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Confronting Uncertainty and Missing Values in Environmental Value Transfer as Applied to Species Conservation

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 5 2010
SONIA AKTER
conservación de especies; error de transferencia; incertidumbre; transferencia de valor ambiental; valores de no uso Abstract:,The nonuse (or passive) value of nature is important but time-consuming and costly to quantify with direct surveys. In the absence of estimates of these values, there will likely be less investment in conservation actions that generate substantial nonuse benefits, such as conservation of native species. To help overcome decisions about the allocation of conservation dollars that reflect the lack of estimates of nonuse values, these values can be estimated indirectly by environmental value transfer (EVT). EVT uses existing data or information from a study site such that the estimated monetary value of an environmental good is transferred to another location or policy site. A major challenge in the use of EVT is the uncertainty about the sign and size of the error (i.e., the percentage by which transferred value exceeds the actual value) that results from transferring direct estimates of nonuse values from a study to a policy site, the site where the value is transferred. An EVT is most useful if the decision-making framework does not require highly accurate information and when the conservation decision is constrained by time and financial resources. To account for uncertainty in the decision-making process, a decision heuristic that guides the decision process and illustrates the possible decision branches, can be followed. To account for the uncertainty associated with the transfer of values from one site to another, we developed a risk and simulation approach that uses Monte Carlo simulations to evaluate the net benefits of conservation investments and takes into account different possible distributions of transfer error. This method does not reduce transfer error, but it provides a way to account for the effect of transfer error in conservation decision making. Our risk and simulation approach and decision-based framework on when to use EVT offer better-informed decision making in conservation. Resumen:,El valor de no uso (o pasivo) de la naturaleza es importante pero su cuantificación con muestreos pasivos consume tiempo y es costosa. En ausencia de estimaciones de estos valores, es probable que haya menos inversión en acciones de conservación que generen beneficios de no uso sustanciales, tal como la conservación de especies nativas. Para ayudar a superar decisiones respecto a la asignación de dólares para conservación que reflejan la carencia de estimaciones de los valores de no uso, estos valores pueden ser estimados indirectamente por la transferencia de valor ambiental (TVA). La transferencia de valor ambiental utiliza datos existentes o información de un sitio de estudio de tal manera que el valor monetario estimado de un bien ambiental es transferido a otro sitio. Un reto mayor en el uso de TVA es la incertidumbre sobre la señal y el tamaño del error (i.e., el porcentaje en que el valor transferido excede al valor actual) que resulta de la transferencia de estimaciones directas de los valores de no uso de un sitio de estudio a uno político, el sitio adonde el valor es transferido. Una TVA es más útil si el marco de toma de decisiones no requiere información muy precisa y cuando la decisión de conservación está restringida por tiempo y recursos financieros. Para tomar en cuenta la incertidumbre en el proceso de toma de decisiones, se puede seguir una decisión heurística que guie el proceso de decisión e ilustre sobre las posibles ramificaciones de la decisión. Para tomar en cuenta la incertidumbre asociada con la transferencia de valores de un sitio a otro, desarrollamos un método de riesgo y simulación que utiliza simulaciones Monte Carlo para evaluar los beneficios netos de las inversiones de conservación y que considera posibles distribuciones diferentes de la transferencia de error. Este método no reduce el error de transferencia, pero proporciona una manera para considerar el efecto del error de transferencia en la toma de decisiones de conservación. Nuestro método de riesgo y simulación y el marco de referencia basado en decisones sobre cuando utilizar TVA permiten la toma de decisiones en conservación más informadas. [source]

