Proporcionando información sobre la conectividad del hábitat de los osos pardos machos: Una combinación de la idoneidad del hábitat y del paisaje basados ​​en modelos gráficos

Artículo original:

Providing insights on habitat connectivity for male brown bears: A combination of habitat suitability and landscape graph-based models Vasiliki Almpanidoua, Antonios D. Mazarisa,  Yorgos Mertzanisb, Ioannis Avraamc, Ioannis Antoniouc, John D. Pantisa, Stefanos P. Sgardelisa

Preámbulo

Antes que nada me parece oportuno introducir un poco ciertas características del oso pardo (Ursus arctos).

Características generales

El oso pardo es la especie que presenta una distribución geográfica mayor que el resto de especies de osos, puesto que se le puede encontrar en Norte América, Asia y Europa.

En cuanto a características físicas, los machos llegan a pesar hasta unos 630 kg aproximadamente, las hembras por el contrario las hembras hasta unos 318 kg, lo cual indica un dimorfismo sexual.

Presentan la capacidad de ser animales plantígrados, característica que les permite apoyarse sobre sus extremidades posteriores.

Presenta una alimentación omnívora, aunque su alimentación en general consiste en vegetales, pero sus hábitos alimenticios varían a lo largo de las estaciones, puesto que necesitan una gran cantidad de energía para la hibernación.

Presentan una baja tasa de natalidad. Y están obligados a subsistir en áreas más pequeñas debido la urbanización y a las armas de fuego (Huber & Roth 1993)

1. Introducción

Los movimientos de los animales y la selección de su hábitat están condicionadas por las necesidades propias de poder satisfacer todas sus necesidades naturales con el objetivo de asegurar su supervivencia, y su acción afectará al paisaje. La cuestión es determinar los patrones de movimientos de los animales para encontrar hábitats favorables.

Los osos pardos son animales muy migratorios y se desplazan a lo largo de hábitats que pueden ser fructíferos para su supervivencia o no, la conectividad entre estos tipos de ambientes difiere en el comportamiento del oso pardo. Pero cómo saber hasta qué punto esta influenciado este movimiento por estos hábitats, sean favorables o no para el oso pardo, es decir, los patrones de movimiento según el hábitat es lo que se busca comprender mejor.
El estudio se basa en la relativa importancia de la calidad del habitat sobre los patrones de movimiento, para ellos se han usado datos de telemetría de ocho osos.

2.Materiales y métodos

En la siguiente figura se muestra el marco metodológico del estudio, en la que siguieron dos pasos:
1-3 Desarrollo de modelos de hábitats adecuados mediante uso de los datos de telemetría de los osos
4-5 Desarrolo de modelos gráficos usando las zonas en común creando una red de nodos

1-3 Desarrolo de modelos de hábitats adecuados
4-5 Contrucción de una red de movimientos usando los nodos en común

La zona de estudio se realizó en la zona nororiental del macizo Pindo, en Grecia, que tiene una gran cantidad de bosques, algunas praderas y zonas de cultivo. Lo propicio es que la presencia humana es reducida, por lo que es una buena zona de estudio.

Los ocho osos empleados para el estudio llevaban colocados un radio-collar GPS con las que obtener datos de posicionamiento de entre 15 a 18. Estos datos son fueron recabados a lo largo de 20 meses y analizados gracias a recursos del Enviromental Systems Research Institute, Redlands, California.

Basándose en trabajos pretéritos, para el desarrollo de modelos de hábitats adecuados se tuvieron en cuenta las siguientes variables: cobertura de la tierra, uso de la tierra, la distancia a los caminos, la distancia a los asentamientos, la distancia a los arroyos, elevación, aspecto y pendiente.

Los distintos tipos de cobertura de suelo fueron: bosque denso, áreas parcialmentes con cobertura de bosque, praderas de pastizales, matorrales, tierra desnuda, campos de cultivo,infraestructuras y las aguas superficiales. Los distintos árboles fueron clasificados como el roble (Quercus spp.), Haya (Fagus sylvatica), el pino negro (Pinus nigra), pino de corteza blanca (Pinus heldreichii) y especies de frondosas mixtas. Categorías de uso del suelo fueron: pastoreo, las tierras agrícolas, tierras forestales, infraestructuras/asentamientos, áreas protegidas, zonas no administradas,  tierra yerma, agua superficial (Gatzoyannis et al, 1999.). 

Se extrajeron las variables de hábitat a un tamaño común de píxel de 50 m × 50 m. Para cada célula de nuestro rejilla, se calculó la distancia de la liquidación, arroyo y la carretera más cercana. Los datos topográficos incluyen elevación, pendiente y aspecto se obtuvieron a partir de un Modelo Digital de Elevación 100 m.

