Fragmentación de ecosistemas y dinámica de metapoblaciones

Transcripción

1 Fragmentación de ecosistemas y dinámica de metapoblaciones Néstor Javier Mancera Rodríguez Curso: Vida Silvestre Código: UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FORESTALES

2 Fragmentación del hábitat Proceso por el cual una superficie grande y continua de hábitat queda reducida en área y dividida en dos o más fragmentos La alteración del hábitat origina un mosaico de fragmentos de hábitat separados por una matriz de paisaje altamente modificado o degradado (por zonas agrícolas, urbanas, industriales, vías de comunicación, etc.) Modificado de: externos-de-amenaza/

3 Los fragmentos de hábitat difieren del hábitat original en: 1. Tienen más longitud de hábitat de borde o margen 2. El centro de cada fragmento está más cerca del margen 1 km m 31% 5 km m 1 km m 31% 64% Modificado de: externos-de-amenaza/

4 A medida que se extingan las especies dentro de cada fragmento por procesos naturales de dinámica poblacional o sucesión, las barreras impedirán la llegada de nuevas especies y el número de especies del fragmento disminuirá con el tiempo. Modificado de: externos-de-amenaza/

5 Modificado de:

6 Factores de amenaza relacionados con la fragmentación del hábitat (I): - Pérdida de superficie efectiva de hábitat disponible - Se limita el potencial de dispersión y colonización (muchas especies no recolonizan los fragmentos) Modificado de: externos-de-amenaza/

7 Factores de amenaza relacionados con la fragmentación del hábitat (II): - La fragmentación impide los desplazamientos de especies muy móviles (Búsqueda de alimento, agua) - Divide una única población de distribución amplia en varias de distribución más restringida, con menor numero de individuos. Más susceptibles a la extinción. Modificado de: externos-de-amenaza/

8 Factores de amenaza relacionados con la fragmentación del hábitat (III): - Aumenta la vulnerabilidad de los fragmentos frente a la invasión de especies exóticas, depredadores oportunistas y plagas (por el hecho de que las zonas de margen son zonas perturbadas) - La fragmentación pone en contacto poblaciones silvestres con animales domésticos, con el peligro de transmisión de enfermedades comunes en estos últimos, hibridación, etc. Modificado de: externos-de-amenaza/

9 La clave para la protección y la gestión de especies amenazadas o en peligro de extinción es entender su relación con su ambiente y la situación (estatus) de sus poblaciones. Dinámica metapoblacional Análisis de viabilidad poblacional

10 Conceptos y modelos básicos de dinámica de poblaciones animales Estructura demográfica (edades, estados) Mecanismos de regulación: denso-dependencia, factores estocásticos Estructura espacial: Metapoblaciones

11 Estructura espacial: Metapoblaciones Población: Grupo de individuos que interaccionan regularmente y se reproducen entre si Metapoblación: Colección de subpoblaciones (poblaciones locales) estructurada espacialmente Dinámica de las subpoblaciones relativamente independiente Migración conecta subpoblaciones (inmigración y emigración > 0) Subpoblaciones presentan una probabilidad finita de extinción (y colonización)

12 Ejemplo de estructura metapoblacional

13 Estructura metapoblacional Número de las subpoblaciones (poblaciones locales) Distribución de éstas en el área geográfica Número de individuos, demografía y estructura de cada subpoblación Conectividad entre subpoblaciones (intercambio de individuos) Las metapoblaciones están formadas por un mosaico de poblaciones temporales unidas entre sí por algún grado de migración.

14 Estructura metapoblacional En algunas metapoblaciones existen unos pocos núcleos poblacionales con un número de individuos bastante estable, rodeados de varias áreas satélite con poblaciones fluctuantes que pueden extinguirse en años desfavorables y que pueden ser de nuevo recolonizadas por individuos migrantes provenientes de los núcleos de la metapoblación. Los modelos metapoblacionales consideran: poblaciones locales dinámicas (extinciones y recolonizaciones puntuales) se producen movimientos de individuos entre poblaciones locales

15 Conceptos básicos Parche (parcela, isla de hábitats, sitio, localidad): área continua con todos los recursos necesarios para la persistencia de una población local y separada por hábitat inadecuado de otros parches. En un momento determinado un parche puede estar ocupado o vacío. Población local: conjunto de individuos que viven en el mismo parche de hábitat y por tanto interaccionan entre ellos

16 Conceptos básicos Estructura metapoblacional (tipos de metapoblaciones): red de parches de hábitat ocupados por una metapoblación y que presentan una cierta distribución en el espacio y tasas características de migración entre ellos.

17 Orígenes de la teoría de las metapoblaciones Heterogeneidad espacial (distribución no uniforme de variables ambientales en el espacio) Destrucción y fragmentación de hábitats por acción humana (transformación de hábitats continuos en islas ): discontinuidades en la distribución e incremento del efecto borde Teoría de la biogeografía insular (MacArthur & Wilson, 1967): riqueza específica (colonización extinción) dependiente de la distancia y tamaño de las islas

18 EFECTO DE BORDE FRAGMENTACIÓN DE BOSQUES EN FINLANDIA 1 km m 31% 5 km m 64%

19 El desarrollo del área académica de Manejo y Conservación de Recursos Naturales: Años 70: particular. énfasis en la demografía de especies en Años 80: énfasis en el manejo de comunidades integrales Años 90: énfasis cambió para incluir consideración de no solamente de la parte biótica (la comunidad), sino también la parte abiótica (todo el ecosistema).

