La conectividad del paisaje en ecología es, en términos generales, «el grado en que el paisaje facilita o impide el movimiento entre parches de recursos». Alternativamente, la conectividad puede ser una propiedad continua del paisaje e independiente de parches y rutas. La conectividad incluye tanto la conectividad estructural como la conectividad funcional.
El grado en que un paisaje está conectado determina la cantidad de dispersión que hay entre parches. Esto influye en el flujo de genes, la adaptación local, el riesgo de extinción, la probabilidad de colonización y la posibilidad de que los organismos se muevan al enfrentar el cambio climático.
Tabla de Contenido
¿Qué es la Conectividad Ecológica?
El concepto de «conectividad del paisaje» fue introducido por primera vez por el Dr. Gray Merriam en 1984. Merriam observó que el movimiento entre parches de hábitat no era simplemente una función de los atributos de un organismo. Pues también, una calidad de los elementos del paisaje a través de los cuales debe moverse.
Para enfatizar esta interacción fundamental en la determinación de una ruta de movimiento particular, Merriam (1984), definió la conectividad del paisaje como «el grado en que el aislamiento absoluto se evita mediante elementos del paisaje que permiten a los organismos moverse entre parches de hábitat».
Nueve años más tarde, Merriam y sus colegas, revisaron la definición a «el grado en que el paisaje impide o facilita el movimiento entre parches de recursos. Aunque esta definición, sin duda, se ha convertido en el significado más aceptado y citado dentro de la literatura científica, muchos autores han continuado creando sus propias definiciones.
Por lo tanto, aunque hay en muchas definiciones de conectividad del paisaje en los últimos 30 años, cada nueva descripción hace hincapié en un elemento tanto estructural como de comportamiento del concepto de conectividad del paisaje. El componente físico se define por la configuración espacial y temporal de los elementos del paisaje (forma de la tierra, tipos de uso de la tierra y el uso de la tierra), y el componente de comportamiento se define por las respuestas de comportamiento, de los organismos y / o procesos, a la disposición física del paisaje.
Conservación de la conectividad ecológica
La preservación o creación de conectividad en el paisaje ha sido cada vez más reconocida como una estrategia clave para proteger la biodiversidad, mantener ecosistemas viables y poblaciones de vida silvestre, y facilitar el movimiento y la adaptación de las poblaciones de vida silvestre ante el cambio climático. El grado en que los paisajes están conectados determina la cantidad total de movimiento que tiene lugar dentro y entre las poblaciones locales. Esta conectividad influye en el flujo de genes, la adaptación local, el riesgo de extinción, la probabilidad de colonización y la posibilidad de que los organismos se muevan y se adapten al cambio climático.
Con la pérdida y fragmentación del hábitat cada vez más los hábitats naturales, el tamaño y el aislamiento de los fragmentos de hábitat restantes son particularmente críticos para la conservación a largo plazo de la biodiversidad. Por lo tanto, la conectividad entre estos fragmentos restantes, así como las características de la matriz circundante, y la permeabilidad y estructura de los bordes del hábitat son importantes para la conservación de la biodiversidad y afectan la persistencia, la fuerza y la integridad generales de las interacciones ecológicas restantes.
Origen de la Conectividad Ecológica
La conectividad ecológica se ha convertido en una piedra angular de la ciencia y la práctica de la conservación. Desde la introducción de los corredores de vida silvestre como estrategia de gestión de juegos a principios del siglo XX, seguido del reconocimiento de la conectividad como un elemento fundamental de la estructura del paisaje en la década de 1990, se han publicado más de 1.000 artículos científicos sobre corredores y conectividad en los campos de Conservación de la biodiversidad y ecología.
Durante este tiempo, se acordó ampliamente que la pérdida y la fragmentación del hábitat constituyen la mayor amenaza para la biodiversidad en todo el mundo, y se espera que el cambio climático exacerba estos efectos, ya que los rangos de las especies deben cambiar a través de paisajes fragmentados para rastrear las condiciones adecuadas.
