Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/8004
Título: Ecologically scaled responses of forest-dwelling vertebrates to habitat fragmentation
Autor: Ascensão, Fernando Jorge Portela Martins, 1976-
Orientador: Reis, Margarida Santos, 1955-
Clevenger, Anthony P.(Anthony Paul), 1957-
Palavras-chave: Biologia da Conservação
Habitat (Ecologia)
Teses de doutoramento - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: Road habitat fragmentation has been identified as a major threat for biodiversity conservation. Roads induce a ‘barrier effect’ by representing a physical obstacle or promoting animal-vehicle collisions, disrupting daily and seasonal movements and consequently leading to the depletion and genetic subdivision of animal populations. However, road verges may also provide resources for some species. This thesis aimed to test for an ecologically scaled response of wildlife to road induced habitat fragmentation. The hypothesis under study is that the biological and ecological traits are determinant in predicting the road effects on species persistence. I expected to detect more pronounced negative road-related effects on species with larger body size, lower reproductive rate and greater mobility. To test this hypothesis I analyzed the responses to the road barrier effect by two model species, the wood mouse (Apodemus sylvaticus) and the stone marten (Martes foina), accounting for both potential benefits and negative consequences for species persistence. The major goal was to contribute for a sound scientific basis of road impacts on wildlife and generate advice for improving existing management practices that could benefit the maximum number of species, striving towards a better conciliation of road networks with biological conservation. I estimated the abundance of small mammals inhabiting road verges; quantified the gene flow across roadsides for wood mouse; assessed how roads affect the space use and movement of stone martens living in close vicinity of a highway; and modeled the effectiveness of wildlife-vehicle collision mitigation measures directed to medium-sized carnivores. Consistent evidences were obtained that the species’ responses to roads follow an ecological scale, where small mammals may benefit with road verge presence, although being more vulnerable to genetic isolation; and medium-sized carnivores are more prone to population depletion. I concluded that this latter group should be the focus of road mitigation plans. Highways should be upgraded with exclusionary fence impermeable to carnivores and larger species, in the most part of their length, combined with a sufficient number of open-span structures. The number of open-span passages to be installed or upgraded should consider not only the connectivity at the local scale but also at the landscape perspective in order to guarantee that the accessible habitat area is sufficient to host viable populations.
A fragmentação dos habitats resultante da presença de estradas e tráfego associado tem sido identificada como uma das principais ameaças à conservação da biodiversidade. As estradas provocam um ‘efeito de barreira’, uma vez que bloqueiam as deslocações diárias ou sazonais de múltiplas espécies. Este bloqueio faz-se sentir tanto pela colisão dos animais com os veículos, como pelo facto de as estradas e estruturas associadas poderem representar um obstáculo físico à passagem dos animais. Por outro lado, é sabido que as bermas das estradas podem proporcionar recursos a algumas espécies, como abrigo e alimento para invertebrados e pequenos mamíferos. Esta tese teve como principal objectivo testar se existe uma escala ecológica nas respostas dos organismos à fragmentação dos habitats pelas estradas. A hipótese em estudo considera que as características biológicas e ecológicas das espécies são determinantes para prever os principais efeitos das estradas e o seu impacto na persistência dessas espécies. Era esperado um efeito negativo mais pronunciado das estradas em espécies com maior tamanho, menor taxa reprodutora e maior mobilidade. Para testar esta hipótese, analisei as respostas de duas espécies-modelo ao efeito-barreira resultante de autoestradas: rato-do-campo (Apodemus sylvaticus) e a fuinha (Martes foina). Nesta tese é assumido que estas duas espécies-modelo representam grupos ecológicos cujas características biológicas (e.g. tamanho, locomoção), ecológicas (e.g. habitat) e (in)tolerância às estradas são relativamente homogéneas. Desta forma, as espécies modelos representam respectivamente roedores e carnívoros de médio porte. Estas espécies são generalistas, embora geralmente associadas a áreas florestais e em particular ao montado. Sendo generalistas, estas espécies podem fazer um uso mais amplo da matriz envolvente às manchas de habitat favorável (montado). Assim sendo, considera-se que qualquer resposta destas espécies modelo relativamente à presença de estradas será mais intensificada em espécies com estatuto de conservação mais desfavorável. Por exemplo, a fuinha e gato-bravo (Felis sylvestris) partilham muitas características biológicas e ecológicas, mas a segunda espécie tem maiores ‘exigências’ relativamente à qualidade do habitat. A tese é composta por quatro estudos, cada um focando um tema diferente mas complementares no seu todo para a compreensão da hipótese em análise. No primeiro estudo as abundâncias de pequenos mamíferos foram estimadas