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Matrix Models as a Tool for Understanding Invasive Plant and Native Plant Interactions

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 3 2005
DIANE M. THOMSON
competencia; invasión biológica; plantas invasoras; modelo matricial; perturbación Abstract:,Demographic matrix models are an increasingly standard way to evaluate the effects of different impacts and management approaches on species of concern. Although invasive species are now considered among the greatest threats to biodiversity, matrix methods have been little used to explore and integrate the potentially complicated effects of invasions on native species. I developed stage-structured models to assess the impacts of invasive grasses on population growth and persistence of a federally listed (U.S.A.) endemic plant, the Antioch Dunes evening primrose (Oenothera deltoides subsp. howellii [Munz] W. Klein). I used these models to evaluate two frequently made assumptions: (1) when rare plant populations decline in invaded habitats, invasive species are the cause and (2) invasive plants suppress rare plants primarily through direct resource competition. I compared two control and two removal matrices based on previous experimental work that showed variable effects of invasive grasses on different life-history stages of O. deltoides. Matrix analysis showed that these effects translated into substantial changes in population growth rates and persistence, with control matrices predicting a mean stochastic population growth rate (,) of 0.86 and removal matrices predicting growth rates from 0.92 to 0.93. Yet even the most optimistic invasive removal scenarios predicted rapid decline and a probability of extinction near one in the next 100 years. Competitive suppression of seedlings had much smaller effects on growth rates than did lowered germination, which probably resulted from thatch accumulation and reduced soil disturbance. These results indicate that although invasive grasses have important effects on the population growth of this rare plant, invasion impacts are not solely responsible for observed declines and are likely to be interacting with other factors such as habitat degradation. Further, changes in the disturbance regime may be as important a mechanism creating these impacts as direct resource competition. My results highlight the value of demographic modeling approaches in creating an integrated assessment of the threats posed by invasive species and the need for more mechanistic studies of invasive plant interactions with native plants. Resumen:,Los modelos demográficos matriciales son una forma cada vez más utilizada para evaluar los efectos de diferentes impactos y métodos de gestión sobre las especies en cuestión. Aunque actualmente se considera a las plantas invasoras entre las mayores amenazas a la biodiversidad, los modelos matriciales han sido poco utilizados para explorar e integrar los efectos potencialmente complicados de las invasiones sobre las especies nativas. Desarrollé modelos estructurados por etapas para evaluar los impactos de pastos invasores sobre el crecimiento poblacional y la persistencia de una especie de planta endémica, enlistada federalmente (E.U.A.), Oenothera deltoides ssp. howellii [Munz] W. Klein. Utilicé estos modelos para evaluar dos suposiciones frecuentes: (1) cuando las poblaciones de plantas raras declinan en hábitats invadidos, las especies invasoras son la causa y (2) las plantas invasoras suprimen a las plantas raras principalmente mediante la competencia directa por recursos. Comparé dos matrices de control y dos de remoción con base en trabajo experimental previo que mostró efectos variables de los pastos invasores sobre las diferentes etapas de la historia de vida de O. deltoides. El análisis de la matriz mostró que estos efectos se tradujeron en cambios sustanciales en las tasas de crecimiento y persistencia de la población, las matrices de control predijeron una tasa media de crecimiento poblacional estocástica (,) de 0.86 y las matrices de remoción predijeron tasas de crecimiento de 0.92-0.93. Aun los escenarios más optimistas de remoción de invasores predijeron una rápida declinación y una probabilidad de extinción en 100 años cerca de uno. La supresión competitiva de plántulas tuvo mucho menor efecto sobre las tasas de crecimiento que la disminución en la germinación, que probablemente resultó de la acumulación de paja y reducción en la perturbación del suelo. Estos resultados indican que, aunque los pastos invasores tienen efectos importantes sobre el crecimiento poblacional de esta planta rara, los impactos de la invasión no son los únicos responsables de las declinaciones observadas y probablemente están interactuando con otros factores como la degradación del hábitat. Más aun, los cambios en el régimen de perturbación pueden ser un mecanismo tan importante en la creación de estos impactos como la competencia directa por recursos. Mis resultados resaltan el valor del enfoque de los modelos demográficos para la evaluación integral de las amenazas de especies invasoras y la necesidad de estudios más mecanicistas de las interacciones de plantas invasoras con plantas nativas. [source]