Si bien las áreas protegidas, como los parques nacionales, han sido durante mucho tiempo el foco principal de la conservación, ahora se entiende ampliamente que las reservas aisladas no serán suficientes para sostener algunas especies y comunidades ante estas amenazas combinadas. La modificación del uso de la tierra alrededor de las áreas protegidas ha reducido su función ecológica a través de una gama de mecanismos que los vinculan con los ecosistemas degradados que los rodean, y se espera que las envolturas climáticas específicas para muchas especies actualmente respaldadas por reservas se desplacen más allá de los límites de las reservas.
Un objetivo aceptado de la conservación es construir una red de conservación que sea resistente a la fragmentación y al cambio ambiental. Sin embargo, la fragmentación es un concepto relativo así como la conectividad. Los corredores efectivos deben proporcionar una conectividad adecuada y confiable entre hábitats a través de escalas para especies móviles o menos móviles para el intercambio de genes bajo incertidumbre y cambio.
La conectividad del paisaje es crucial para muchos procesos ecológicos, incluidos la dispersión, el flujo de genes, el rescate demográfico y el movimiento en respuesta al cambio climático. Como resultado, las organizaciones gubernamentales y no gubernamentales están enfocando los esfuerzos para mapear y conservar las áreas que facilitan el movimiento para mantener la conectividad de la población y promover la adaptación al clima.
En contraste, se ha puesto poco énfasis en la identificación de barreras, características del paisaje que impiden el movimiento entre áreas de importancia ecológica, donde la restauración podría mejorar la conectividad. Sin embargo, saber dónde las barreras reducen más la conectividad puede complementar los análisis tradicionales dirigidos a trazar las mejores rutas de movimiento.
Características de la Conectividad Ecológica
Los árboles a lo largo de características lineales son características importantes del paisaje, y su pérdida amenaza la conectividad ecológica. Hasta hace poco, sin embargo, los árboles fuera de los bosques estaban en gran parte sin asignar; el desarrollo de técnicas de mapeo de innovación brinda oportunidades para comprender la distribución de dichos árboles y aplicar modelos espacialmente explícitos para explorar la importancia de los árboles para la conectividad.
En este estudio, demostramos la utilidad de los modelos al investigar la pérdida de árboles y los impactos en la conectividad. Específicamente, investigamos las consecuencias de la pérdida de árboles debido a la remoción de árboles al costado del camino, una respuesta de manejo común para árboles enfermos o dañados, en una conectividad funcional más amplia del paisaje.
Causas de la Conectividad Ecológica
Una de las principales causas de la pérdida de biodiversidad es la destrucción de hábitat es debido al trabajo de desarrollo y la fragmentación resultante del ecosistema. El objetivo es preservar y restaurar la conectividad ecológica requerida para el movimiento de especies. El proyecto comprende dos componentes clave, áreas centrales (el hábitat principal de las especies) y corredores ecológicos (zonas de paso que permiten el movimiento de especies entre las áreas centrales).
Fundamentos de la Conectividad Ecológica
Biodiversity BC ha preparado dos documentos científicos clave, un informe sobre conceptos ecológicos, principios y aplicación a la conservación y tomando el pulso de la naturaleza: el estado de la biodiversidad en la Columbia Británica. Estos informes están diseñados para respaldar la acción y la planificación al proporcionar una introducción a la biodiversidad (que establece los conceptos y principios de la conservación y restauración de la biodiversidad) y aclara el estado actual de la biodiversidad en B.C.
Existe un consenso general entre los expertos de que la prevención es la clave para la conservación de la biodiversidad. Cuesta mucho más reparar el daño a la biodiversidad que incorporar la conservación de la biodiversidad en la planificación y el desarrollo. La clave para la prevención es comprender los conceptos y principios ecológicos de la biodiversidad y cómo aplicar esta comprensión a la conservación de la biodiversidad.
El valor de la biodiversidad
La biodiversidad se refiere a la variedad de especies y ecosistemas que han evolucionado a lo largo de miles de años y a los complejos procesos ecológicos que los unen y sustentan al conjunto. Como su nombre indica, la diversidad biológica incluye la diversidad dentro de las especies (diversidad genética), la diversidad entre las especies y la diversidad de los ecosistemas.
