ConectividadEcología del Paisaje Básica

Id: 001803

Juan C. Benavides

ConectividadGrado en el cual el paisaje limita o

favorece el movimiento entre parches de recursos

Estructura del paisaje+

respuesta de los organismos

Conectividad• Estructural– Manera como el arreglo espacial

de los elementos de un paisaje se encuentran unidos

• Funcional– Grado de conexión entre las

diferentes funciones del ecosistema

– Migraciones– Nutrientes– Hidrología

Conectividad• En metapoblaciones– Migración– Extinción– Colonización

Conectividad• Conectividad de parches– Análogo metapoblaciones– Especifico a cierta

respuesta i.e. especies

• Conectividad del paisaje

Conectividad como propiedad emergente

• Es el producto del arreglo de los parches– Conectividad estructural– Conectividad funcional

Beneficios conectividad

Perjuicios conectividad

Mecanismos de conectividad en el paisaje

• Continuidad de hábitat• Corredores• Saltos (stepping stones)• Pausas migratorias• Mosaicos permeables

Discusiones en el manejo del paisaje

• Que tan efectivo es promover la conectividad?

Paisajes conectados• Difusión– Proceso pasivo– Materiales– Energía

• Dispersión– Activo– Organismos

Manejo de la matriz

Especifico a especies particulares

Paisajes conectados• Conectividad estructural

modelada acorde a:• Teoría de grafos• Teoría de circuitos• Análisis de mínimo costo

Conectividad usando mínima distancia total

Conectividad usando una probabilidad de dispersión con pesos por área del parche

Paisajes conectados• Conectividad modelada

acorde a:• Teoría de grafos• Teoría de circuitos

El paisaje es visto como un raster con resistencias de diferente valor entre los nodos

http://img2.juzaphoto.com/001/shared_files/uploads/293526.jpg

Vía del menor costo• LCP (least cost path) • Sumar pesos de diferentes celdas y determinar conectividad

usando las vías que tengan menor costo en la suma total– Heterogeneidad de la matriz– Pendiente– Coberturas

Paisaje existentePaisaje existente

Fragmentation model Variegation model Contour model

Features and terminology patches; matrix; corridors gradual changes from habitat to nonhabitat

peaks and troughs; contour spacing

Model summary patches of habitat located in a somewhat hostile matrix of nonhabitat; patches may be connected through corridors

gradual changes from habitat to nonhabitat; may be related to vegetation cover (e.g., gradual decline in tree density)

each species has its own habitat contour map with peaks and troughs; spacing of contours represents the change of habitat suitability through space

Degree of realism high to low, depending on species and landscapes

high to low, depending on species and landscapes

high

Degree of complexity low medium highAbility to deal with multiple species

low, unless species are very similar

low, unless species are very similar

high, even if species are very different

Ability to deal with multiple spatial scales

high, can consider the area covered by patches at multiple spatial scales

medium, model deals primarily with gradual changes in woodland vegetation

high, nested contours and choices about contour resolution are possible

Ease of quantifying patterns high, presence or abundance data need to be collected from patches and the matrix

medium, presence and abundance data need to be collected across a gradient

low, detailed data on multiple habitat features and species are required at multiple spatial scales

Ease of communication high medium medium

Table 1. Comparison of key characteristics of the fragmentation, variegation, and contour-based landscape models (based on Forman & Godron 1986; McIntyre & Barrett 1992; Forman 1995; Wiens 1995; McIntyre & Hobbs 1999; this article).

Conectividad funcional

• Distancia al vecino mas cercano

Medida de conectividad de zonas de amortiguamiento (buffer )

• Aj= área de parche j• b=función del número de emigrantes en

relación al tamaño del parche – b=1 todo el área es disponible

• r= radio de amortiguamiento (buffer)

Grafos• Grafo G• Nodos (vértices)• Bordes (trazos)• Un grafo de m nodos y n bordes (edges)

– G(m,n) – Orden = m– Valor = n

• Ruta (Path)– Secuencia de nodos

• Ruta árbol– Ruta no cíclica

• Arbol completo (Spanning tree)– Ruta que cubre todos los nodos

Grafos• Arbol completo • Spanning tree– Ruta que cubre

todos los nodos

GrafosFIG. 4. Edge thinning: Connectivity of the landscape graph as edges are sequentially removed, at threshold distances of (a) 1500 m, (b) 1250 m, (c) 1000 m, and (d) 750 m.