A socioemotional intervention in a Latin American orphanage,

INFANT MENTAL HEALTH JOURNAL, Issue 5 2010
Robert B. McCall
A pilot intervention that emphasized training and technical assistance to promote warm, sensitive, and responsive one-on-one caregiver,child interactions primarily during feeding and bathing/changing was implemented using regular staff in a depressed orphanage for children birth to approximately 8 years of age in Latin America. Despite a variety of unanticipated irregularities in the implementation of the intervention, many beyond the researchers' control, ward environments improved; caregivers displayed more warm, sensitive, and responsive interactions with children; and children improved an average of 13.5 developmental quotient (DQ) points after 4+ months' exposure to the completed intervention. Furthermore, 82% of the children had DQs greater than 70 before the intervention, but only 27.8% did so afterward. Although the training for all caregivers was aimed at children birth to 3 years, the number of different caregivers was reduced, and technical assistance was provided only to caregivers serving children less than 3 years, younger and older children (3,8 years) improved approximately the same amount. However, children who were transitioned from a younger to an older ward during the intervention improved less than did children who remained in either a younger or an older ward, the first evidence suggesting that the common orphanage practice of periodically graduating children from one homogeneous age group to another may impede their development. The study is consistent with others that have shown that orphanages can be changed, and increases primarily in warm, sensitive, responsive caregiver,child interactions can produce improvements in children's development. Se implementó una intervención experimental piloto que enfatizaba entrenamiento y asistencia técnica con el fin de promover interacciones de uno a uno cálidas, sensibles y receptivas entre el niño y quien le presta el cuidado, usando el personal de servicio regular en un deprimente orfanato para niños recién nacidos hasta aproximadamente los 8 años de edad en América Latina. A pesar de la variedad de irregularidades no anticipadas en cuanto a la implementación de la intervención, muchas de ellas fuera del control de los investigadores, el ambiente de los pabellones mejoró; quienes prestaban el cuidado mostraron interacciones más cálidas, sensibles y receptivas con los niños; y los niños mejoraron hasta llegar a un promedio de 13.5 puntos en el cociente de desarrollo después de más de 4 meses de estar expuestos a la intervención completa. Es más, 82% de los niños tenía un cociente de desarrollo de menos de 70 antes de la intervención, pero solamente 27.8% tuvo ese resultado después de la misma. Aunque el entrenamiento para quienes prestaban el cuidado fue dirigido a niños recién nacidos hasta los 3 años de edad, y el número de diferentes prestadores de cuidado se redujo de tal manera que la asistencia técnica se les dio solamente a quienes cuidaban niños de menos de 3 años, tanto los niños más pequeños como los mayores (3-8 años) mejoraron aproximadamente la misma cantidad. Sin embargo, los niños que hicieron la transición de un pabellón para niños pequeños a uno para niños mayores durante la intervención mejoraron menos que los niños que permanecieron en el pabellón para niños pequeños o en el pabellón para niños mayores, lo cual representa la primera evidencia que sugiere que la práctica común en los orfanatos de periódicamente graduar niños de un grupo de edad homogénea y pasarlo a otro grupo pudiera impedir el desarrollo de los niños. El estudio es consistente con otros que muestran que los orfanatos pueden ser cambiados y que los incrementos primariamente en las interacciones cálidas, sensibles y receptivas entre el niño y quien le cuida pueden producir mejoras en el desarrollo de los niños. Une intervention pilote ayant mis l'accent sur la formation et l'assistance technique afin de promouvoir des interactions mode de soin-enfant personnalisées chaleureuses, sensibles et réceptives durant les repas et la bain/change ont été mises en place en utilisant un groupe d'employés habituels dans un orphelinat pauvre pour des enfants de la naissance à approximativement 8 ans en Amérique Latine. En dépit d'une variété d'irrégularités non anticipées durant la mise en application de l'intervention, beaucoup d'entre elles n'ayant pas pu être contrôlées par les chercheurs, les services de l'orphelinats ont progressé; les modes de soin ont fait preuve de plus d'interactions chaleureuses, sensibles et réceptives avec les enfants; et les enfants ont progressé d'une moyenne de 13,5 DQ points après quatre mois d'exposition et ce jusqu'à la fin de l'intervention. De plus, 82% des enfants avait des DQ inférieurs à 70 avant l'intervention, mais c'était seulement le cas de 27,8% d'entre eux après. Bien que la formation de tous les modes de soin avait eu pour but les enfants de la naissance à l'âge de trois ans, et bien que le nombre de modes de soin différents ait été réduit, et que l'assistance technique n'ait été donnée qu'aux modes de soin s'occupant des enfants de moins de trois ans, les enfants les plus jeunes et les enfants les plus vieux (3-8 ans) ont progressé à peu près de la même manière. Cependant, les enfants ayant transitionné d'un service pour les plus jeunes vers un service pour les âgés durant l'intervention ont moins progressé que les enfants étant restés soit dans un service pour les plus jeunes soit dans un service pour les plus âgés, les premières preuves suggérant que cette pratique commune dans un orphelinat de faire passer périodiquement les enfants d'une groupe d'âge homogène à un autre freine peut-être le développement. Cette étude s'accorde avec d'autres études qui montrent que les orphelinats peuvent être changés et que les augmentations avant tout dans les interactions mode de soin-enfant chaleureuses, sensibles et réceptives peuvent produire des améliorations dans le développement de l'enfant. Ein Pilot-Projekt mit Interventionscharakter und dem Ziel, durch Ausbildung und technische Unterstützung eine warme, sensible und angemessene eins-zu-eins Betreuer-Kind Interaktionen v. a. beim Füttern und Baden bzw. An- und Ausziehen zu ermöglichen, wurde innerhalb eines Waisenhauses für depressive Kindern im Alterspektrum Geburt bis ca. 8 Jahre in Lateinamerika umgesetzt. Trotz einer Vielzahl von unerwarteten Herausforderungen bei der Durchführung der Intervention, die von den Forschern nicht kontrolliert werden konnten, verbesserten sich Umweltfaktoren: Die Bezugspersonen zeigten wärmere, sensiblere und mehr angemessene Interaktionen mit den Kindern; die Kindern verbessert ihre DQ um durchschnittlich 13,5 Punkten, nachdem sie 4 oder mehr Monate an der Intervention teilnahmen. Außerdem hatte 82% der Kinder eine DQ <70 vor der Intervention, aber nur mehr 27,8% danach. Obwohl die Ausbildung für alle Pflegepersonen die mit Kindern im Alterbereich Geburt bis 3 Jahren ausgerichtet war und die Anzahl der verschiedenen Bezugspersonen reduziert wurde und technische Unterstützung nur für Pflegepersonen des o. g. Altersbereichs angeboten wurde, profitierten sowohl jüngere (0-3 Jahre) als auch ältere Kinder (3-8 Jahre) im gleichen Maße von der Intervention. Allerdings verbesserten sich die Kinder weniger, die von einer Station für jüngere Kinder auf eine Station für ältere Kinder während der Intervention wechselten. Dies weißt darauf hin, dass die gängige Praxis der altershomogenen Altersgruppen in Waisenhäusern möglicherweise deren Entwicklung behindert. Die Studie steht im Einklang mit anderen Untersuchungen, die auch aufzeigen, dass das Milieu in Waisenhäusern geändert werden kann und warme, sensible und angemessene Bezugsperson-Kind-Interaktionen zur Verbesserungen der Entwicklung von Kindern beitragen. [source]