Existe una relación obvia entre los ecosistemas saludables y el bienestar humano. La diversidad de especies es la fuente de alimentos, materiales de construcción, energía y medicamentos, y de servicios como la polinización, la asimilación de residuos y la filtración de agua.
La diversidad genética dentro de las especies hace posible la reproducción comercial de plantas y animales de alto rendimiento y resistentes a las enfermedades, y permite la adaptación a las condiciones climáticas cambiantes. La variedad de los ecosistemas, además de fomentar las especies y la diversidad genética, mejora nuestra calidad de vida a través de la recreación, el disfrute estético y las oportunidades de enriquecimiento espiritual.
Atributos de la biodiversidad
Cada uno de estos tres componentes de la biodiversidad se analiza de acuerdo con la composición, estructura y función. La composición describe las partes de cada componente de la biodiversidad en un área determinada (por ejemplo, tipos de hábitat, especies presentes, poblaciones genéticas dentro de las especies).
Estructura se refiere a las características físicas que respaldan esa composición (por ejemplo, tamaño de hábitats, estructura de la cubierta forestal, etc.). La función significa los procesos ecológicos y evolutivos que afectan la vida dentro de esa estructura (por ejemplo, disturbios naturales, relación depredador-presa, adaptación de especies a lo largo del tiempo).
Los impactos en la biodiversidad de las actividades humanas, como el desarrollo urbano, la extracción de recursos, la construcción de corredores de transporte y la contaminación, y los efectos climáticos de las emisiones de gases de efecto invernadero pueden acelerar los índices de extinción de especies y reducir la productividad de los ecosistemas. Esto, a su vez, arriesga la pérdida de los beneficios económicos y sociales que produce la biodiversidad.
Principios ecológicos
Los siguientes principios ecológicos describen los supuestos necesarios para planificar acciones para conservar la biodiversidad:
- La protección de las especies y las subdivisiones de especies apoyarán la biodiversidad.
- Mantener el hábitat es fundamental para conservar las especies.
- Las áreas grandes generalmente contienen más especies que las áreas más pequeñas con hábitats similares.
- «Todas las cosas están conectadas», pero la naturaleza y la fuerza de la conexión varían.
- Las perturbaciones dan forma a las características de las poblaciones, comunidades y ecosistemas.
- El cambio climático influirá cada vez más en todos los tipos de ecosistemas.
- Aplicación de conceptos y principios ecológicos en la conservación de la biodiversidad
Estos conceptos y principios ecológicos están estrechamente relacionados entre sí, y deben aplicarse en armonía unos con otros.
Importancia de la Conectividad Ecológica
El movimiento exitoso de los individuos es fundamental para la vida. Facilitar estos movimientos mediante la promoción de la conectividad ecológica se ha convertido en un tema central en ecología y conservación. Las áreas urbanas contienen más de la mitad de la población humana del mundo, y su potencial para apoyar la biodiversidad y conectar a sus ciudadanos con la naturaleza es cada vez más reconocido. Promover la conectividad ecológica dentro de estas áreas es esencial para alcanzar este potencial. Sin embargo, nuestra comprensión actual de la conectividad ecológica dentro de las áreas urbanas parece limitada.
Las brechas de conocimiento en la conectividad ecológica en áreas urbanas se mantienen, en parte porque el campo aún está en su infancia y en parte porque debemos capitalizar mejor las técnicas tecnológicas y analíticas más avanzadas que están cada vez más disponibles.
Los estudios bien diseñados que emplearon datos de alta resolución y potentes técnicas analíticas resaltan nuestras habilidades para cuantificar la conectividad ecológica en áreas urbanas. Estos estudios son ejemplares, y establecen los estándares para futuras investigaciones para facilitar la planificación de la infraestructura en áreas urbanas basada en datos y basada en evidencia.
Hacer generalizaciones y comparaciones sobre el estado de la conectividad del paisaje es un desafío porque se consideran numerosos tipos de «conectividad» dentro de los estudios ecológicos, las definiciones se aplican de manera inconsistente y los métodos para cuantificar cada tipo de conectividad varían.
