Fragmentació i invasions relació real o espúria?
Joan Pino, Ferran Rodà Maria Guirado Corina Basnou Xavier Font Joan Marull
Sessió conjunta CREAF-SCB-ICHN UAB, 3 de desembre de 2007
Camins alternatius per a les invasions?
Fragmentació + accessibilitat +relació perímetre/àrea
Freqüentació antròpica + pertorbació + pressió de propàguls
Invasions
Què condiciona una invasió? Característiques de les espècies
Característiques del procés d’invasió
Biologia i ecologia Climate matching
Mecanisme d’introducció Esforç d’introducció Temps transcorregut
Característiques dels hàbitats
Característiques del context
Invasibilitat intrínseca
Pautes del paisatge Pautes del context geogràfic Pressió antròpica
Exòtiques (invasores recents)
Qui són els invasors?
Nadiues d’altres hàbitats
Domesticades i ruderals (invasores antigues) Altres
Escala de regió: patrons generals Distribució de la riquesa d’espècies de plantes vasculars exòtiques a Catalunya, per UTM de 10x10 km Font: Base de dades FLORACAT
Nombre d’espècies 0-25 25-50 50-75 >75
Índex de connectivitat ecològica de Catalunya 1. Índex quantitatiu, continu i homogeni 2. A escala de pla (>1:50.000) 3. Coarse –filter 4. Orientat a la gestió 5. Part d’un sistema d’índexs per a l’AAE 6. Basat en la CHC
Índex de connectivitat ecològica Connectivitat molt baixa
Connectivitat molt alta
Bases conceptuals i metodològiques de l’ICE 1. Definim unes àrees focals a connectar -> àrees ecològiques funcionals (AEF), en funció de criteris topològics (mida i compacitat) que presumiblement sustenten la majoria dels processos ecològics i la biodiversitat i que en tot cas, representen una selecció del prioritari a conservar 2. Definim unes regles de connexió de les AEF: Afinitat dels hàbitats que contenen Efecte de les barreres antròpiques
Dos elements per al test Fragmentaci贸: AEF Connectivitat: ICE
AEF
ICE
Relacions febles, però significatives AEF (fragmentació)
140 120 100 80 60 40 20 0 30
40
50
60
70
80
90
100
Superfície de la UTM ocupada per AEF (%)
ICE (connectivitat)
120
Exòtiques per UTM
Exòtiques per UTM
160
100 80 60 40 20 0 0
2
4
6
ICE mitjà per UTM
8
10
140
140
120
120 Riquesa d'espècies
Riquesa d'espècies
Però…. la relació també és significativa amb la temperatura, l’heterogeneïtat del paisatge i l’antropització
100 80 60 40 20
100 80 60 40 20
0 0
5
10
15
0
20
0,0
Temperatura mitjana anual (ºC)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Diversitat de cobertes (I Shannon) 140
•les més calentes •les més antropitzades •les més heterogènies
120 Riquesa d'espècies
… i les àrees més fragmentades de Catalunya (costa) coincideixen amb
100 80 60 40 20 0 0,0
0,1
0,2
0,3 Proporció d'urbà
0,4
0,5
0,6
Escala de paisatge: fragmentació i freqüentació als boscos de la plana del Vallès Contribució relativa de: •les variables físiques i biològiques •l’acció antròpica •l’estructura del paisatge •la història del paisatge
Sant Celoni
sobre la riquesa i composició de: • plantes de sotabosc • formigues • ocells Sabadell
N
0
5 km
Els invasors del bosc (I) 1. Espècies sinantròpiques o antropòfiles (plantes nadiues, domèstiques naturalitzades, exòtiques, ocells agro-urbans)
Els invasors del bosc (II) 2. Plantes nadiues no estrictament de bosc ni ruderals, ocells de medis arbrats oberts
3. L’espècie humana
Mostreig de les clapes de bosc aïllades 252 parcel·les situades a l’atzar
Buffer 10 m
M. Guirado (2005). Fragmentation and human disturbance in peri.-urban forests. Effects on vascular flora (tesi doctoral)
Mètodes de camp
Plantes Formigues 50 m 10 m
• 252 parcel·les distribuïdes a l’atzar Ocells