Nesting behavior and breeding success of Hoatzins

JOURNAL OF FIELD ORNITHOLOGY, Issue 4 2007
Antje Müllner
ABSTRACT Hoatzins (Opisthocomus hoazin) are the only member of the family Opisthocomidae and are found only in forests in the Amazon and Orinoco river basin of South America. Although locally common in riparian habitats, information about their natural history is based almost exclusively on observations from gallery forests in the "llanos" (savannahs) of Venezuela. We investigated the nesting activities of Hoatzins in a primary rainforest in Amazonian Ecuador from 1995 to 2000. At our study site, Hoatzins live and breed in the inundated forests that surround lakes and river channels. Egg laying occurred from February to July and from September to November, but always peaked in April, May, and June. The mean clutch size was 2.4 ± 1.1 eggs (N= 291; range = 1,7), but 51% of all clutches contained two eggs. The mean duration of the incubation period was 32 ± 1.5 d (N= 20) and, overall, 17% of Hoatzin nests fledged at least one young. The main cause of nest failure was predation, with birds and snakes being the most frequent predators. Hoatzin reproduction was closely linked to the rainy season, and such timing may be influenced by increased food availability (high water levels cause leaf fall and the subsequent growth of new leaves coincides with the beginning of the feeding period of the young) and reduced risk of nest predation by mammalian predators when water levels are high. Our results indicate that the breeding biology of Hoatzins in tropical rainforest habitat, including small clutch sizes and low annual reproductive success, is similar to that of tropical passerines and provides further support for the existence of typical life history characteristics for tropical birds. SINOPSIS Las hipótesis relacionadas con la variación altitudinal en los ciclos de vida de aves están basadas en una gran cantidad de datos de aves de zona templada, mientras que para el trópico inclusive se desconoce la biología básica. Esto aplica en particular para aves que no son paserinos. Investigamos las actividades de anidamiento de Hoatzin (Opisthocumus hoazin) en un bosque pluvial primario de la amazonia ecuatorial. En nuestra área de estudio, los hoatzines viven y se reproducen en bosques inundados que bordean lagos y canales. Los intentos reproductivos estuvieron asociados a la época de lluvias y se agruparon en unos meses del año. Normalmente, estas aves anidan una vez al año. El reanidamiento solo ocurrio cuando hubo pérdidas durante la época de puesta. Los nidos fueron construidos en los árboles y arbustos más comunes en el hábitat. El número de huevos por camada vario de uno a siete, aunque el 51% de las camadas consistieron de dos huevos. El tiempo promedio de incubación fue de 32 días. El exito promedio de eclosionamiento (para todos los nidos) fue de 34% y el 50% de los pichones dejaron el nido, lo que dio un éxito de anidamiento en general de 17%. La causa principal de pérdida de nidos lo fue la depredación, en donde otras aves y culebras resultaron ser los principales depredadores. La pequeña ventana de tres meses para reproducirse parece ser el resultado de un fuerte constreñimiento para una reproducción exitosa, debido a una mejor protección de los nidos y mayor abundancia de alimentos durante la época de inundación. El hoatzin exhibe un ciclo de vida similar al de paserinos tropicales. Esto indica la efectividad de las presiones ambientales de selección que deben estar envueltas en la formación de dichos trasos. [source]

