Estimating Extinction Risk with Metapopulation Models of Large-Scale Fragmentation

Authors


Abstract

Habitat loss is the principal threat to species. How much habitat remains—and how quickly it is shrinking—are implicitly included in the way the International Union for Conservation of Nature determines a species’ risk of extinction. Many endangered species have habitats that are also fragmented to different extents. Thus, ideally, fragmentation should be quantified in a standard way in risk assessments. Although mapping fragmentation from satellite imagery is easy, efficient techniques for relating maps of remaining habitat to extinction risk are few. Purely spatial metrics from landscape ecology are hard to interpret and do not address extinction directly. Spatially explicit metapopulation models link fragmentation to extinction risk, but standard models work only at small scales. Counterintuitively, these models predict that a species in a large, contiguous habitat will fare worse than one in 2 tiny patches. This occurs because although the species in the large, contiguous habitat has a low probability of extinction, recolonization cannot occur if there are no other patches to provide colonists for a rescue effect. For 4 ecologically comparable bird species of the North Central American highland forests, we devised metapopulation models with area-weighted self-colonization terms; this reflected repopulation of a patch from a remnant of individuals that survived an adverse event. Use of this term gives extra weight to a patch in its own rescue effect. Species assigned least risk status were comparable in long-term extinction risk with those ranked as threatened. This finding suggests that fragmentation has had a substantial negative effect on them that is not accounted for in their Red List category.

Estimación del Riesgo de Extinción Mediante Modelos Metapoblacionales de Fragmentación a Gran Escala

Resumen

La pérdida de hábitat es la principal amenaza para las especies. La cantidad de hábitat remanente—y la rapidez con que se pierde—están incluidas implícitamente en la forma en que la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza determina el riesgo de extinción de una especie. Muchas especies en peligro tienen hábitats que también están fragmentados en diferentes grados. Por lo tanto, idealmente, la fragmentación debe ser cuantificada de manera estándar en las evaluaciones de riesgo. Aunque el mapeo de la fragmentación a partir de imágenes de satélite es fácil, son escasas las técnicas eficientes para relacionar mapas del hábitat remanente con el riesgo de extinción. Las métricas puramente espaciales de la ecología del paisaje son difíciles de interpretar y no abordan la extinción directamente. Los modelos metapoblacionales espacialmente explícitos relacionan la fragmentación con el riesgo de extinción, pero los modelos estándar solo funcionan en escalas pequeñas. Contraintuitivamente, estos modelos predicen que una especie en un hábitat extenso y contiguo tendrá menos éxito que en dos fragmentos pequeños. Esto ocurre porque aunque la especie en el hábitat extenso y contiguo tiene una baja probabilidad de extinción, la recolonización no puede ocurrir si no hay otros fragmentos que proporciones colonizadores para un efecto de rescate. Para 4 especies de aves ecológicamente comparables de los bosques de Centro América diseñamos modelos metapoblacionales con términos de autocolonización con ponderación de área; esto reflejó la repoblación de un fragmento con un remanente de individuos que sobrevivieron a un evento adverso. El uso de este término da peso adicional a un fragmento en su propio efecto de rescate. Las especies asignadas con menor riesgo fueron comparables en el riesgo de extinción a largo plazo con aquellas clasificadas como amenazadas. Este hallazgo sugiere que la fragmentación tiene un efecto negativo sustancial sobre esas especies que no esta considerado en su categoría de la lista roja.

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