Integrating functional connectivity and fire management for better conservation outcomes

Conserv Biol. 2020 Jun;34(3):550-560. doi: 10.1111/cobi.13446. Epub 2020 Feb 25.

Abstract

Globally, the mean abundance of terrestrial animals has fallen by 50% since 1970, and populations face ongoing threats associated with habitat loss, fragmentation, climate change, and disturbance. Climate change can influence the quality of remaining habitat directly and indirectly by precipitating increases in the extent, frequency, and severity of natural disturbances, such as fire. Species face the combined threats of habitat clearance, changing climates, and altered disturbance regimes, each of which may interact and have cascading impacts on animal populations. Typically, conservation agencies are limited in their capacity to mitigate rates of habitat clearance, habitat fragmentation, or climate change, yet fire management is increasingly used worldwide to reduce wildfire risk and achieve conservation outcomes. A popular approach to ecological fire management involves the creation of fire mosaics to promote animal diversity. However, this strategy has 2 fundamental limitations: the effect of fire on animal movement within or among habitat patches is not considered and the implications of the current fire regime for long-term population persistence are overlooked. Spatial and temporal patterns in fire history can influence animal movement, which is essential to the survival of individual animals, maintenance of genetic diversity, and persistence of populations, species, and ecosystems. We argue that there is rich potential for fire managers to manipulate animal movement patterns; enhance functional connectivity, gene flow, and genetic diversity; and increase the capacity of populations to persist under shifting environmental conditions. Recent methodological advances, such as spatiotemporal connectivity modeling, spatially explicit individual-based simulation, and fire-regime modeling can be integrated to achieve better outcomes for biodiversity in human-modified, fire-prone landscapes. Article impact statement: Land managers may conserve populations by using fire to sustain or enhance functional connectivity.

Integración de la Conectividad Funcional y el Manejo de Incendios para Mejores Resultados de Conservación Resumen La abundancia media de animales terrestres ha disminuido en un 50% desde 1970 en todo el mundo y las poblaciones de animales enfrentan amenazas continuas asociadas con la pérdida del hábitat, la fragmentación, el cambio climático y la perturbación. El cambio climático puede influir directa e indirectamente sobre la calidad de los hábitats permanecientes al precipitar incrementos en la extensión, frecuencia y severidad de la perturbación natural, como por ejemplo los incendios. Las especies enfrentan las amenazas combinadas de la modificación de hábitats, climas cambiantes y regímenes alterados de perturbación, cada uno de los cuales puede interactuar con los otros y tener impactos en cascada sobre las poblaciones animales. Habitualmente, las agencias de conservación tienen capacidades limitadas para mitigar las tasas de alteración de hábitats, fragmentación del hábitat o cambio climático. A pesar de esto, el manejo de incendios cada vez se usa más a nivel mundial para reducir el riesgo de incendios forestales y para producir resultados de conservación. Una estrategia popular para el manejo de incendios ecológicos involucra la creación de mosaicos de incendios para promover la diversidad de animales. Sin embargo, esta estrategia tiene dos limitaciones fundamentales: no considera el efecto del fuego sobre el movimiento de los animales dentro o entre los fragmentos de hábitat y pasa por alto las implicaciones del régimen actual de incendios para la persistencia a largo plazo de la población. Los patrones espaciales y temporales en la historia de los incendios pueden influir sobre el movimiento animal, lo cual es esencial para la supervivencia de los animales individuales, el mantenimiento de la diversidad genética y la persistencia de las poblaciones, especies y ecosistemas. Argumentamos que existe un amplio potencial para que los manejadores de incendios manipulen los patrones de movimiento de los animales; mejoren la conectividad funcional, el flujo génico y la diversidad genética; e incrementen la capacidad de las poblaciones de persistir bajo condiciones ambientales cambiantes. Los avances metodológicos recientes, como el modelado de la conectividad espaciotemporal, la simulación espacial basada en individuos y el modelado de regímenes de incendios, pueden integrarse para obtener mejores resultados para la biodiversidad en paisajes propensos a incendios y modificados por el humano.

自1970 年以来, 全球陆生动物的平均丰度已下降 50%, 且陆生动物种群正面临着栖息地丧失及破碎化、气候变化和干扰等因素引起的持续威胁。气候变化可能导致自然干扰 (如火灾) 范围扩大、频率增加和严重程度加剧, 从而直接或间接地影响现存栖息地的质量。而物种则面临着栖息地消失、气候变化和干扰状况变化的共同威胁, 且每种威胁因素都可能相互作用并对动物种群产生级联影响。通常情况下, 保护机构在减缓栖息地丧失、栖息地破碎化或气候变化影响的方面能力有限, 但全球范围内已有越来越多保护机构在利用林火管理来降低野火风险并达到保护成效。生态林火管理的常用方法包括在镶嵌斑块中制造林火以提高动物的多样性。然而, 这一策略有两个基本的局限性:一是没有考虑火灾对栖息地斑块内或斑块间动物运动的影响, 同时忽视了火情对动物种群长期续存的影响。林火历史的时空模式可以影响动物的运动, 这对动物的个体存活、遗传多样性维持以及种群、物种和生态系统的续存都至关重要。我们认为林火管理者有很大潜力来操控动物的运动模式, 提高功能连接度、基因流和遗传多样性, 提高种群在不断变化的环境条件下续存的能力。近年来方法上的进展, 如时空连接度建模、基于个体的空间显式模拟和火情建模等, 都可以整合在一起, 从而更好地保护人类主导、有火灾风险的景观中的生物多样性。【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.

Keywords: 动物, 破碎化, 干扰, 土地管理, 土地利用变化; animales; animals; cambio en el uso de suelo; disturbance; fragmentación; fragmentation; land management; land-use change; manejo del suelo; perturbación.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Biodiversity
  • Climate Change
  • Conservation of Natural Resources
  • Ecosystem*
  • Fires*
  • Humans