nas bermas das autoestradas A2 e A6 (Alentejo, Portugal) e nas áreas envolventes a estas infra-estruturas. Foi feita também uma comparação da estrutura da vegetação entre os diferentes tipos de habitat amostrados e uma modelação de como a estrutura da vegetação pode influenciar a presença das espécies nas bermas. Foram amostrados 36 sítios, entre os quais onze troços das autoestradas. Um total de 351 indivíduos foi capturado, incluindo 157 ratos-do-campo. Os dados sugerem que as vedações das autoestradas ao evitar o pastoreio permitem que a vegetação cresça e forneça boas condições para a presença de pequenos mamíferos, nomeadamente alimento, abrigo e proteção de predadores. No segundo estudo examinei a importância relativa do volume de tráfego e da idade da autoestrada no processo de isolamento genético das populações do rato-do-campo. Foram recolhidas amostras de 155 indivíduos genotipadas para nove microssatélites. Foram feitas análises ao nível da estruturação genética, presença de clusters recorrendo a técnicas Bayesianas e multivariada, número de migrantes, e parentesco. Os dados foram depois comparados com um modelo de simulação espacialmente explícito para testar qual o nível de permeabilidade da autoestrada aos movimentos do rato do campo mais provável. Os níveis de diferenciação genética e parentesco revelaram algum isolamento entre os indivíduos dos dois lados da estrada, sugerindo que as autoestradas diminuem significativamente o movimento dos animais entre os lados da estrada relativamente ao cenário onde a autoestrada não está presente. No terceiro estudo foi feita uma avaliação da influência da autoestrada A6 no movimento e uso do espaço pela fuinha. Dados de telemetria relativos a sete indivíduos foram analisados num quadro individual. Mais uma vez os resultados foram comparados com um modelo de simulação espacialmente explícito para testar se os movimentos e o uso do espaço foram de alguma forma constrangidos pela presença da auto-estrada. Todas as fuinhas exploraram as áreas adjacentes à autoestrada, sem que nenhuma tenha mostrado uma preferência por zonas da berma com uma estrutura de vegetação mais desenvolvida. Quatro fuinhas cruzaram regularmente a autoestrada, sendo que as suas áreas vitais eram atravessadas pela mesma. Os dados sugerem que o local onde as fuinhas cruzam a autoestrada é influenciado pelo tipo de actividade em curso, a distância à passagem mais próxima e se a fuinha é residente (tem percepção da presença de veículos e locais de cruzamento como as passagens hidráulicas). No quarto estudo é feita uma análise recorrendo a um modelo de simulação espacialmente explícito para testar qual a melhor forma de mitigação dos atropelamentos de carnívoros de médio porte. Foram criados 125 cenários com diferentes combinações de percentagem de auto-estrada vedada (vedação impermeável à passagem de animais), número de passagens e probabilidade de atropelamento. A eficácia de cada cenário foi avaliada tendo em conta o tamanho da população e nível de diferenciação genético entre as populações dos dois lados da estrada, e comparando estes dados com o cenário onde a estrada não estava presente. Os resultados indicam que o principal factor que determina a diferenciação genética e o tamanho da população é a proporção de autoestrada que é vedada. No seu conjunto, os quatro estudos fornecem evidências que a resposta das espécies à presença das estradas obedece a uma escala ecológica, onde os pequenos mamíferos beneficiam com a presença das bermas, embora sendo mais vulneráveis aos efeitos de isolamento (genético); e onde os carnívoros de médio porte são mais vulneráveis ao impacto por atropelamento e portanto à diminuição do tamanho das populações. De acordo com os resultados obtidos, os carnívoros de médio porte devem ser considerados como grupo prioritário em planos de mitigação do impacto das estradas em mamíferos. Diversas medidas de gestão são sugeridas. Nas autoestradas (e noutras estradas com elevado tráfego) devem ser instaladas redes impermeáveis à passagem de carnívoros de médio porte. As bermas devem ser geridas de forma a proporcionar um habitat favorável à presença de pequenos mamíferos, em particular nas zonas onde a rede impermeável é instalada. Em complemento, devem ser implementadas áreas de exclusão de gado em zonas de sobrepastoreio, para que as populações de micromamíferos possam aí também persistir e proliferar. Estas áreas devem ser ligadas às bermas por elementos lineares naturais ou semi-naturais, como ribeiras e sebes, proporcionando assim uma vasta rede de corredores ecológicos para os pequenos mamíferos. Sendo presas preferênciais para muitos carnívoros, estas medidas de gestão poderão assim beneficiar um grande número de predadores e todo o ecossistema. Em conjunto com a instalação da rede impermeável, devem ser implementadas ou melhoradas passagens que permitam o cruzamento das estradas por todas as espécies terrestres. Estas passagens devem consistir em viadutos sobre linhas de água, com vegetação abundante para diminuir o uso pelos humanos e aumentar a sua utilização pela fauna silvestre. O número de passagens a instalar deve ter em conta a dinâmica populacional, em particular a área necessária para uma população persistir.
Descrição: Tese de doutoramento, Biologia (Biologia da Conservação), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/8004
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