Grafos-remoción de bordes

Modelo de función de incidencia

• Eventos estocásticos de extinción y colonización1. Extinción Ei

• Si = área efectiva parche i• e = mínima área viable en el parche para

sostener la especie• x= parámetro de perturbación

Modelo de función de incidencia

2. Colonización Ci

• Pi = Número de propágulos que llegan al parche i (dispersión)

• y = capacidad de establecimiento de la especie en parche i

Medida de conectividad de modelo de función de incidencia

• Aj= área de parche j• b=función del número de emigrantes en relación al

tamaño del parche • dij= distancia entre parches• pi= presencia ausencia de la especie en el parche i• α= factor de escala de la distancia de dispersión (1/α

distancia promedio de migración)

Medida de conectividad de MODELO DE FUNCIÓN DE INCIDENCIA con peso del área

de parche• D()=kernel (núcleo) de dispersión• Ai= área de parche i (focal) como probabilidad

de imigración• I()=función de inmigración• E()=función de emigración• Asume una matriz homogénea

NN

BUFIFM

Observado

Meta-análisis índices de conectividadRelación entre los diferentes índices de conectividad

Meta-análisis índices de conectividadRelación entre los diferentes índices de conectividad

Respuesta de las especies (poblaciones)

• VM- modelo de migración virtual

• Función de probabilidad que un individuo muera DURANTE la migración

Mortalidad de mariposas durante emigración (círculos blancos)Mortalidad de mariposas en el parche (círculos negros)

Melitaea diamina

Respuesta de las especies (poblaciones)

• VM- modelo de migración virtual• Función de probabilidad que un individuo

muera DURANTE la migración• Sij=conectividad entre parches i y j• λ=taza de mortalidad durante emigración

• Conectividad del parche j puede ser particionada en la conectividad parcial con todos los otros parches

• djk=distancia entre parches j k• α= factor de escala de la distancia de dispersión• Ak= Area parche k• z=tasa de inmigración como función del área del

parche

• La probabilidad que un individuo migre del parche j al k es=

• Podemos predecir las probabilidades diarias del destino de un individuo– Migrar– Morir durante la migración– Permanecer en el parche

Modelos estocásticos de ocupación de parches SPOM

• Colonización y extinción como en metapoblaciones-islas

• Parches ocupados o no en un momento determinado

• Función que determina el cambio de ocupación des de t a t+1

Modelos estocásticos de ocupación de parches SPOM

• Capacidad de la metapoblación mas que el área total hábitat

• La configuración espacial de los parches afecta el tamaño de la metapoblación

Extinción local

• Tamaño de la población• Emigración• Inmigración• Tasa de cto de la

población• Tipo de cto poblacional• Tamaño y calidad del

parche• Interacciones entre

especies

• Factores estocásticos– Ambiente– Demografía– Catástrofes– Actividades humanas

• Perdida de hábitat

Emigración

• Parche– Tamaño– Calidad– Forma– Calidad del borde

• Densidad de la población

• Detección de parches destino– Tamaño– Calidad– Forma– Calidad del borde

• Densidad de la población

Simplificación de SPOM

• Presencia ausencia– No se modelan

respuestas locales

• No se incluye la forma de los parches

• El parche es homogéneo en calidad

• La matriz es homogénea

Parametrizar SPOMExtinción como función

del área del parcheColonización como función

de la conectividad

Ocupación de parches

IFM

Buffer

NN

Efecto de los errores en modelos de conectividad

Conectividad estructural

1. Composición2. Configuración– Contagio, adyacencia

Conectividad estructural

Resumen conectividad

http://www.zoo.ro/uploads/default/files/taur-holstein1.jpg

Están mis manchas ubicadas en un patrón regular?Me hacen ver gorda?

Estudios de conectividadDonde?

Estudios de conectividadComo?

Estudios de conectividadPara que?