RESUMO
Behavioral changes are often animals' first responses to environmental change and may act as a bellwether for population viability. Nonetheless, most studies of habitat conversion focus on changes in species occurrences or abundances. We analyzed >14,000 behavioral observations across 55 bird species in communities in northwestern Costa Rica to determine how land use affects reproductive, foraging, and other passive kinds of behaviors not associated with either foraging or reproduction. Specifically, we quantified differences in behaviors between farms, privately owned forests, and protected areas and implemented a novel modeling framework to account for variation in detection among behaviors. This framework entailed estimating abundances of birds performing different behaviors while allowing detection probabilities of individuals to vary by behavior. Birds were 1.2 times more likely to exhibit reproductive behaviors in forest than in agriculture and 1.5 times more likely to exhibit reproductive behaviors in protected areas than in private forests. Species were not always most abundant in the habitats where they were most likely to exhibit foraging or reproductive behaviors. Finally, species of higher conservation concern were less abundant in agriculture than in forest. Together, our results highlight the importance of behavioral analyses for elucidating the conservation value of different land uses.
Efectos de la agricultura y las reservas naturales sobre el comportamiento de las aves en el noroeste de Costa Rica Resumen Los cambios conductuales suelen ser la primera respuesta de los animales ante el cambio ambiental y pueden funcionar como un barómetro para la viabilidad poblacional. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre la conversión del hábitat se enfocan en cambios en la presencia o abundancia de las especies. Analizamos más de 14,000 observaciones conductuales en las comunidades de 55 especies de aves del noroeste de Costa Rica para determinar cómo el uso de suelo afectó el comportamiento reproductivo, de forrajeo y otras formas pasivas no asociadas con las dos anteriores. En específico, cuantificamos las diferencias en el comportamiento entre granjas, bosques de propiedad privada y áreas protegidas e implementamos un marco novedoso de modelado para justificar la variación en la detección entre los comportamientos. Este marco implicó estimar la abundancia de aves que realizaban diferentes comportamientos mientras permitía que variaran las probabilidades de detección de individuos según el comportamiento. Fue 1.2 veces más probable que las aves exhibieran comportamiento reproductivo en el bosque que en las zonas agrícolas y 1.5 veces más probable que exhibieran estos comportamientos en las áreas protegidas que en los bosques privados. Las especies no siempre fueron las más abundantes en los hábitats en donde era más probable que exhibieran comportamientos reproductivos o de forrajeo. Por último, las especies de mayor preocupación para la conservación fueron menos abundantes en las zonas agrícolas que en los bosques. En conjunto, nuestros resultados resaltan la importancia del análisis conductual para ilustrar el valor de conservación de los diferentes usos de suelo.
Assuntos
Agricultura , Aves , Conservação dos Recursos Naturais , Animais , Costa Rica , Aves/fisiologia , Comportamento Animal , Florestas , Ecossistema , ReproduçãoRESUMO
Development and implementation of effective protected area management to reduce deforestation depend in part on identifying factors contributing to forest loss and areas at risk of conversion, but standard land-use-change modeling may not fully capture contextual factors that are not easily quantified. To better understand deforestation and agricultural expansion in Amazonian protected areas, we combined quantitative land-use-change modeling with qualitative discourse analysis in a case study of Brazil's Jamanxim National Forest. We modeled land-use change from 2008 to 2018 and projected deforestation through 2028. We used variables identified in a review of studies that modeled land-use change in the Amazon (e.g., variables related to agricultural suitability and economic accessibility) and from a critical discourse analysis that examined documents produced by different actors (e.g., government agencies and conservation nonprofit organizations) at various spatial scales. As measured by analysis of variance, McFadden's adjusted pseudo R2 , and quantity and allocation disagreement, we found that including variables in the model identified as important to deforestation dynamics through the qualitative discourse analysis (e.g., the proportion of unallocated public land, distance to proposed infrastructure developments, and density of recent fires) alongside more traditional variables (e.g., elevation, distance to roads, and protection status) improved the predictive ability of these models. Models that included discourse analysis variables and traditional variables explained up to 19.3% more of the observed variation in deforestation probability than a model that included only traditional variables and 4.1% more variation than a model with only discourse analysis variables. Our approach of integrating qualitative and quantitative methods in land-use-change modeling provides a framework for future interdisciplinary work in land-use change.