Se uso la máxima entropía (Phillips et al., 2006), como modelo de de aproximación para realizar modelos de hábitats. La entropía máxima es el método que emplea los datos de presencia sólo para el modelado de distribución de las especies y, a menudo supera a los métodos de modelización de hábitats tradicionales.

Para producir mapas de aptitud de hábitat se utilizó una función de enlace logístico que permite producir un índice de adecuación del hábitat entre cero y uno (Phillips y Dudik, 2008). Se clasificó aún más este índice de adecuación del hábitat  en diez clases, aplicando el método de cuantiles en ArcGIS. 

Este método clasifica los datos en un cierto número de categorías con un número igual de unidades (es decir, los píxeles que se caracterizan con una cierta probabilidad de ocurrencia) en cada categoría. De esta manera, fueron agregados píxeles de la idoneidad del hábitat similar. A continuación, los archivos de mapa de bits se convierten en archivos de vectores, por lo que se produjeron los hábitat como áreas continuas de la idoneidad del hábitat similares y cada polígono en los nuevos mapas vectoriales fueron descritos por un número que remite a su clase de aptitud (rango 1-10).

Para cada modelo desarrollado, el 75% de los lugares obtenidos por los datos de telemetría de los osos pardos se utiliza para fines de formación, mientras que el 25% de sus ubicaciones se establecieron al azar a un lado, proporcionando un subconjunto utilizado para las pruebas del modelo. La aprobación del modelo se basa en el área bajo la curva (AUC, Area Under the Curve) de la curva de características operativas del receptor (ROC) (Fielding y Bell, 1997 y Phillips et al., 2006). Cabe señalar que, los valores máximos de las AUC en presencia solamente de datos es inferior a 1, mientras que los valores de AUC superiores a 0,5 indican que el modelo se comporta mejor que el azar (Phillips et al., 2006).

Para evaluar si los patrones de movimiento y la decisión de viajar de un lugar a otro están relacionados con la calidad de los de hábitat utilizadas, se aplicó una aproximación gráfico-teórica (Menor y Urban, 2007 y Urban y Keitt, 2001). Para dibujar las redes de movimientos de los osos pardos, combinaron la información obtenida por los modelos y de movimiento de datos  de hábitats idóneos.

3. Resultados

Tras la obtención de datos y clasificar los modelos como aptos, se recrearon modelos en los que se podía apreciar las zonas adecuadas escogidas por los osos del experimento, así como las trayectorias que tomaron a lo largo del área de estudio 

Mapas de aptitud del hábitat de los osos pardos machos producidos mediante el uso de los datos de telemetría. 

Los índice de adecuación del hábitat se clasifican en diez clases.  Los puntos representan los centroides de los parches de hábitat y las líneas del movimiento entre parches para el animal estudiado.

4. Conclusiones

Para especies móviles como los osos, hay muchas posibles explicaciones para la importancia del hábitat que no se caracteriza como la más adecuada. Los hábitats estacionales y los hábitats diarios podrían ser diferenciados de acuerdo al riesgo potencial que presenten.o por la competencia de recursos con otras especies.

En el trabajo que desarrollaron la muestra consistió en osos pardos machos, por lo tanto no se puede aplicar o suponer que que estos patrones de movimientos sean concordantes con las hembras de esta especie.

Es díficil llegar a una conclusión acertada ante una conducta aleatoria de supervivencia de una especie que tiende a ser nómada por estos hábitats para asegurar su supervivencia. Pero este trabajo ha aportado una cuantiosa información sobre estas incógnitas,

Bibliografía:

• Vasiliki Almpanidou, Antonios D. Mazaris, Yorgos Mertzanis, Ioannis Avraam, Ioannis Antoniou, John D. Pantis, Stefanos P. Sgardelis. Providing insights on habitat connectivity for male brown bears: A combination of habitat suitability and landscape graph-based models. Sciencedirect

• Enciclopedia virtual de los vertebrados españoles

• Mertzanis G., Korakis G., Kallimanis A., Sgardelis St., Aravidis I. Bear Habitat Suitability in Relation to Habitat Types of European Interest in NE Pindos Mountain Range, Greece..

• Ran Nathana, Wayne M. Getz, Eloy Revilla, Marcel Holyoak, Ronen Kadmon, David Saltz, and Peter E. Smouse A movement ecology paradigm for unifying organismal movement research. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

• Huber D. and Roth H. U. 1993. Movements of European brown bears in Croatia. Acta theriol, 38: 151 - 159
  

Enlace de interés

Para observar los movimientos animales con collares GPS como el oso pardo.