Effects of Habitat Fragmentation on Effective Dispersal of Florida Scrub-Jays

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 4 2010
AURÉLIE COULON
Aphelocoma c,rulescens; dispersión; flujo génico; fragmentación Abstract:,Studies comparing dispersal in fragmented versus unfragmented landscapes show that habitat fragmentation alters the dispersal behavior of many species. We used two complementary approaches to explore Florida Scrub-Jay (Aphelocoma c,rulescens) dispersal in relation to landscape fragmentation. First, we compared dispersal distances of color-marked individuals in intensively monitored continuous and fragmented landscapes. Second, we estimated effective dispersal relative to the degree of fragmentation (as inferred from two landscape indexes: proportion of study site covered with Florida Scrub-Jay habitat and mean distance to nearest habitat patch within each study site) by comparing genetic isolation-by-distance regressions among 13 study sites having a range of landscape structures. Among color-banded individuals, dispersal distances were greater in fragmented versus continuous landscapes, a result consistent with other studies. Nevertheless, genetic analyses revealed that effective dispersal decreases as the proportion of habitat in the landscape decreases. These results suggest that although individual Florida Scrub-Jays may disperse farther as fragmentation increases, those that do so are less successful as breeders than those that disperse short distances. Our study highlights the importance of combining observational data with genetic inferences when evaluating the complex biological and life-history implications of dispersal. Resumen:,Estudios que comparan la dispersión en paisajes fragmentados versus no fragmentados muestran que la fragmentación del hábitat altera la conducta de dispersión de muchas especies. Utilizamos dos métodos complementarios para explorar la dispersión de Aphelocoma c,rulescens en relación con la fragmentación del paisaje. Primero, comparamos las distancias de dispersión de individuos marcados con color en paisajes continuos y fragmentados monitoreados intensivamente. Segundo, estimamos la dispersión efectiva en relación con el grado de fragmentación (inferida a partir de dos índices del paisaje: proporción del sitio de estudio cubierta con hábitat para A. c,rulescens y la distancia promedio al parche más cercano en cada sitio de estudio) mediante la comparación de regresiones de aislamiento genético por distancia entre 13 sitios de estudio con una gama de estructuras de paisaje. Entre los individuos marcados con color, las distancias de dispersión fueron mayores en los paisajes fragmentados versus los continuos, un resultado consistente con otros estudios. Sin embargo, los análisis genéticos revelaron que la dispersión efectiva decrece a medida que decrece la proporción de hábitat en el paisaje. Estos resultados sugieren que aunque individuos de A. c,rulescens pueden dispersarse más lejos a medida que incrementa la fragmentación, aquellos que lo hacen son reproductores menos exitosos que los que se dispersan a corta distancia. Nuestro estudio resalta la importancia de combinar datos observacionales con inferencias genéticas cuando se evalúan las complejas implicaciones de la dispersión sobre la biología y la historia natural. [source]

Patch-Occupancy Modeling as a Method for Monitoring Changes in Forest Floristics: a Case Study in Southeastern Australia

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 3 2009
TRENT D. PENMAN
fuego prescrito; manejo adaptativo; modelo Bayesiamo; silvicultura; tala Abstract:,The ability to monitor changes in biodiversity is fundamental to demonstrating sustainable management practices of natural resources. Disturbance studies generally focus on responses at the plot scale, whereas landscape-scale responses are directly relevant to the development of sustainable forest management. Modeling changes in occupancy is one way to monitor landscape-scale responses. We used understory vegetation data collected over 16 years from a long-term study site in southeastern Australia. The site was subject to timber harvesting and frequent prescribed burning. We used occupancy models to examine the impacts of these disturbances on the distribution of 50 species of plants during the study. Timber harvesting influenced the distribution of 9 species, but these effects of harvesting were generally lost within 14 years. Repeated prescribed fire affected 22 species, but the heterogeneity of the burns reduced the predicted negative effects. Twenty-two species decreased over time independent of treatment, and only 5 species increased over time. These changes probably represent a natural response to a wildfire that occurred in 1973, 13 years before the study began. Occupancy modeling is a useful and flexible technique for analyzing monitoring data and it may also be suitable for inclusion within an adaptive-management framework for forest management. Resumen:,La habilidad para monitorear cambios en la biodiversidad es fundamental para demostrar el manejo sustentable de los recursos naturales. Los estudios de perturbación generalmente enfocan las respuestas a escala de parcela, mientras que las respuestas a escala de paisaje son directamente relevantes para el desarrollo del manejo sustentable de bosques. El modelado de cambios en la ocupación es una forma de monitorear respuestas a escala de paisaje. Utilizamos datos de la vegetación de sotobosque colectados a los largo de 16 años en un sitio de estudio a largo plazo en el sureste de Australia. El sitio fue sujeto a la cosecha de madera y a quemas prescritas frecuentes. Utilizamos modelos de ocupación para examinar los impactos de estas perturbaciones sobre la distribución de 50 especies de plantas. La cosecha de madera influyó en la distribución de nueve especies, pero los efectos de la cosecha generalmente se perdieron al cabo de 14 años. El fuego prescrito repetido afectó a 22 especies, pero la heterogeneidad de las quemas redujo los efectos negativos pronosticados. Veintidós especies decrecieron en el tiempo independientemente del tratamiento, y solo cinco especies incrementaron en el tiempo. Estos cambios probablemente representan una respuesta natural al incendio no controlado que ocurrió en 1973, 13 años antes de que comenzara el estudio. El modelado de la ocupación es una técnica útil y flexible para analizar datos de monitoreo y también puede ser adecuado para su inclusión en un marco de manejo adaptativo para la gestión de bosques. [source]