El desarrollo y la implementación de la gestión efectiva de las áreas protegidas para reducir la deforestación dependen parcialmente de la identificación de los factores que contribuyen a la pérdida del bosque y de las áreas en riesgo de ser convertidas, pero el modelado estándar del cambio de uso de suelo puede no capturar completamente los factores contextuales que no se cuantifican fácilmente. Combinamos el modelado cuantitativo del cambio de uso de suelo con el análisis cualitativo del discurso en un estudio de caso del Bosque Nacional Jamanxim de Brasil para entender de mejor manera la deforestación y la expansión agrícola en las áreas protegidas del Amazonas. Modelamos el cambio de uso de suelo entre 2008 y 2018 y lo proyectamos hasta 2028. Usamos las variables identificadas en una revisión de estudios que modelaron el cambio de uso de suelo en el Amazonas (p. ej.: variables relacionadas con la idoneidad agrícola y la accesibilidad económica) y en el análisis crítico del discurso que examinó documentos producidos por diferentes actores (p. ej.: agencias gubernamentales y organizaciones sin fines de lucro para la conservación) a varias escalas espaciales. Conforme a las medidas del análisis de varianza, la pseudo-R2 ajustada de McFadden y el desacuerdo en la cantidad y la asignación, descubrimos que la inclusión dentro del modelo de las variables identificadas como importantes para las dinámicas de deforestación mediante el análisis cualitativo del discurso (p. ej.: la proporción de terrenos públicos sin asignar, la distancia hacia los desarrollos propuestos de infraestructura y la densidad de incendios recientes) junto con variables más tradicionales (p. ej.: elevación, distancia a las carreteras y estado de protección) mejoró la habilidad predictiva de dichos modelos. Los modelos que incluyeron la mezcla de variables explicaron hasta 19.3% más de la variación observada en la probabilidad de deforestación que un modelo que solamente incluyó las variables tradicionales y 4.1% más variación que un modelo con las variables del análisis del discurso. Nuestra estrategia de integrar los métodos cualitativos y cuantitativos dentro del modelado del cambio de uso de suelo proporciona un marco para futuros trabajos interdisciplinarios sobre el cambio de uso de suelo.
Assuntos
Conservação dos Recursos Naturais , Incêndios , Florestas , Agricultura , BrasilRESUMO
Clearance and perturbation of Amazonian forests are one of the greatest threats to tropical biodiversity conservation of our times. A better understanding of how soil communities respond to Amazonian deforestation is crucially needed to inform policy interventions that effectively protect biodiversity and the essential ecosystem services it provides. We assessed the impact of deforestation and ecosystem conversion to arable land on Amazonian soil biodiversity through a meta-analysis. We analyzed 274 pairwise comparisons of soil biodiversity in Amazonian primary forests and sites under different stages of deforestation and land-use conversion: disturbed (wildfire and selective logging) and slash-and-burnt forests, pastures, and cropping systems. Overall, 60% and 51% of responses of soil macrofauna and microbial community attributes (i.e., abundance, biomass, richness, and diversity indexes) to deforestation were negative, respectively. We found few studies on mesofauna (e.g., microarthropods) and microfauna (e.g., protozoa and nematodes), so those groups could not be analyzed. Macrofauna abundance and biomass were more vulnerable to the displacement of forests by pastures than by agricultural fields, whereas microbes showed the opposite pattern. Effects of Amazonian deforestation on macrofauna were more detrimental at sites with mean annual precipitation >1900 mm, and higher losses of microbes occurred in highly acidic soils (pH < 4.5). Limited geographic coverage, omission of meso- and microfauna, and low taxonomic resolution were main factors impairing generalizations from the data set. Few studies assessed the impacts of within-forest disturbance (wildfires and selective logging) on soil species in Amazonia, where logging operations rapidly expand across public lands and more frequent severe dry seasons are increasing the prevalence of wildfires.
