Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/15444
Título: Factors affecting southern water vole (Arvicola sapidus) detection and occupancy probabilities in Mediterranean farmland
Autor: Peralta, Dinora Sofia Jorge, 1990-
Orientador: Mathias, Maria da Luz, 1952-
Palavras-chave: Micromamíferos
Rato de água
Agricultura
Gestão de habitats
Teses de mestrado - 2014
Data de Defesa: 2014
Resumo: A agricultura tem uma longa história, desde as suas origens no leste Mediterrânico há 10 000 anos atrás, até a uma das formas mais generalizada dos atuais usos do solo na Europa. Geralmente, as paisagens agrícolas apresentam-se sob a forma de mosaicos com diferentes usos do solo, dominadas por culturas e pastagens nativas ou melhoradas utilizadas para pastagem. Além de espacialmente heterogéneos, os mosaicos agrícolas também são dinâmicos em diversas escalas temporais, sendo que, espécies que vivem em áreas agrícolas podem também interagir com as mudanças ambientais ao longo do tempo. Na Europa, as paisagens agrícolas desempenham um papel extremamente importante para a conservação da biodiversidade, visto que muitas espécies dependem diretamente dos sistemas agrícolas tradicionais. Contudo, a diversidade destas paisagens tradicionais está a decrescer drasticamente, quer devido ao abandono das terras, quer devido à intensificação do uso dos solos. Em particular, a intensificação da agricultura é comumente apontada como uma ameaça à sobrevivência de muitas espécies, normalmente adaptadas aos sistemas agrícolas tradicionais. Desde modo, compreender de que forma é que a intensificação da agricultura afeta a biodiversidade tornou-se num dos objetivos principais quer da ecologia, quer da conservação da vida selvagem. No entanto, alcançar este objetivo traz também muitos desafios, tanto conceptualmente, como metodologicamente, sendo que neste contexto, o conceito de metapopulação será particularmente útil na compreensão de como a perda e a fragmentação dos habitats pode afetar a persistência de espécies espacialmente estruturadas. Atualmente, o conceito geral de metapopulação consiste na ideia de que habitats de menores dimensões e mais isolados apresentam menor probabilidade de serem ocupados, enquanto que habitats maiores e menos isolados estão mais propensos a serem colonizados. Em condições de equilíbrio, a persistência de uma metapopulação e uma escala regional, resulta do equilíbrio entre eventos de extinção e colonização local. Assim, os modelos metapopulacionais podem ser particularmente úteis para avaliar de que forma é que a transformação da paisagem pode afetar a dinâmica extinção/colonização e a persistência a longo prazo das populações, desde que (i) fragmentos de habitats adequados possam ser diferenciados a partir da matriz envolvente; (ii) todas as populações locais apresentem determinado risco de extinção, em algum momento; e (iii) a dispersão entre habitats e os eventos de colonização locais ocorram lentamente, de modo a que a dinâmica das populações dentro dos habitats seja assíncrona. Normalmente, o foco dos modelos de metapopulações incide sobre a dinâmica de ocupação das espécies nos habitats, enquanto a dinâmica das populações locais é muitas vezes negligenciada. No entanto, quando se trabalha com ocupação de espécies, é fundamental ter em consideração a possibilidade de que uma espécie pode estar presente num habitat e não ser detetada durante a amostragem. Deste modo, se a deteção imperfeita não for contabilizada nos modelos, estas "falsas ausências” podem levar a inferências incorretas sobre a dinâmica local da espécie alvo. Para solucionar este problema, foram desenvolvidos modelos que incorporam explicitamente deteções imperfeitas no processo de modelagem para permitir uma estimativa imparcial da probabilidade de ocupação (dada como a fração de sítios ocupados), e das co variáveis que a afetam. Em modelos de ocupação que têm em conta deteções imperfeitas, a probabilidade de deteção é normalmente assumida como sendo menor do que 1. Para incorporar deteções imperfeitas, é necessário que, pelo menos, alguns locais sejam amostrados mais do que uma vez, dentro de um período de tempo relativamente curto, envolvendo, portanto, tanto uma replicação espacial como temporal. A ideia básica associada a estes modelos é que dentro do período de tempo da amostragem, assume-se que não ocorrem mudanças