Shade-Coffee Plantations as Refuges for Tropical Wild Orchids in Central Veracruz, Mexico

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 3 2005
LISLIE SOLIS-MONTERO
biología reproductiva; epifitas vasculares; estratificación vertical; estructura poblacional; limitación de polinizador Abstract:,In central Veracruz, Mexico, coffee plantations have replaced large areas of lower montane cloud forest. Shade-coffee plantations with high levels of structural diversity provide refuge for forest-dependent biota (e.g., birds and insects). Orchids typical of natural forest may also be found in the canopy of shade-coffee agroecosystems. It is not known, however, whether these are relicts from the original forest vegetation or if the plantations themselves provide the necessary conditions to support a self-sustained orchid population. We studied the population structure of the epiphytic orchids Jacquiniella teretifolia (Sw.) Britton & Willson, Scaphyglottis livida (Lindl.) Schltr., and Maxillaria densa Lindl. in a shade-coffee plantation (commercial polyculture) in central Veracruz. We also studied the previously undescribed reproductive biology of the latter two species. Our results show that the three orchid species had high population densities (>800 plants/ha). In our study site, 50% to 68% of the orchid plants of the target species were young individuals (less than five shoots). Reproductive structures were present in 80% of individuals larger than 30 shoots in the three species. M. densa is self-incompatible, and the fruit set obtained from cross pollination (42.7%) was higher than that obtained from natural pollination (18.2%), suggesting that this species could be pollinator limited. S. livida is autocompatible, not autogamous, and was not pollinator limited. Our results show that the coffee plantation had abundant orchid populations with log-normal size/age structures. Two of the target species, M. densa and S. livida, depend on pollinators to reproduce. It is clear that pollinators that allow orchids to set a high proportion of fruits persist in shade-coffee plantations. Coffee plantations may not replace the original conditions of a forest, but it is possible that these and other orchid species survive and reproduce in coffee plantations that provide appropriate microclimate conditions for the plants, including pollinators. Resumen:,En el centro de Veracruz, México, las plantaciones de café han reemplazado a extensas áreas de bosque nublado montano. Las plantaciones cafetaleras de sombra con altos niveles de diversidad estructural proporcionan refugio a biota dependiente de bosques (e. g., aves e insectos). En el dosel de agroecosistemas de café de sombra también se pueden encontrar orquídeas típicas de bosques naturales. Sin embargo, no se conoce si son relictos de la vegetación del bosque original o si las plantaciones mismas proporcionan los recursos necesarios para soportar a una población de orquídeas auto sostenida. Estudiamos la estructura de la población de orquídeas epifitas Jacquiniella teretifolia (Sw.) Britton & Willson, Scaphyglottis livida (Lindl.) Schltr y Maxillaria densa Lindl en una plantación de café de sombra (policultivo comercial) en el centro de Veracruz. También estudiamos la biología reproductiva, no descrita previamente, de las últimas dos especies. Nuestros resultados muestran que las tres especies de orquídea tuvieron densidades poblacionales altas (>800 plantas/ha). En nuestro sitio de estudio, entre 50% y 68% de las plantas de las especies estudiadas eran individuos jóvenes (menos de cinco rebrotes). En las tres especies hubo presencia de estructuras reproductivas en 80% de los individuos con más de 30 rebrotes. M. densa es auto incompatible, y el conjunto de frutos obtenido por polinización cruzada (42.7%) fue mayor que el obtenido por polinización natural (18.2%), lo que sugiere que esta especie puede estar limitada por polinizadores. S. livida es autocompatible no autogama, y no fue limitada por polinizadores. Nuestros resultados muestran que la plantación de café tenía poblaciones de orquídeas abundantes con estructuras tamaño/edad log normales. Dos de las especies, M. densa y S. livida, dependen de polinizadores para su reproducción. Es claro que los polinizadores que permiten una alta proporción de frutos a las orquídeas persisten en las plantaciones. Puede que las plantaciones de café no sustituyan las condiciones originales de un bosque, pero es posible que estas, y otras, especies de orquídeas sobrevivan y se reproduzcan en plantaciones de café que proporcionen condiciones microclimáticas adecuadas, incluyendo polinizadores, para las plantas. [source]