En ecología, la conectividad de un paisaje se describe típicamente a lo largo de un espectro de bajo a alto para conectividad estructural o funcional. La conectividad estructural es un atributo físico de un paisaje y generalmente se mide utilizando métricas del paisaje como el tamaño del parche, el aislamiento u otras medidas de fragmentación / red, o identificando características lineales que se cree que actuar como conductos al movimiento.
En contraste, la conectividad funcional está orientada al organismo, donde las respuestas de comportamiento se interpretan para sugerir si los parches de paisaje funcionan como conectados desde la perspectiva del organismo.
Índice de Conectividad Ecológica
Los procesos ecológicos relevantes como el flujo de genes, la polinización o la dispersión de la vida silvestre. Un sinnúmero de índices, se han desarrollado para caracterizar patrones de paisaje, pero no todos ellos son igualmente adecuados para evaluar los cambios temporales en la conectividad del paisaje son cada vez más necesarios para el monitoreo de la biodiversidad e indicador operacional de entrega.
Los avances relevantes en esta dirección que se han propuesto recientemente basado en métodos teóricos gráficos para analizar la conectividad de la red del paisaje y en la medición. Disponibilidad de hábitat a escala de paisaje. Partiendo de estos desarrollos, modificamos un índice reciente y presente el índice de área conectada equivalente (ECA), definido como el tamaño de un solo parche (máximo conectado) que proporcionaría la misma probabilidad de conectividad que el patrón de hábitat real en el paisaje.
Los cambios temporales en ECA se pueden comparar directamente con los cambios en el hábitat total zona. Esto permite obtener información adicional y directa sobre el grado en que las ganancias o pérdidas en la cantidad de hábitat puede ser beneficiosa o perjudicial al afectar los elementos del paisaje que mantienen la conectividad en un contexto paisajístico más amplio. Ofrecemos un ejemplo demostrativo de aplicación e interpretación.
Este índice y enfoque para monitorear los cambios en la conectividad funcional del paisaje. Nos centramos en las tendencias en los bosques europeos a nivel de provincia en el período 1990–2000 a partir de los datos de cobertura terrestre de Corine, considerando tanto los cambios en el patrón espacial del bosque como en la permeabilidad promedio del paisaje.
El grado de conectividad fue bastante estable en la mayor parte del área de estudio, con una leve Incremento de la conectividad forestal en Europa. Sin embargo, algunos países y regiones se concentraron notablemente altos cambios en el período analizado, particularmente aquellos
Aplicamos un conjunto completo de métricas teóricas gráficas para ilustrar cómo la conectividad del paisaje se puede incorporar efectivamente en las evaluaciones del estado de conservación y en el establecimiento de objetivos de conservación.
Estas métricas permiten a los profesionales de la conservación evaluar y cuantificar la conectividad en términos de representación, resistencia y redundancia, y el enfoque puede aplicarse a pesar del conocimiento incompleto de la biología específica de la especie y los procesos de dispersión. Demostramos la utilidad de las métricas gráficas al evaluar los cambios en la distribución y la conectividad que resultarán de la implementación de dos planes de conservación para tres especies de plantas en peligro de extinción en relación con la conectividad en las condiciones actuales.
Aunque las distribuciones de las especies difieren entre sí en términos de extensión y ubicación específica de los parches ocupados dentro del paisaje de estudio, la escala espacial de conectividad potencial en las redes existentes fue sorprendentemente similar para Erigeron y Eriogonum, pero difirió para Acanthoscyphus.
Específicamente, los parches de las dos primeras especies se distribuyeron más regularmente, mientras que los subconjuntos de parches de Acanthoscyphus se agrupan en componentes más aislados. Las reservas basadas en la designación de hábitat crítico del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos no contribuirían en gran medida a mantener la conectividad; incluyen 83 a 91% de las ocurrencias existentes y> 92% de la extensión aérea de cada especie.