na ocupação desses mesmos habitats (ou seja, os habitats ou estão sempre ocupados ou desocupados pelas espécies), sendo que as mudanças só podem ocorrer entre diferentes períodos de amostragem, devido a eventos de colonização e extinção local. Assim, com base em amostragens repetidas de presença/ausência das espécies, estes modelos ajudam a estimar a probabilidade de deteção de pelo menos um indivíduo da espécie-alvo durante um período de amostragem, sabendo que os indivíduos estão presentes na área de estudo. Contudo, apesar de serem simples de planear, os métodos de amostragem necessários para desenvolver estes modelos são muitas vezes difíceis de implementar, na medida em que é necessário uma replicação dos locais amostrados, o que muitas vezes requer um compromisso entre o número de pontos de amostragem distribuídos em toda a área de interesse/inferência (replicação espacial), e o número de replicas de amostragem em cada local (replicação temporal). Para compensar este potencial problema, uma abordagem comum é a realização de várias amostragens independentes numa única visita, usando um ou múltiplos observadores, ou então proceder-se à amostragem de várias parcelas inseridas num local maior, numa única visita (replicação espacial). O rato-de-água (Arvicola sapidus Miller 1908) é um pequeno mamífero restrito à Península Ibérica e França, sendo classificado como "Vulnerável" pela União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN). As populações desta espécie encontram-se em declínio em vários locais da sua distribuição, principalmente devido à perda e fragmentação de habitats resultantes das atividades humanas. Tipicamente, os habitats adequados ao rato-de-água estão associados às margens estáveis de cursos de água, com solo lamacento dominado por herbáceas ou vegetação arbustiva. À semelhança do seu congénere A. amphibious, o rato-de-água normalmente forma colónias discretas, facilmente reconhecíveis, sendo muitas vezes vistas como subunidades destintas de uma população maior ou metapopulação. Assim, o rato-de-Água apresenta-se como uma espécie ideal para uma abordagem metapopulacional, a qual poderá gerar informações úteis relativas à avaliação da dinâmica (meta)populacional desta espécie. Geralmente, o rato-de-Água forma pequenos trilhos onde os indivíduos costumam circular e onde produzem latrinas com típicos dejetos cilíndricos, muitas vezes usadas como indícios indiretos da presença da espécie. Desta forma, a presença destas latrinas é geralmente utilizada para realizar amostragens em grande escala, no sentido de se inferir acerca do estado das populações de rato-de-Água, incluindo estudos que avaliam os fatores que afetam os seus padrões de ocupação em diferentes sistemas ecológicos, como zonas montanhosas, zonas agrícolas, ou sistemas de lagoas temporárias. No entanto, nenhum destes estudos teve em conta as deteções imperfeitas, o que pode limitar a força das inferências sobre as variações de ocupação, e, assim, a eficácia dos esforços de conservação recomendadas para a espécie. Dada a necessidade de avaliar as tendências das populações de ratos-de-Água, bem como a falta de estudos de modelação das probabilidades de ocupação da espécie, tendo em conta deteções imperfeitas, este estudo tem como objetivo facultar mais pistas sobre os fatores que afetam os padrões e dinâmica de ocupação desta espécie em paisagens agrícolas Mediterrânicas, testando quais as co-variáveis ambientais e relacionados com as amostragens (esforço de amostragem, experiência do observador, chuva) podem eventualmente produzir variações na probabilidade de deteção da espécie. Especificamente, os habitats adequados para a espécie foram identificados e mapeados dentro de uma área de cerca de 247,6 ha, e em seguida foi amostrada a presença da espécie em cada habitat. Esta amostragem foi feita com base em típicos da presença da espécie, usando dois observadores, e empregando diferentes esforços de amostragem. Este procedimento foi repetido em duas sessões de amostragem, que correspondem ao início da época de reprodução (novembro-dezembro) e à época em que as populações estão presumivelmente perto de seu pico de abundância (fevereiro-março). Em seguida, foram desenvolvidos modelos de ocupação espacialmente explícitos para estimar as probabilidades de deteção e ocupação sazonais dos ratos-de-Água em relação às