Countryside Biogeography of Moths in a Fragmented Landscape: Biodiversity in Native and Agricultural Habitats

CONSERVATION BIOLOGY, Issue 2 2001
Taylor H. Ricketts
We sampled moth species richness within a 227-ha forest fragment and in four surrounding agricultural habitats (coffee, shade coffee, pasture, and mixed farms) in southern Costa Rica. We found no significant difference in moth species richness or abundance among agricultural habitats, but agricultural sites within 1 km of the forest fragment had significantly higher richness and abundance than sites farther than 3.5 km from the fragment. In addition, species composition differed significantly between distance classes ( but not among agricultural habitats), with near sites more similar to forest than far sites. These results suggest that (1) different agricultural production regimes in this region may offer similar habitat elements and thus may not differ substantially in their capacities to support native moth populations and (2) that the majority of moths may utilize both native and agricultural habitats and move frequently between them, forming "halos" of relatively high species richness and abundance around forest fragments. Correlations between species richness and the amount of nearby forest cover, measured over circles of various radii around the sites, suggest that halos extend approximately 1.0,1.4 km from the forest edge. The extent of these halos likely differs among taxa and may influence their ability to survive in fragmented landscapes. Resumen: Los estudios de paisajes fragmentados, especialmente en los trópicos, tradicionalmente se han enfocado en los fragmentos nativos per se, ignorando las distribuciones de especies en áreas agrícolas circundantes o en otras áreas dominadas por humanos. Muestreamos la riqueza de polillas dentro de un fragmento de bosque de 227 hectáreas y en cuatro hábitats agrícolas (café, café con sombra, pastizal y campos mixtos) en el Sur de Costa Rica. Encontramos que no hubo diferencias significativas en la riqueza de especies o en la abundancia de polillas entre los hábitats agrícolas, sin embargo, los sitios agrícolas cercanos (<1 km) al fragmento de bosque tuvieron una riqueza de especies y abundancia significativamente mayor que las de los sitios lejanos (>3.5 km) al fragmento. Además, la composición de especies fue significativamente diferente entre las clases de distancia ( pero no entre los hábitats agrícolas), siendo los sitios cercanos más similares al bosque que los sitios retirados. Estos resultados sugieren que (1) los diferentes regímenes de producción agrícola en esta región pueden ofrecer elementos de hábitat similares y por lo tanto pueden no diferir substancialmente en lo que se refiere a su capacidad para sostener poblaciones de polillas nativas y (2) que la mayoría de las polillas pueden utilizar tanto hábitatsnativos como agrícolas y mover frecuentemente entre ellos, formando "halos" con una riqueza de especies y una abundancia relativamente altas alrededor de los fragmentos del bosque. Las correlaciones entre la riqueza de especies y la cantidad de cobertura forestal circundante, medida en círculos de diferente radio alrededor de los sitios de estudio, sugiere que los halos se extienden aproximadamente 1.0,1.4 km del borde del bosque. La extension de estos halos posiblemente difiere entre taxones y puede influenciar sus habilidades para sobrevivir en paisajes fragmentados. [source]

Detecting Tropical Forests' Responses to Global Climatic and Atmospheric Change: Current Challenges and a Way Forward

