Conservation practitioners have long recognized ecological connectivity as a global priority for preserving biodiversity and ecosystem function. In the early years of conservation science, ecologists extended principles of island biogeography to assess connectivity based on source patch proximity and other metrics derived from binary maps of habitat. From 2006 to 2008, the late Brad McRae introduced circuit theory as an alternative approach to model gene flow and the dispersal or movement routes of organisms. He posited concepts and metrics from electrical circuit theory as a robust way to quantify movement across multiple possible paths in a landscape, not just a single least-cost path or corridor. Circuit theory offers many theoretical, conceptual, and practical linkages to conservation science. We reviewed 459 recent studies citing circuit theory or the open-source software Circuitscape. We focused on applications of circuit theory to the science and practice of connectivity conservation, including topics in landscape and population genetics, movement and dispersal paths of organisms, anthropogenic barriers to connectivity, fire behavior, water flow, and ecosystem services. Circuit theory is likely to have an effect on conservation science and practitioners through improved insights into landscape dynamics, animal movement, and habitat-use studies and through the development of new software tools for data analysis and visualization. The influence of circuit theory on conservation comes from the theoretical basis and elegance of the approach and the powerful collaborations and active user community that have emerged. Circuit theory provides a springboard for ecological understanding and will remain an important conservation tool for researchers and practitioners around the globe.
Aplicaciones de la Teoría de Circuitos a la Conservación y a la Ciencia de la Conectividad Resumen Quienes practican la conservación han reconocido durante mucho tiempo que la conectividad ecológica es una prioridad mundial para la preservación de la biodiversidad y el funcionamiento del ecosistema. Durante los primeros años de la ciencia de la conservación los ecólogos difundieron los principios de la biografía de islas para evaluar la conectividad con base en la proximidad entre el origen y el fragmento, así como otras medidas derivadas de los mapas binarios de los hábitats. Entre 2006 y 2008 el fallecido Brad McRae introdujo la teoría de circuitos como una estrategia alternativa para modelar el flujo génico y la dispersión o las rutas de movimiento de los organismos. McRae propuso conceptos y medidas de la teoría de circuitos eléctricos como una manera robusta para cuantificar el movimiento a lo largo de múltiples caminos posibles en un paisaje, no solamente a lo largo de un camino o corredor de menor costo. La teoría de circuitos ofrece muchos enlaces teóricos, conceptuales y prácticos con la ciencia de la conservación. Revisamos 459 estudios recientes que citan la teoría de circuitos o el software de fuente abierta Circuitscape. Nos enfocamos en las aplicaciones de la teoría de circuitos a la ciencia y a la práctica de la conservación de la conectividad, incluyendo temas como la genética poblacional y del paisaje, movimiento y caminos de dispersión de los organismos, barreras antropogénicas de la conectividad, comportamiento ante incendios, flujo del agua, y servicios ambientales. La teoría de circuitos probablemente tenga un efecto sobre la ciencia de la conservación y quienes la practican por medio de una percepción mejorada de las dinámicas del paisaje, el movimiento animal, y los estudios de uso de hábitat, y por medio del desarrollo de nuevas herramientas de software para el análisis de datos y su visualización. La influencia de la teoría de circuitos sobre la conservación viene de la base teórica y la elegancia de la estrategia y de las colaboraciones fuertes y la comunidad activa de usuarios que han surgido recientemente. La teoría de circuitos proporciona un trampolín para el entendimiento ecológico y seguirá siendo una importante herramienta de conservación para los investigadores y practicantes en todo el mundo.
保护实践者长期以来一直将生态连接度视为保护生物多样性和生态系统功能的当务之急。在保护科学发展早期, 生态学家将岛屿生物地理学的原理进行扩展, 基于源斑块邻近度和其它来自二元生境图的指标来评估连接度。2006 年到2008 年, 已故的Brad McRae 引入了电路理论, 作为模拟基因流和生物体扩散或移动路径的新方法。他用电路理论中的概念和指标开发了一种稳健的方法来量化景观中多种可能的移动路径, 而这不只是一条最低成本的路径或廊道。电路理论为保护科学提供了许多理论、概念和实践方面的联系。我们综述了近期引用电路理论或是开源软件Circuitscape的459 项研究, 重点关注电路理论在连接度保护科学与实践中的应用, 包括景观和种群遗传学、生物体运动和扩散路径、连接度的人为障碍、火灾、水流和生态系统服务等问题。电路理论通过帮助理解景观动力学、动物移动和生境利用研究, 以及开发新的数据分析和可视化软件工具, 影响着保护科学和实践者。电路理论对保护的影响来自于该方法的理论基础和优雅性, 以及现已出现的强大的合作队伍和活跃的用户群体。电路理论为生态学理解提供了跳板, 并将继续作为全球研究人员和实践者的重要保护工具。翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚.
Keywords: barreras; barriers; corredores; corridors; corriente eléctrica; dispersal; dispersión; ecological flow; electrical current; flujo ecológico; genética del paisaje; landscape genetics; 廊道; 扩散; 景观; 生态流; 电路模型; 障碍.
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