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Keywords:

  • conservation;
  • elasticity;
  • marginal costs;
  • marginal efficiency;
  • optimization;
  • perturbation analysis;
  • population management;
  • stochastic model
  • análisis de perturbación;
  • conservación;
  • costos marginales;
  • eficiencia marginal;
  • elasticidad;
  • gestión de la población;
  • modelo estocástico;
  • optimización

Abstract: Traditional sensitivity and elasticity analyses of matrix population models have been used to inform management decisions, but they ignore the economic costs of manipulating vital rates. For example, the growth rate of a population is often most sensitive to changes in adult survival rate, but this does not mean that increasing that rate is the best option for managing the population because it may be much more expensive than other options. To explore how managers should optimize their manipulation of vital rates, we incorporated the cost of changing those rates into matrix population models. We derived analytic expressions for locations in parameter space where managers should shift between management of fecundity and survival, for the balance between fecundity and survival management at those boundaries, and for the allocation of management resources to sustain that optimal balance. For simple matrices, the optimal budget allocation can often be expressed as simple functions of vital rates and the relative costs of changing them. We applied our method to management of the Helmeted Honeyeater (Lichenostomus melanops cassidix; an endangered Australian bird) and the koala (Phascolarctos cinereus) as examples. Our method showed that cost-efficient management of the Helmeted Honeyeater should focus on increasing fecundity via nest protection, whereas optimal koala management should focus on manipulating both fecundity and survival simultaneously. These findings are contrary to the cost-negligent recommendations of elasticity analysis, which would suggest focusing on managing survival in both cases. A further investigation of Helmeted Honeyeater management options, based on an individual-based model incorporating density dependence, spatial structure, and environmental stochasticity, confirmed that fecundity management was the most cost-effective strategy. Our results demonstrate that decisions that ignore economic factors will reduce management efficiency.

Resumen: Los tradicionales análisis de sensibilidad y elasticidad de los modelos poblacionales matriciales han sido utilizados para informar a las decisiones de gestión, pero ignoran los costos económicos de la manipulación de las tasas vitales. Por ejemplo, la tasa de crecimiento de una población a menudo es más sensible a los cambios en la tasa de supervivencia de adultos, pero esto no significa que el incremento de esta tasa es la mejor opción para la gestión de la población porque puede ser mucho más cara que otras opciones. Para explorar como los gestores deberían optimizar su manipulación de las tasas vitales, incorporamos el costo del cambio de esas tasas en modelos poblacionales matriciales. Derivamos expresiones analíticas en puntos del parámetro espacio en los que los gestores deben alternar entre la gestión de fecundidad y de supervivencia para el balance entre la gestión de la fecundidad y la supervivencia en esos límites y para la asignación de recursos para sostener ese balance óptimo. En matrices simples, la asignación presupuestaria óptima se puede expresar a menudo como funciones simples de las tasas vitales así como los costos relativos de cambiarlos. Como ejemplos, aplicamos nuestro método en la gestión de Lichenostomus melanops cassidix (una ave australiana en peligro) y del koala (Phascolarctos cinereus). Nuestro método mostró que la gestión rentable de L. m. cassidix debería enfocar el incremento de la fecundad por medio de la protección de nidos, mientras que la gestión óptima del koala debería centrarse en la manipulación simultánea de la fecundidad y de la supervivencia. Estos hallazgos son contrarios a las recomendaciones que no consideran a los costos del análisis de elasticidad, que sugerirían centrar la gestión en la supervivencia en ambos casos. Una investigación posterior de las opciones de gestión de L. m. cassidix, con base en un modelo que incorporó denso dependencia, estructura especial y estocasticidad ambiental, confirmó que la gestión de la fecundidad era la estrategia más rentable. Nuestros resultados demuestran que las decisiones que ignoran factores económicos reducen la eficiencia de la gestión.