Enregistrar: dades de presència-absència de • Plantes vasculars del sotabosc (parcel·la 100 m2) • Formigues (parcel·la 100 m2) • Ocells, estacions d’escolta durant l’època de cria (parcel·la 0,8 ha) Recollir dades in situ de Cobertura de les principals espècies arbòries (Pinus spp, Quercus spp) Evidència de freqüentació (baixa, mitjana, alta) Evidència de gestió forestal (recent, no recent)
1. Tractament factor per factor, utilitzant categories discretes de mida de clapa
SuperfĂcie (ha)
Nombre de clapes
% sobre el nombre total de clapes
% sobre la superfĂcie total de clapes
<7
2494
96,1
33,5
7-35
81
3,1
27,1
35-250
19
0,7
39,4
2594
100
100
Total
Fragmentació: Respostes de la riquesa d’espècies per parcel·la a la mida de la clapa de bosc
Canvi relatiu en clapes grans vs. petites (%)
70 50 30
**
Ocells de bosc: + 33% Ocells de mosaic: - 24% Ocells agro-urbans: - 57%
**
15
*
11
56
*
14
10 -10 -30
P=0,065 Ocells
Plantes (totes)
Plantes de Plantes de bosc matollars-prats -23 Plantes sinantròpiques
Freqüentació
Augment relatiu en parcel·les de freqüentació alta vs. baixa (%)
0
10
20
Ocells de mosaics agroforestals
30
40
50
60
70
80
90
64 *** ***
Ocells agro-urbans Totes les plantes Plantes de bosc Plantes de matollars i prats Plantes sinantròpiques
320 ***
10 ** ns 7 ns 69 ***
** 78 **
La freqüentació varia amb la mida de la clapa de bosc 80
Les clapes grans són menys freqüentades
% de les parcel·les
70
χ2: P = 0.013
Freqüentació humana
60
Freqüentació baixa “Baixa”
50
Freqüentació “Mitjana” mitjana Freqüentació alta “Alta”
40 30 20 10 0
<7
7-35
Mida de la clapa de bosc (ha)
35-218
2. Tractament continu i multifactorial per al cas de les plantes Variables
Condicions de lloc (parcel·la)
Estructura del paisatge (clapa i paisatge)
Altitud (m)
Àrea de la clapa de bosc (ha)
UTM X
Dimensió fractal (forma)
UTM Y
Distància al marge del bosc (m)
Percentatge de cobertura de Quercus spp
Connectivitat (I): quantitat de bosc en un radi de 500 m (ha)
Freqüentació antròpica (baixa=1, alta=2)
Connectivitat (II): àrea total dels boscos (ha) a 500 m o menys
Gestió forestal recent (recent=1, no recent=2)
Perímetre de bosc ocupat per carreteres (%) Perímetre de bosc ocupat per àrees urbanes (%) Perímetre de bosc ocupat per matollars i prats (%) Perímetre de bosc ocupat per conreus (%) Distància a les vies principals (m) Distància a les vies secundàries (m) Distància a vials no asfaltats (pistes, m) Pressió humana potencial
Dinàmica del paisatge (clapa) Canvis en les clapes de bosc entre 1956 i2000 (fragmentació, manteniment, nova clapa)
Espècies nadiues: riquesa per parcel·la (models lineals generals) Variables dependents (r2 ajustada i significació del model)
β
t
P
Espècies estrictament de bosc (F(2,242)=2.967, r2=0.0659, P <0.001) Cobertura (%) de Quercus spp
0.149
2.391
*
Distància a vies no asfaltades
0.131
1.984
*
Cobertura (%) de Quercus spp
-0.300
-5.089
***
Distància a les vies principals
0.228
4.826
***
Espècies de brolla-prat (F(7,244)=8.259, r2=0.168, P <0.05)
Espècies sinantròpiques: riquesa per parcel·la (model lineal general) Variables dependents (r2 ajustada i significació del model)
β
t
P
-0.300
-5.304
***
0.288
3.797
***
Gestió forestal recent
-0.235
4.264
***
Connectivitat: quantitat de bosc en 500 m
-0.230
-3.174
**
Pressió humana potencial
0.215
3.848
***
Freqüentació
0.145
2.514
*
-0.211
-3.418
***
Espècies sinantròpiques (F(12,239)=9.043, r2=0.278, P <0.001) Cobertura (%) de Quercus spp Mida del bosc
Distància al marge
Freqüentació antròpica (regressió logística múltiple) Variable
Estadístic de Wald
P
Estructura de clapa i paisatge Àrea de la clapa