20 Ecología de paisajes Punto de partida: la biogeografía Hay una relación con respecto al paisaje y la vida que contiene = la relación entre el tamaño de una área y el número de especies que contiene. Es decir, existen más especies en áreas más grandes (por supuesto!). hay más especies de árboles en 100 ha. de bosque que en 10 ha de ese mismo bosque. hay más especies de mamíferos en Colombia de los que hay en un solo Departamento como Antioquia.

21 Perspectiva estática: Una explicación ecológica que mantiene que con más área, se puede esperar encontrar más diversidad en el medio ambiente más variación altudinal más microhábitats más dimensiones del nicho para repartir

22 Perspectiva dinámica: El tamaño del área, determina el número absoluto de especies que se puede encontrar, pero la composición de la comunidad es libre de cambiar con el tiempo. MacArthur y Wilson argumentaron que éste es el resultado de dos procesos importantes: 1. colonización. Hay menos especies en las islas porque algunas especies todavía no han logrado colonizarlas. 2. extinción. Había más especies en las islas antes, pero algunas de estas especies han desaparecieron.

23 La combinación conjunta de estos dos procesos (colonización y extinción) produce lo que MacArthur y Wilson llamaron "La Teoría del Equilibrio para la Biogeografia de Islas". Este proceso puede describirse mediante el modelo de biogeografía insular dado que los fragmentos de hábitat funcionan como islas en un mar de medio inhóspito.

24 Hay dos variables importantes que pueden influir en el equilibrio: Aislamiento: si la isla esta muy lejos del continente, uno puede esperar que la isla tenga una tasa de colonización reducida. Tamaño: si la isla es muy pequeña, uno puede esperar que la tasa de extinción sea mayor.

25 La gran mayoría de las reservas que tenemos no son grandes, sino de tamaño pequeño o mediano. Solo 3.5% de las reservas del mundo tienen un tamaño mayor de 10,000 km 2. Solo 3 reservas en Colombia tienen aproximadamente 10,000 km 2 de área (PNN puinawi, PNN Chiribiquete y PNN Nukak Tunahi).

26 La teoría del equilibrio de la biogeografía de islas (MacArthur y Wilson, 1967): La riqueza de especies de una isla depende del balance entre la tasa de colonización y la tasa de extinción, El tamaño de la isla determina su tasa de extinción. La distancia de la isla del continente determina su tasa de colonización.

27 Las actividades humanas pueden convertir áreas de hábitat natural en el continente en fragmentos (islas) dentro de un mar de hábitat perturbado. Europa central, 900 a 1900 Wisconsin, EE.UU.,1831 a 1950 Muchos de los bosques tropicales hoy en día.

28 El proyecto del tamaño mínimo critico de ecosistemas del WWF e Inpa en Manaus, Brasil: Fragmentar el bosque tropical en una forma controlada, con replicas Creación de fragmentos de 1,10,100,1000,y ha, Inventarios tanto antes como después de la fragmentación.

29 Resultados generales (de patrones): Para la mayoría de taxones, había una pérdida rápida de especies, produciendo la esperada relación área/riqueza en pocos años. Pero en algunos grupos el número de especies en un área aumentó después de la fragmentación (invasión de especies del matriz ) También notaron cambios demográficos fuertes en las especies que no desaparecieron (sobre todo en las especies anteriormente comunes).

30 Resultado general (de procesos): fuertes efectos de borde Efectos de borde en el Microclima del bosque Más penetración del sol y el viento aumento en la temperatura aumento en la evapotranspiración cambios en la humedad del suelo etc.

31 Resultado: muchas especies de aves de bosque desaparecen debido a una tasa de parasitismo alto en los bordes (aunque tiene más presas allá) En resumen, los efectos de borde Afectan el microclima, estructura, y ecología del bosque Tienen alcances (distancias desde el borde) muy variables. Afectan en formas muy variables las diferentes especies del bosque

32 Cómo minimizar los efectos de borde? 1. Intentar producir fragmentos con formas regulares (vs. Irregulares alargadas). 2. crear zonas de amortiguamiento Zonas de amortiguamiento Permitir el uso selectivo de los bordes, pero no el área nuclear (como las reservas de biosfera) Rodear las reservas de hábitat natural con hábitat no natural, pero que ayuda de minimizar los efectos de borde (p.e plantaciones, etc.)

33 Regresando a la teoría del equilibrio de la biogeografía de islas El tamaño de una islas determina su tasa de extinción La distancia de una isla del continente determina su tasa de colonización.

34 En términos del tamaño Debemos crear reservas que sean lo mas grandes posibles Debemos crear reservas con una forma regular (para maximizar el área de la zona nuclear) Debemos crear zonas de amortiguamiento alrededor de las reservas para minimizar los efectos de borde

35 Y en términos de la distancia del continente? Cuando las actividades antrópicas destruye el continente produciendo un archipiélago de fragmentos de diferentes grados de aislamiento. Se requiere de corredores entre ellos.

36 Críticas del concepto de los corredores biológicos: son costosos facilitan la transmisión de enfermedades entre reservas? funcionan como trampas ecológicos? no sirven para la mayoría de la fauna? Una reseña de la literatura encontró evidencia en solamente 10 de 32 artículos sobre la utilidad de corredores biológicos.

37 La utilidad de un corredor depende de: Cual especie esta bajo consideración (corredores son filtros", permitiendo el paso de algunas especies y no otras) Las características del corredor

38 Tipo de movimiento: directo y continuo (un animal puede pasar de una reserva a otra en un movimiento) no continuo (un animal requiere pausas dentro del corredor durante el traspaso) genético (individuos habitan el corredor, permitiendo un flujo genético entre reservas)