Importance of Habitat Quality and Landscape Connectivity for the Persistence of Endangered Natterjack Toads

Authors

  • VIRGINIE M. STEVENS,

    1. Muséum National d'Histoire Naturelle, Département Écologie et Gestion de la Biodiversité, UMR CNRS 7179. 4 avenue du Petit-Château, F-91800 Brunoy, France
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  • MICHEL BAGUETTE

    Corresponding author
    1. Muséum National d'Histoire Naturelle, Département Écologie et Gestion de la Biodiversité, UMR CNRS 7179. 4 avenue du Petit-Château, F-91800 Brunoy, France
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* Address correspondence to M. Baguette, email baguette@mnhn.fr

Abstract

Abstract: The natterjack toad (Bufo calamita) is endangered in several parts of its distribution, including Belgium, where it occurs mainly in artificial habitats. We parameterized a general model for natterjack population viability analysis (PVA) and tested its sensitivity to changes in the values of basic parameters. Then we assessed the relative efficiency of various conservation measures in 2 situations: a small isolated population and a system of 4 populations connected by rare dispersal movements. We based the population viability analysis on a stage-structured model of natterjack population dynamics. We parameterized the model in the RAMAS GIS platform with vital rates obtained from our own field experience and from published studies. Simulated natterjack populations were highly sensitive to habitat quality (particularly pond drying), to dispersal from surrounding local populations, and to a lesser extent to values of fecundity and survival of terrestrial stages. Population trajectories were nearly insensitive to initial abundances, carrying capacities, and the frequency of extreme climatic conditions. The simulations showed that in habitats with highly ephemeral ponds, where premetamorphosis mortality was high, natterjack populations nearly always had a very high extinction risk. We also illustrated how low dispersal rates (<1 dispersing individual/generation) efficiently rescued declining local populations. Such source-sink dynamics demonstrate that the identification and management of source populations should be a high priority.

Abstract

Resumen:  Bufo calamita es un sapo en peligro en varias partes de su distribución, incluyendo Bélgica donde ocurre en muchos hábitats artificiales. Parametrizamos un modelo general para el análisis de viabilidad poblacional (AVP) y probamos su sensibilidad a cambios en los valores de parámetros básicos. Posteriormente evaluamos la eficiencia relativa de varias medidas de conservación en 2 situaciones: una población pequeña y aislada y un sistema de 4 poblaciones conectadas por movimientos de dispersión poco frecuentes. Basamos el AVP en un modelo de la dinámica de B. estructurado por estadios. Parametrizamos el modelo en la plataforma de RAMAS GIS con tasas vitales obtenidas a partir de nuestra propia experiencia de campo y de estudios publicados. Las poblaciones simuladas de B. calamita fueron altamente sensibles a la calidad del hábitat (particularmente la desecación de charcas), a la dispersión de poblaciones circunvecinas y en un menor grado a los valores de fecundidad y supervivencia de los estadios terrestres. Las trayectorias de la población fueron casi insensibles a las abundancias iniciales, las capacidades de carga y la frecuencia de condiciones climáticas extremas. Las simulaciones mostraron que en hábitats con charcas muy efímeras, donde la mortalidad premetamorfosis fue alta, las poblaciones de B. calamita casi siempre tenían un riesgo de extinción alto. También demostramos cómo las tasas de dispersión bajas (<1 individuo dispersante/generación) rescataron a poblaciones locales declinantes. Tal dinámica fuente-vertedero demuestra que la identificación y manejo de poblaciones fuente deberían tener una prioridad alta.

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