Documenting Loss of Large Trophy Fish from the Florida Keys with Historical Photographs

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 3 2009
LOREN McCLENACHAN
arrecifes de coral; ecología histórica; directrices cambiantes; peces de arrecife; sobrepesca Abstract:,A loss of large vertebrates has occurred in aquatic and terrestrial ecosystems, but data to measure long-term population changes are sparse. Historical photographs provide visual and quantitative evidence of changes in mean individual size and species composition for groups of marine fish that have been targeted by sport fishing. I measured such trends for 13 groups of recreationally caught "trophy" reef fish with photographs taken in Key West, Florida, from 1956 to 2007. The mean fish size declined from an estimated 19.9 kg (SE 1.5) to 2.3 kg (SE 0.3), and there was a major shift in species composition. Landings from 1956 to 1960 were dominated by large groupers (Epinephelus spp.), and other large predatory fish were commonly caught, including sharks with an average length of just <2 m. In contrast, landings in 2007 were composed of small snappers (Lutjanus spp. and Ocyurus chrysurus) with an average length of 34.4 cm (SE 0.62), and the average length of sharks declined by more than 50% over 50 years. Major declines in the size of fish caught were not reflected in the price of fishing trips, so customers paid the same amount for a less-valuable product. Historical photographs provide a window into a more pristine coral reef ecosystem that existed a half a century ago and lend support to current observations that unfished reef communities are able to support large numbers of large-bodied fish. Resumen:,Una pérdida de vertebrados mayores ha ocurrido en ecosistemas acuáticos y terrestres, pero los datos para medir los cambios poblaciones a largo plazo son escasos. Las fotografías históricas proporcionan evidencia visual y cuantitativa de cambios en el tamaño individual promedio y de la composición de especies en grupos de peces marinos que han sido blanco de la pesca deportiva. Medí esas tendencias en 13 grupos de peces de arrecife capturados recreativamente como "trofeos" mediante fotografías tomadas en Key West, Florida, desde 1956 a 2007. El peso promedio de los peces declinó de unos 19.9 kg (ES 1.5) a 2.3 kg (ES 0.3), y hubo un cambio mayor en la composición de especies. Las capturas entre 1956 y 1960 estuvieron dominadas por meros (Epinephelus spp.) grandes, y otros peces depredadores eran capturados comúnmente, incluyendo tiburones con una longitud promedio de poco menos de 2m. En contraste, las capturas en 2007 fueron compuestas de pargos (Lutjanus spp. y Ocyurus chrysurus) pequeños con una longitud promedio de 34.4 cm (ES 0.62), y la longitud promedio de los tiburones declinó más de 50% en 50 años. La gran declinación en el tamaño de los peces capturados no se reflejó en los precios de los viajes de pesca, así que los clientes pagaron la misma cantidad por un producto menos valioso. Las fotografías históricas proporcionan una visión de un ecosistema arrecifal coralino prístino que existió hace medio siglo y proporcionan soporte a los comentarios actuales de que las comunidades arrecifales no explotadas son capaces de soportar numerosos peces de talla grande. [source]