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Linking irreplaceable landforms in a self-organizing landscape to sensitivity of population vital rates for an ecological specialist

2014; Wiley; Volume: 29; Issue: 3 Linguagem: Espanhol

10.1111/cobi.12429

1523-1739

Wade A. Ryberg, Michael T. Hill, Charles W. Painter, Lee A. Fitzgerald,

Animal Ecology and Behavior Studies

Irreplaceable, self-organizing landforms and the endemic and ecologically specialized biodiversity they support are threatened globally by anthropogenic disturbances. Although the outcome of disrupting landforms is somewhat understood, little information exists that documents population consequences of landform disturbance on endemic biodiversity. Conservation strategies for species dependent upon landforms have been difficult to devise because they require understanding complex feedbacks that create and maintain landforms and the consequences of landform configuration on demography of species. We characterized and quantified links between landform configuration and demography of an ecological specialist, the dunes sagebrush lizard (Sceloporus arenicolus), which occurs only in blowouts (i.e., wind-blown sandy depressions) of Shinnery oak (Quercus havardii) sand-dune landforms. We used matrix models to estimate vital rates from a multisite mark-recapture study of 6 populations occupying landforms with different spatial configurations. Sensitivity and elasticity analyses demonstrated demographic rates among populations varied in sensitivity to different landform configurations. Specifically, significant relationships between blowout shape complexity and vital rate elasticities suggested direct links between S. arenicolus demography and amount of edge in Shinnery oak sand-dune landforms. These landforms are irreplaceable, based on permanent transition of disturbed areas to alternative grassland ecosystem states. Additionally, complex feedbacks between wind, sand, and Shinnery oak maintain this landform, indicating restoration through land management practices is unlikely. Our findings that S. arenicolus population dynamics depended on landform configuration suggest that failure to consider processes of landform organization and their effects on species’ population dynamics may lead to incorrect inferences about threats to endemic species and ineffective habitat management for threatened or endangered species. As such, successful conservation of these systems and the biodiversity they support must be informed by research linking process-oriented studies of self-organized landforms with studies of movement, behavior, and demography of species that dwell in them. Conexión de Formaciones Terrestres Irremplazables en un Terreno Auto-organizado con la Sensibilidad de las Tasas Vitales de la Población de un Especialista Ecológico Los accidentes geográficos auto-organizados e irremplazables y la biodiversidad endémica y ecológicamente especializada que éstos mantienen están amenazados globalmente por perturbaciones antropogénicas. Aunque el resultado de perturbar los accidentes geográficos es conocido de cierta forma, existe poca información que documente las consecuencias poblacionales de la perturbación de éstos sobre la biodiversidad endémica. Las estrategias de conservación para especies que dependen de los accidentes geográficos han sido difíciles de concebir ya que requieren del entendimiento de las retroalimentaciones complejas las crean y mantienen y a las consecuencias de su configuración sobre la demografía de las especies. Caracterizamos y cuantificamos las conexiones entre la configuración de las formaciones terrestres y la demografía de un especialista ecológico, la lagartija de artemisa de las dunas (Sceloporus arenicolus), que sólo ocurre en accidentes geográficos de dunas de arena con depresiones arenosas causadas por el viento y la presencia del roble Quercus havardii. Usamos modelos matriciales para estimar las tasas vitales a partir de un estudio multi-sitio y multi-marca de seis poblaciones que ocupaban accidentes geográficos con diferentes configuraciones espaciales. Los análisis de sensibilidad y elasticidad demostraron que las tasas demográficas dentro de las poblaciones variaron en sensibilidad a las diferentes configuraciones de accidentes geográficos. En específico, las relaciones significativas entre la complejidad de formas de las depresiones arenosas y la elasticidad de las tasas vitales sugieren una conexión directa entre la demografía de S. arenicolus y la cantidad de bordes en los accidentes geográficos de dunas arenosas y robles. Estos accidentes geográficos son irremplazables, con base en la transición permanente de áreas perturbadas a estados alternativos de ecosistemas de pastizales. Además, la retroalimentación compleja entre el viento, la arena y los robles mantiene a este accidente geográfico, lo que indica que la restauración por medio del manejo de suelos no es probable. Nuestro hallazgo de que las dinámicas poblacionales de S. arenicolus dependen de la configuración de los accidentes geográficos sugiere que el fracaso en la consideración de los procesos de organización de los accidentes geográficos y sus efectos sobre las dinámicas poblacionales de las especies puede llevar a suposiciones incorrectas sobre las amenazas para las especies endémicas y el manejo inefectivo de hábitat para especies amenazadas o en peligro. Por esto, la conservación exitosa de estos sistemas y la biodiversidad que mantienen debe informarse con investigaciones que conecten estudios orientados a procesos sobre los accidentes geográficos auto-organizados con estudios de movimiento, comportamiento y demografía de especies que habiten en ellos. 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