Deforestación en el Amazonas y Biodiversidad del Suelo Resumen Actualmente, el despeje y la perturbación de los bosques del Amazonas son las principales amenazas para la conservación de la biodiversidad tropical. Se requiere urgentemente de un mejor entendimiento sobre cómo las comunidades del suelo responden a la deforestación amazónica para informar a las intervenciones políticas que protegen efectivamente a la biodiversidad y a los servicios ambientales esenciales que proporciona. Evaluamos el impacto de la deforestación y la conversión del ecosistema a suelo arable sobre la biodiversidad del suelo amazónico por medio de un meta-análisis. Analizamos 274 comparaciones por pares de la biodiversidad del suelo amazónico en bosques primarios y sitios bajo diferentes etapas de deforestación y conversión de uso de suelo: bosques perturbados (incendios forestales y tala selectiva) y de corte-y-quema, pasturas, y sistemas agrícolas. En general, el 60% y el 51% de las respuestas de los atributos (es decir, abundancia, biomasa, riqueza, e índices de biodiversidad) de la macrofauna del suelo y de las comunidades microbianas ante la deforestación fueron negativas, respectivamente. Encontramos pocos estudios sobre la mesofauna (p. ej.: microartrópodos) y la microfauna (p. ej.: protozoarios y nematodos), así que estos grupos no pudieron ser analizados. La abundancia de la macrofauna y la biomasa fueron más vulnerables al desplazamiento de bosques por las pasturas que por los campos agrícolas, mientras que los microbios mostraron el patrón opuesto. Los efectos de la deforestación amazónica sobre la macrofauna fueron más dañinos en sitios con una precipitación anual media mayor a los 1,900 mm, y ocurrieron pérdidas más elevadas de microbios en suelos con una acidez alta (pH < 4.5). La cobertura geográfica limitada, la omisión de la mesofauna y la microfauna, y la baja resolución taxonómica fueron los factores principales que obstaculizaron las generalizaciones del conjunto de datos. Pocos estudios evaluaron los impactos de las perturbaciones internas del bosque (incendios forestales y tala selectiva) sobre las especies del suelo amazónico, a la vez que las operaciones de tala se expanden rápidamente en los terrenos públicos y la ocurrencia con mayor frecuencia de temporadas con sequía grave aumentan la prevalencia de los incendios forestales.
Assuntos
Conservação dos Recursos Naturais , Solo , Biodiversidade , Brasil , Ecossistema , FlorestasRESUMO
Resumen Los cambios en el uso de suelo y la cubierta vegetal, derivados de la expansión y extensión de асtividades antrópicas, generan impactos negativos en la biodiversidad y la provisión de servicios ecosistémicos, y contribuyen significativamente en los procesos de cambio climatico a nivel regional. Las Áreas Naturales Protegidas (ANP) representan un instrumento de política pública para hacer frente a las tendencias de cambio y transformación de los ecosistemas, además de permitir la conservación de los recursos. El objetivo de este estudio fue determinar el impacto potencial del cambio en el uso de suelo y la cobertura vegetal de las ANP de la región сеntral de la Sierra Madre Orientai (SMO), en México, a través del análisis espacial y la simulación de escenarios de cambio potencial. Se usaron imágenes satelitales para elaborar mapas de cambio en coberturas vegetales, entre los años 1989, 2000 y 2005, y con base en un conjunto de variables biofísicas y socioeconómicas, se simuló un escenario de cambio al 2025. Se determinó que la tasa de cambio de las cubiertas vegetales de la SMO en el periodo estudiado fue de 0.54 % en selvas, 0.22 % en bosques y 0.23 % en matorrales; y en las ANP fue de 0.34 % y 0.60 % para selvas y bosques, respectivamente. En este lapso se perdieron 1 578.26 ha de selvas, bosques y matorrales, al interior de las ANP. De mantenerse las tendencias actuales de cambio en el uso de la tierra, otras 4 542.17 ha estarán en riesgo de perderse en un futuro cercano. Los resultados indican que las ANP estudiadas están sometidas a presiones de cambio en el uso de la tierra, que amenazan la conservación del patrimonio natural que resguardan, por 10 que deberían rediseñarse las estrategias de manejo y monito reo a corto y mediano plazo.
Abstract Land use cover change, resulting from the expansion and extension of human activities, generates negative impact on biodiversity and the provision of ecosystem services, as well as contributing significantly to climate change processes at a regional level. Natural Protected Areas (NPA) represent a public policy instrument to address the trends of change and ecosystem transformation, while allowing the conservation of resources. The objective of this study was to determine the potential impact of the processes involved in land use cover change on the NPA as part of the central region at the Sierra Madre Oriental (SMO) in Mexico by using the special analysis and the scenery simulation of potential change. Satellite imagery was used to determine the changes in natural vegetation cover between 1989, 2000 and 2005 and, using a set of biophysical and socioeconomic variables, a change scenario was simulated for 2025. This study found that the rate of change of vegetation cover at the SMO over the research period was 0.54 % in tropical forests, 0.22 % in forests and 0.23 % in scrublands, while those in NPA were 0.34 % and 0.60 % in tropical forests and forests respectively; 1 578.26 ha of tropical semi-deciduous temperate forest and scrublands were lost from the NPA. If the current land use trends change continues, another 4 542.17 ha are likely to be modified in the future. These results indicate that NPA under study are subject to the pressures of land use change that threaten the natural heritage under protection and that, therefore, management strategies and monitoring need to be redesigned in the short and medium term.