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Keywords:

  • Canis lupus;
  • centrality;
  • circuit theory;
  • corridor;
  • graph theory;
  • least cost path;
  • network flow
  • Canis lupus;
  • centralidad;
  • corredor;
  • flujo de redes;
  • teoría de circuitos;
  • teoría de grafos;
  • vía de menor costo

Abstract:  Centrality metrics evaluate paths between all possible pairwise combinations of sites on a landscape to rank the contribution of each site to facilitating ecological flows across the network of sites. Computational advances now allow application of centrality metrics to landscapes represented as continuous gradients of habitat quality. This avoids the binary classification of landscapes into patch and matrix required by patch-based graph analyses of connectivity. It also avoids the focus on delineating paths between individual pairs of core areas characteristic of most corridor- or linkage-mapping methods of connectivity analysis. Conservation of regional habitat connectivity has the potential to facilitate recovery of the gray wolf (Canis lupus), a species currently recolonizing portions of its historic range in the western United States. We applied 3 contrasting linkage-mapping methods (shortest path, current flow, and minimum-cost-maximum-flow) to spatial data representing wolf habitat to analyze connectivity between wolf populations in central Idaho and Yellowstone National Park (Wyoming). We then applied 3 analogous betweenness centrality metrics to analyze connectivity of wolf habitat throughout the northwestern United States and southwestern Canada to determine where it might be possible to facilitate range expansion and interpopulation dispersal. We developed software to facilitate application of centrality metrics. Shortest-path betweenness centrality identified a minimal network of linkages analogous to those identified by least-cost-path corridor mapping. Current flow and minimum-cost-maximum-flow betweenness centrality identified diffuse networks that included alternative linkages, which will allow greater flexibility in planning. Minimum-cost-maximum-flow betweenness centrality, by integrating both land cost and habitat capacity, allows connectivity to be considered within planning processes that seek to maximize species protection at minimum cost. Centrality analysis is relevant to conservation and landscape genetics at a range of spatial extents, but it may be most broadly applicable within single- and multispecies planning efforts to conserve regional habitat connectivity.

Resumen:  Las medidas de centralidad evalúan las vías entre todas las combinaciones pareadas posibles de sitios en un paisaje para clasificar la contribución de cada sitio en la facilitación de los flujos ecológicos en una red de sitios. Los avances de la computación permiten la aplicación de medidas de centralidad en paisajes representados como gradientes continuos de calidad de hábitat. Esto evita la clasificación binaria de paisajes en parches y matriz como lo requiere el análisis de grafos de conectividad basado en parches. Esto también evita el enfoque en la delineación de vías entre pares individuales de áreas núcleo característico de la mayoría de los métodos de mapeo de corredores o de vínculos en el análisis de conectividad. La conservación de la conectividad de hábitat regional tiene el potencial de facilitar la recuperación del lobo gris (Canis lupus), una especie que actualmente esta recolonizando porciones de su rango de distribución histórica en el occidente de Estados Unidos. Aplicamos 3 métodos de mapeo de vínculos contrastantes (vía más corta, flujo de corriente y costo mínimo-flujo máximo) a datos espaciales representando el hábitat de lobos para analizar la conectividad entre poblaciones de lobo en Idaho centra y el Parque Nacional Yellowstone (Wyoming). Posteriormente aplicamos 3 medidas de centralidad análogas para analizar la conectividad de hábitat de lobos en el noroeste de Estados Unidos y el suroeste de Canadá para determinar si sería posible facilitar la expansión del rango y la dispersión interpoblacional. Desarrollamos software para facilitar la aplicación de las medidas de centralidad. La centralidad de la vía más corta identificó una red mínima de vínculos análogos a los identificados por mapeo de corredores con la vía de menor costo. La centralidad de flujo actual y de costo mínimo-flujo máximo identificó redes difusas que incluyeron vínculos alternativos, que permitirán una mayor flexibilidad en la planificación. La centralidad de costo mínimo-flujo máximo, mediante la integración de costo de la tierra y la capacidad del hábitat, permite considerar a la conectividad en los procesos de planificación que buscan maximizar la protección de especies al menor costo. El análisis de centralidad es relevante para la conservación y la genética de paisaje en un rango de extensiones espaciales, pero puede ser ampliamente aplicable en esfuerzos de planificación de la conservación de la conectividad del hábitat de una o múltiples especies.