0.187
0.662
Distància al marge
(-) 11.259
<0.001
Distància a les vies principals
2.401
0.119
Distància a les vies secundàries
2.676
0.099
Distància a les pistes
(-) 4.604
0.026
Pressió humana potencial
0.841
0.340
UTMX
(-) 15.008
<0.001
UTMY
5.946
0.013
Cobertura de Quercus
2.254
0.132
Cobertura de Pinus
1.278
0.257
***
**
Condicions de lloc ***
Comparació de clapes aïllades amb grans àrees forestals adjacents 10 en 2 grans àrees (> 18000 ha) 20 localitats
10 Zones urbanes 10 Conreus
10 clapes (8-90 ha)
Comparació de clapes aïllades amb grans àrees forestals adjacents 10 en 2 grans àrees (> 18000 ha)
10 Zones urbanes
20 localitats
10 Conreus 10 clapes (8-90 ha)
A
bosc
B C D
cultiu o urbà
C
B A
100 m 50 m 10 m
A
D
B
100
500 m
m2
C
D
3 transectes
Plantes vasculars Æ classificació en grups Freqüentació (alta-baixa)
Les clapes de bosc difereixen de les grans àrees forestals en la composició florística del sotabosc Ordenació (NMS) de les parcel·les en funció de la composició florística
Bosc continu
Eix 2
Espècies sinantròpiques
Clapes
Clapes de bosc: + riquesa spp. sinantròpiques - riquesa spp. de bosc rares = riquesa total
Eix 1 Espècies de matollars-prats
Efectes combinats del tipus de bosc, de la distància al marge i dels usos adjacents sobre la riquesa de sinantròpiques
3
a ab
2
b
1
Interacció de l’ús de sòl adjacent i el tipus del bosc
0 10 m
50 m
100 m
Distància al marge
À Àrees urbanes Conreus
Riquesa d'espècies sinantròpiques
Riquesa d'espècies sinantròpiques per parcel·la
Efecte marge en la distribució de plantes sinantròpiques
3
b b
b
2
1
a
0
Grans boscos
Clapes
La freqüentació antròpica reprodueix els patrons de la riquesa de sinantròpiques La freqüentació alta disminueix en augmentar la distància a zones urbanes La freqüentació alta és més petita en boscos adjacents a conreus
20 15 10
100
5
80
Àrees urbanes Conreus
0 10 m
50 m
100 m
Distància al marge
Nº de parcel·les
Nº de parcel·les freqüentació alta
25
60 40 20 0 Baixa
Alta
Freqüentació
Resum: fragmentació, freqüentació i invasió 1. Quan s’examinen només les taques aïllades de la plana: Efectes de la fragmentació fortament modulats per la freqüentació i la transformació antròpica del paisatge Anàlisis multifactorials
Fragmentació Plantes sinantròpiques
Mida Connectivitat Dist. marge
Plantes de brolla i prat
Transformació antròpica del paisatge
Freqüentació antròpica
Condició de lloc
Pressió humana potencial
Freqüentació Gestió recent
Quercus
Distancia a vies
Quercus
Ocells agro-urbans
Mida Dist. marge
nd
Freqüentació
Ocells agroforestals
Mida Dist. marge
nd
Freqüentació
Freqüentació antròpica
Dist. marge
Distància a pistes
UTMx
2. Quan es comparen les taques aïllades de la plana i les grans àrees forestals de les serres adjacents: El grau de fragmentació apareix com un factor determinant, però … l’estudi engloba dues realitats territorials diferents, amb la transformació antròpica i la freqüentació com a trets diferencials Riquesa de plantes sinantròpiques: •Més alta a les clapes aïllades •Relació negativa amb la distància al marge •Efecte del context immediat (freqüentació) Riquesa de plantes de brolla i prat: •Relació nul·la amb el tipus de bosc
Freqüentació antròpica: Reprodueix els mateixos patrons que la riquesa de sinantròpiques (relació causa-efecte?)
Una hipòtesi per a territoris metropolitans Fragmentació del bosc
Transformació antròpica del paisatge
+ accessibilitat +relació perímetre/àrea - connectivitat
+ accessibilitat +pressió potencial +artificialització
Freqüentació antròpica + pertorbació + pressió de propàguls
Invasions