BIOTROPICA, Issue 1 2007
Deborah A. ClarkArticle first published online: 21 DEC 200
ABSTRACT Because of tropical forests' disproportionate importance for world biodiversity and for the global carbon cycle, we urgently need to understand any effects on these ecosystems from the ongoing changes in climate and atmosphere. This review, intended to complement existing data reviews on this topic, focuses on three major classes of challenges that we currently face when trying to detect and interpret directional changes in tropical forests. One is the very limited existing information on the historical context of study sites. Lasting effects from past climate, natural disturbances, and/or human activities could be significantly affecting current-day processes in tropical forests and need to be investigated for all active field sites. Second, while progress has been made in recent years on standardizing and refining research approaches, a number of methods- and data-limitations continue to affect efforts both to detect within-forest changes and to relate them to ongoing environmental change. Important outstanding needs are improved sampling designs, longer time-series of observations, filling key data gaps, and data access. Finally, forest responses to ongoing environmental change are complex. The effects of many simultaneously changing environmental factors are integrated by the plants, and their responses can involve significant lags, carryovers, and non-linearities. Specifying effects of individual environmental changes, however, is required for accurate ecosystem-process models and thus for projecting future impacts on these forests. After discussing these several types of challenges and ways to address them, I conclude with a priority agenda for this critical area of research. Abstract in Spanish is available at http://www.blackwell-synergy.com/loi/btp. RESUMEN Debido a la importancia desproporcionada de los bosques tropicales para la biodiversidad mundial y para el ciclo global del carbono, es urgente identificar los impactos sobre estos ecosistemas provocados por los cambios actuales en el clima y en la atmósfera. Este artículo de revisión, escrito con el propósito de complementar otras revisiones recientes, se enfoca en tres principales clases de retos que enfrentamos actualmente en la detección e interpretación de cambios direccionales en los bosques tropicales. Primero es la gran escasez de información histórica acerca de los sitios de estudio. Los procesos actuales en los bosques tropicales pueden reflejar los efectos prolongados del pasado climático, las perturbaciones naturales y/o las actividades humanas, por lo que deben de ser investigados en todos los sitios actuales de estudio. Segundo, a pesar de avances recientes en la estandarización y el refinamiento de los métodos de investigación, nuestra habilidad para detectar cambios en los bosques y ligarlos a los grandes cambios ambientales sigue siendo limitada. Para garantizar avances en el área se requiere mejorar los diseños de muestreo, extender las series de observación en el tiempo a plazos mayores, llenar ciertos vacíos claves en el conocimiento, y facilitar el acceso a los datos existentes. Por último, se requiere de enfoques que tomen en cuenta la complejidad de las respuestas de los bosques a los cambios ambientales. Las plantas integran los efectos de cambios simultáneos en múltiples factores ambientales, y sus respuestas pueden ser no lineales e incluir efectos de retraso y acarreo. No obstante, es importante también especificar los efectos individuales de los diferentes cambios ambientales para afinar los modelos de procesos a nivel del ecosistema, y así poder proyectar los impactos futuros sobre estos bosques. Después de discutir dichos retos y estrategias para enfrentarlos, concluyo con una agenda de prioridades para esta área crítica de investigación. [source]

Disturbance Effects on the Seed Bank of Mexican Cloud Forest Fragments,

BIOTROPICA, Issue 3 2005
C. Alvarez-Aquino
ABSTRACT The density and floristic composition of the soil seed bank was assessed in six cloud forest fragments with different levels of human disturbance in central Veracruz, Mexico. A total of 8416 seeds germinated in 60 soil samples, at 5-cm depth, corresponding to 107 species, 85 genera, and 48 families. Significant differences were found among study sites in seed densities with values ranging from 873 to 3632/m2. Tree species contributed 20 percent of the total soil seed bank in four sites and herbs accounted for the majority of the species in each site. Among tree species, Trema micrantha displayed the highest seed density, accounting for 84 percent of the germinated seeds. In general, the tree species composition of the soil seed bank did not closely reflect the composition of the tree community. Results suggest that disturbance produced by human activities (trail use, selective cutting of trees, livestock) may influence the size and composition of the soil seed bank in forest fragments. Sites where human activity has been reduced showed the highest proportion of dormant seeds. RESUMEN La densidad y composición florística del banco de semillas del suelo se determinó en seis fragmentos de bosque de niebla con distinto nivel de alteración humana, en Veracruz, México. Un total de 8416 semillas germinaron en 60 muestras de suelo, correspondientes a 107 especies, 85 géneros y 48 familias. Se encontraron diferencias significativas entre los sitios de estudio, con valores desde 873 a 3632 semillas/m2. La mayoria de las especies fueron hierbas y en cuatro de los sitios las especies arbóreas contribuyeron un 20 por ciento al total de semillas del banco del suelo. Entre las especies arbóreas, Trema micrantha (L.) Blume (Ulmaceae) presentó la mayor densidad de semillas (84% de las semillas germinadas). En general, la composición de especies arbóreas en el banco del suelo no reflejó la composición de la comunidad de árboles en cada sitio. Los resultados sugieren que la alteración causada por actividad humana (uso de senderos, tala selectiva y pastoreo) puede influir en el tamaño y composición del banco de semillas del suelo en fragmentos de bosque. Los sitios donde la actividad humana es reducida tienen la mayor proporción de semillas latentes. [source]