La conectividad efectiva permanece dentro del 10% de eso en toda la red para todas las especies. Una estrategia de manejo del hábitat del Servicio Forestal excluyó hasta el 40% del hábitat ocupado de cada especie, lo que resultó tanto en la reducción del rango como en la pérdida de ocurrencias de las partes centrales de la distribución de cada especie. En general, la conectividad de red efectiva se redujo a 62–74% de las redes completas.
La distancia a la que cada red CHMS se conectó por primera vez se redujo en comparación con la red completa en Erigeron y Acanthoscyphus debido a la exclusión de parches periféricos, pero se incrementó ligeramente para Eriogonum. Las distancias en las que las redes eran sensibles a la pérdida de conectividad debido a la presencia de conexiones no redundantes se vieron afectadas principalmente por Acanthoscyphos.
Lo más preocupante era que el rango de distancias en las que la falta de redundancia producía un alto riesgo era mucho mayor que en toda la red. A través de este ejemplo en profundidad que evalúa la conectividad mediante un conjunto integral de métricas teóricas de gráficos desarrollados, establecemos un enfoque y proporcionamos interpretaciones de muestra de variaciones sutiles en la conectividad que los administradores de conservación pueden incorporar a la planificación.
Conectividad Ecológica de las Aves
La conectividad es fundamental para entender cómo la forma del paisaje influye en la función ecológica. Sin embargo, las incertidumbres persisten debido a la dificultad y el costo de recopilar datos empíricos para impulsar o validar modelos de conectividad, especialmente en áreas urbanas, donde las relaciones son multifacéticas y la matriz de hábitat no puede considerarse como binaria.
Beneficios de la Conectividad Ecológica
Es necesaria una perspectiva amplia sobre la conectividad ecológica cuando se administran los ecosistemas de arroyos y se establecen prioridades de conservación. La conectividad hidrológica se refiere al transporte de materia, energía u organismos mediado por el agua dentro o entre los elementos del ciclo hidrológico.
Las posibles consecuencias negativas de mejorar la conectividad hidrológica merecen una cuidadosa consideración en paisajes modificados por el hombre que se caracterizan cada vez más por alteraciones hidrológicas, especies exóticas, altos niveles de nutrientes y toxinas, y regímenes de sedimentos alterados. Si bien la conectividad es parte integral de la estructura y función de los ecosistemas acuáticos, también puede promover la distribución de componentes indeseables.
Aquí proporcionamos ejemplos que ilustran cómo la conectividad hidrológica reducida puede proporcionar mayores beneficios ecológicos que la conectividad mejorada en ecosistemas altamente desarrollados y modificados por el hombre; por ejemplo, en los paisajes urbanos, los esfuerzos de «restauración» a veces pueden crear sumideros de población para la biota en peligro de extinción. Concluimos enfatizando la importancia del manejo adaptativo y el equilibrio de las compensaciones asociadas con otras alteraciones de la conectividad hidrológica en paisajes modificados por el hombre.
Los regímenes de conectividad en paisajes de desarrollo intensivo se caracterizan por vías hidrológicas y flujos de corrientes interrumpidos, y estas interrupciones ocurren dentro de una matriz de contaminantes y especies invasoras.
En consecuencia, las estrategias de manejo y restauración requieren una evaluación cuidadosa de las consecuencias ambientales de los cambios en la conectividad hidrológica en escalas de paisaje. Aquí nos referimos a la conectividad hidrológica en un amplio sentido ecológico como «transporte de materia, energía u organismos mediado por el agua dentro o entre elementos del ciclo hidrológico».
Debido a la intensidad y magnitud de las reducciones en la conectividad hidrológica por las actividades humanas, los esfuerzos recientes de gestión y restauración de los ríos se han centrado en mejorar la conectividad a través de una variedad de mecanismos, incluida la eliminación de represas; alterar el manejo del reservorio para proporcionar regímenes de flujo más naturales; restaurar la morfología natural de las corrientes perturbadas por la canalización, la agricultura o la urbanización; eliminación de puertas de marea; reacondicionamiento del paso de peces a presas y esclusas; y eliminando las transferencias entre cuencas.