características dos habitats. De acordo com as previsões da teoria da metapopulação, os resultados obtidos mostram que a ocupação dos habitats pelos ratos-de-água está positivamente relacionada com a área do habitat e negativamente relacionada com o isolamento dos habitats. Além disso, e de acordo com as preferências da espécie em relação ao habitat, a presença de água foi significativa para a probabilidade de ocupação, contudo, as variáveis testadas para a vegetação (% coberto vegetal e altura do coberto) não mostraram suporte no ranking dos modelos. Por outro lado, esperava-se que a probabilidade de deteção variasse, não apenas com as características da vegetação presente nos habitats, mas também com a experiência do observador na condução das amostragens aos sinais típicos da presença da espécie, com o esforço de amostragem empregue, com o tempo decorrido desde o início do estudo, e com as condições meteorológicas durante as amostragens. Contudo, nenhuma destas variáveis mostrou qualquer suporte aquando do ranking dos vários modelos testados. No geral, espera-se que os resultados obtidos proporcionem uma melhor compreensão no que diz respeito às respostas das populações de ratos-de-água aos atuais usos do solo em paisagens Mediterrânicas fragmentadas. É ainda importante discutir os possíveis efeitos de probabilidades de deteção heterogéneas na força das inferências que podem ser feitas, bem como as suas implicações em programas de monitorização que visem a conservação da espécie a grandes escalas (de paisagem e nível regional).
In Europe, agricultural landscapes may play an extremely important role to biodiversity conservation, as many species depend directly on traditional farming systems. However, the diversity of traditional agricultural landscapes is decreasing dramatically, either due to land abandonment or crop production intensification. Understanding the effects of agricultural intensification on farmland biodiversity has thus become a main goal in both wildlife ecology and conservation. In this context, the metapopulation concept has provided a useful framework to understand how habitat loss and fragmentation may affect the persistence of species that is spatially structured. The southern water vole (Arvicola sapidus) usually forms discrete and easily recognizable breeding colonies, which are often seen as subunits of a larger patchy population or metapopulation, and thus is an ideal species to examine whether a metapopulation approach can yield useful insights for assessing its population dynamics. In this study we addressed this issue, analyzing the factors shaping the occupancy patterns and dynamics of this species in Mediterranean farmland, based on presence-sign searches in two seasons, and taking into account for imperfect detection. A spatially explicit modeling approach was used to test the following predictions: detectability of southern water vole presence signs should be affected by the sampling effort employed during the surveys, observer experience, local vegetation characteristics, and weather conditions; while occupancy should be mostly affected by patch size, isolation, presence of water, and vegetation variables. Results indicated that detectability was relatively high (≈71-81%), though contrary to the initial predictions, there was no support for none of the effects tested. Occupancy probabilities were relatively low (≈29-31%), and according to predictions from metapopulation theory and the species habitat preferences, was positively related to the patch area and presence of water, and negatively related to patch isolation, while vegetation variables tested showed no significant effects. Overall, this study provided important insights regarding the responses of southern water vole patchy populations to current land-uses in fragmented Mediterranean farmland; and the possible effects of imperfect detection on the strength of inferences made, and its implications for large-scale (landscape- and regional-level) monitoring programs targeting the conservation of the species.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Ecologia e Gestão Ambiental). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014
URI: http://hdl.handle.net/10451/15444
Designação: Mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental
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