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Abstract: Expanding habitat protection is a common tactic for species conservation. When unprotected habitat is privately owned, decisions must be made about which areas to protect by land purchase or conservation easement. To address this problem, we developed an optimization framework for choosing the habitat-protection strategy that minimizes the risk of population extinction subject to an upper bound on funding. The framework is based on the idea that an extinction-risk function that predicts the relative effects of varying the quantity and quality of habitat can be estimated from the results of a demographic model of population viability. We used the framework to address the problem of expanding the protected habitat of a core population of the endangered San Joaquin kit fox (   Vulpes macrotis mutica) in the Panoche area in central California. We first developed a stochastic demographic model of the kit fox population. Predictions from the simulation model were used to estimate an extinction-risk function that depended on areas of good- and fair-quality habitat. The risk function was combined with costs of habitat protection to determine cost-efficient protection strategies and risk-cost curves showing how extinction risk could be reduced at minimum cost for increasing levels of funding. One important result was that cost-efficient shares of the budget used to protect different types of habitat changed as the budget increased and depended on the relative costs of available habitat and the relative effects of habitat protection on extinction risk. Another important finding was the sensitivity of the location and slope of the risk-cost curve to assumptions about the spatial configuration of available habitat. When the location and slope of the risk-cost curve are sensitive to model assumptions, resulting predictions of extinction risk and risk reduction per unit cost should be used very cautiously in ranking conservation options among different species or populations. The application is an example of how the results of a complex demographic model of population viability can be synthesized for use in optimization analyses to determine cost-efficient habitat-protection strategies and risk-cost tradeoffs.

Resumen: La protección de hábitat y expansión es una táctica común para la conservación de especies. Cuando el hábitat sin protección es propiedad privada, las decisiones deben ser tomadas sobre las áreas a proteger mediante la compra de terrenos o la expropiación para conservación. Para tratar este problema, desarrollamos un marco de optimización para elegir la estrategia de protección del hábitat que reduce al mínimo el riesgo de extinción de la población conforme a un límite superior de financiamiento. El marco se basa en la idea que se puede estimar una función extinción - riesgo que prediga los efectos relativos de variar la cantidad y la calidad del hábitat a partir de los resultados de un modelo demográfico de viabilidad de la población. Utilizamos el marco para tratar el problema de ampliar el hábitat protegido de una población núcleo del zorro de San Joaquín (    Vulpes mutica macrotis) en el área de Panoche en California central. Primero desarrollamos un modelo demográfico estocástico de la población del zorro. Las predicciones del modelo de simulación fueron utilizadas para estimar una función de riesgo de extinción que dependió de áreas de hábitat de buena y mediana calidad. La función del riesgo fue combinada con costos de protección del hábitat para determinar estrategias de protección costo-eficientes y curvas de riesgo-costo que mostraban cómo el riesgo de la extinción se podría reducir al mínimo costo para niveles de financiamiento en aumento. Un resultado importante fue que las acciones costo-eficientes del presupuesto utilizadas para proteger diversos tipos de hábitat cambiaron a medida que el presupuesto aumentó y dependieron de los costos relativos de hábitat disponible y de los efectos relativos de la protección del hábitat sobre el riesgo de extinción. Otro resultado importante fue la sensibilidad de la localización y de la pendiente de la curva de riesgo-costo a suposiciones sobre la configuración espacial del hábitat disponible. Cuando la localización y la pendiente de la curva de riesgo-costo son sensibles a las suposiciones del modelo, las predicciones del riesgo de extinción y de reducción del riesgo por costo unitario resultantes se deben utilizar muy cautelosamente al jerarquizar opciones de conservación de diversas especies o poblaciones. La aplicación es un ejemplo de cómo los resultados de un complejo modelo demográfico de la viabilidad de la población se pueden sintetizar para el uso en el análisis de la optimización para determinar estrategias de protección de hábitat costo-eficientes y compensaciones del riesgo-costo.