Mejorar la conectividad hidrológica puede proporcionar beneficios ecológicos valiosos y extensos. Sin embargo, cuando solo es posible una restauración parcial en paisajes altamente perturbados (que se caracterizan cada vez más por especies exóticas y altos niveles de nutrientes y toxinas), la restauración del régimen de flujo puede no lograr condiciones ecológicas deseables.
Se necesita un marco amplio para evaluar los efectos ecológicos potenciales de la conectividad hidrológica mejorada, particularmente en paisajes que han sido alterados extensamente por actividades humanas.
Las estrategias de manejo y restauración requieren una evaluación cuidadosa de las consecuencias ambientales de los cambios en el transporte de sedimentos, nutrientes, toxinas, especies invasoras y energía mediados por el agua en diferentes escenarios de manejo del agua (Pringle 2003, 2006).
Las opciones de gestión en sistemas altamente modificados suelen estar restringidas, de modo que solo algunos impulsores del ecosistema pueden naturalizarse. Kondolf y sus colegas (2006) presentaron la idea de restauración parcial en términos de conectividad longitudinal, lateral y vertical, y propusieron que las consideraciones políticas y económicas hacen que la restauración sea más fácil y más probable en algunos ejes que en otros.
Cuando las restricciones limitan la capacidad de la sociedad para restaurar algunos factores, puede ser ecológicamente beneficioso equilibrar la interacción entre los conductores, y las condiciones más deseables desde el punto de vista ecológico pueden no coincidir con las condiciones de pre civilización de los conductores. El análisis de las compensaciones de estos efectos ambientales múltiples en paisajes alterados por el hombre a veces puede sugerir estrategias de manejo que, por diseño, reducen, en lugar de mejorar, la conectividad hidrológica.
Cuáles son los Indicadores de la Conectividad Ecológica
Este indicador de conectividad del hábitat mide la «conectividad funcional». Esto se refiere a qué tan bien las especies pueden moverse de un parche de hábitat a otro en función de sus capacidades de dispersión y la naturaleza de la cobertura de la tierra que interviene, a menudo denominada la matriz del paisaje. En contraste, la ‘conectividad estructural’ se refiere a cómo se distribuyen los parches de hábitat en un paisaje y si están físicamente conectados entre sí por el mismo hábitat o uno similar.
La métrica utilizada es el Área Conectada Equivalente (Probabilidad de Conectividad) o ECA (PC) diseñada por Saura y Torné en 2009. Es una medida del tamaño hipotético que tendría que tener un único parche de hábitat para proporcionar la misma conectividad teórica que el Patrón de hábitat real en el paisaje.
Lo que hace que el valor de ECA (PC) sea un cálculo de la conectividad funcional, en lugar de simplemente estructural, es su capacidad para tener en cuenta:
- El grado de fragmentación del hábitat en un paisaje (es decir, el número de parches individuales)
- La configuración espacial de estos parches (es decir, a qué distancia están unos de otros)
- La permeabilidad de la cobertura de la tierra intermedia (es decir, la distancia ‘costo’ ecológica del movimiento de las especies)
- Las capacidades de dispersión de la especie en cuestión.
- En el informe comisionado No. 887 de Scottish Natural HeritageCommissioned se proporciona una metodología completa.
Hay cuatro indicadores de conectividad:
- Bosque
- brezales
- pradera
- pantano
Encontramos que las medidas de conectividad funcional proporcionaron mejores resultados que el enfoque no funcional. Sin embargo, una medida de conectividad funcional que se basó en datos de cobertura terrestre muy toscos funcionó incluso mejor que las medidas de conectividad que se basaron en datos de uso de la tierra mucho más detallados.
Para tener en cuenta los posibles efectos de la matriz del paisaje sobre la ocupación de parches por parte de los especialistas en hábitat, los futuros estudios de metapoblación deben usar distancias funcionales en lugar de euclidianas siempre que sea posible. Para aplicaciones prácticas, recomendamos un «enfoque simple» que requiere solo datos de cobertura terrestre gruesos y en nuestro estudio se desempeñó mejor que todas las otras medidas de conectividad funcional, incluso las más complejas.
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