Fragmentación y disponibilidad de hábitat boscoso de especies nativas en un área Premium del Hotspot chileno

Abstract

El conocimiento del estado de fragmentación y transformación de un paisaje boscoso es crucial para una adecuada planificación y conservación de la biodiversidad. En Chile se encuentra uno de los hotspot mundiales de biodiversidad; dentro de este, se encuentra la Cordillera de Nahuelbuta, la cual es considerada reserva mundial de la biodiversidad y área de alto valor de conservación, donde históricamente se ha mantenido una intensa presión antrópica. A pesar de ello, no se cuenta con información precisa sobre el grado de transformación de su paisaje, ni de la fragmentación de sus bosques naturales, por lo tanto, no se tiene real conocimiento de la disponibilidad de hábitat nativo y el riesgo de extinción local que enfrentan poblaciones de especies amenazadas. Dado que la fragmentación del paisaje tiene efectos en los diferentes niveles de organización ecológica, resulta necesario evaluar los patrones de fragmentación no solo a escala de paisaje, sino también a escala de parche. Igualmente, en el contexto de la planificación territorial para la conservación de la biodiversidad es importante saber los efectos de la fragmentación a escala de parche para poder identificar aquellos parches que requieren acciones de restauración, protección o conservación, ya que no es económica, ni técnicamente viable proteger todos los ecosistemas naturales del paisaje. Los objetivos de la presente investigación fueron: i) evaluar el estado de transformación del paisaje y de los bosques nativos en la Cordillera, y relacionar tales cambios con la persistencia de varias especies de flora y fauna amenazadas, dependientes de hábitats de bosque nativo, ii) evaluar el estado de fragmentación de la Cordillera mediante el desarrollo de un índice integrado de fragmentación a escala de parche que integre métricas representativas de la calidad, borde, contexto del parche y conectividad entre parches de hábitat en el paisaje, y además sea susceptible al análisis en función de la respuesta de las especies ante los procesos de la fragmentación, y iii) evaluar los cambios espacio-temporales en los hábitat disponibles en el paisaje de la Cordillera para especies de flora y fauna amenazadas de la Lista Roja de Chile mediante modelos de distribución de especies. A partir de imágenes Landsat de los años 1986 y 2011, se generaron mapas temáticos de usos del suelo, lo cuales fueron empleados para alcanzar los objetivos plantados. Los modelos de distribución de especies se realizaron por medio del software Maxent. Para evitar errores de modelos generados por evaluaciones automatizadas en Maxent y reducir el sobreajuste a la información existente se empleó el paquete ENMeval en R statistical. Se observó una pérdida de bosque nativo de 33 % en 25 años, asociada principalmente a la sustitución por plantaciones forestales. Los cambios en los patrones espaciales de las coberturas y usos del suelo revelan una profunda transformación del paisaje y una fragmentación avanzada de los bosques nativos. El índice de fragmentación del paisaje a escala de parche permitió establecer que el 55 % de los parches boscosos remanentes al 2011 presentan un contraste superior al 60 %, baja disponibilidad de hábitat núcleo y formas irregulares, estando solo el 1,3 % de la cobertura boscosa en parches con condiciones de calidad de hábitat. La reducción y baja disponibilidad de hábitat en las áreas de distribución en la Cordillera de Nahuelbuta de las especies amenazadas de flora A. araucana, P. punctata, C. mucronata y P. andina, y de fauna L. fulvipes C. magellanicus, L. guigna y P. pudu, podría contribuir a incrementar sustancialmente su riesgo de extinción local, más aun si se considera su baja densidad poblacional y disminución continua, requerimientos ecológicos y la poca protección ecosistémica en el área de estudio. Igualmente el patrón de pérdida de bosque nativo puede estar afectando las poblaciones de las especies Casi Amenazadas P. concolor y D. gliroides. De continuar la trayectoria en el paisaje estudiado y careciendo de medidas en la planificación y gestión para la conservación, protección y restauración de ecosistemas boscosos, se esperaría a futuro una pérdida considerable de cobertura boscosa y la extinción local de especies amenazadas. Por ultimo, se sugiere la implementación de manera urgente de estrategias para la planificación de la conservación en la Cordillera de Nahuelbuta que impliquen: restauración de ecosistemas degradados, conectividad de fragmentos boscosos en el paisaje, conservación de especies amenazadas en el paisaje, actualización de sitios prioritarios para la conservación de la biodiversidad, implementación de nuevas áreas protegidas y análisis de los impactos ecológicos de pérdida de hábitat en especies y comunidades de flora y fauna.

Knowledge of the state of fragmentation and transformation of a wooded landscape is crucial for proper planning and conservation of biodiversity. In Chile, there is one of the world’s biodiversity hotspots; within this, is the Nahuelbuta Mountain Range, which is considered a world reserve of biodiversity and an area of high conservation value, where historically an intense anthropic pressure has been maintained. Despite this, there is no precise information on the degree of transformation of its landscape, or the fragmentation of its natural forests, therefore, there is no real knowledge of the availability of native habitat and the risk of local extinction that face populations of threatened species. Given that the fragmentation of the landscape has effects on the different levels of ecological organization, it is necessary to evaluate the fragmentation patterns not only at the landscape scale, but also at the patch scale. Likewise, in the context of territorial planning for the conservation of biodiversity, it is important to know the effects of patch-scale fragmentation in order to identify those patches that require restoration, protection or conservation actions, since they are not economically or technically viable to protect all the natural ecosystems of the landscape. The objectives of the present investigation were: i) to evaluate the state of transformation of the landscape and of the native forests in the mountain range, and to relate such changes with the persistence of several threatened species of flora and fauna, dependent on habitats of native forest, ii) assess the fragmentation status of the mountain range by developing a patch-scale integrated fragmentation index that integrates representative metrics of quality, edge, patch context and connectivity between habitat patches in the landscape, and is also susceptible to analysis in function of the response of the species to the processes of fragmentation, and iii) to evaluate the spatio-temporal changes in the available habitats in the landscape of the mountain range for threatened species of flora and fauna of the Red List of Chile through models of distribution of species. From Landsat images of the years 1986 and 2011, thematic maps of soil uses were generated, which were used to achieve the planted objectives. The species distribution models were made using the Maxent software. To avoid errors of models generated by automated evaluations in Maxent and reduce the overfitting of the existing information, the ENMeval package in R statistical was used. A loss of native forest of 33 % was observed in 25 years, mainly associated whit the substitution by forest plantations. Changes in the spatial patterns of soil cover and soil use reveal a profound transformation of the landscape and an advanced fragmentation of native forests. The index of fragmentation of the landscape at scale of patch allowed to establish that 55 % of the forest patches remaining to 2011 present a contrast superior to 60 %, low availability of nucleus habitat and irregular forms, being only 1.3 % of the coverage forest in patches with habitat quality conditions. The reduction and low availability of habitat in the distribution areas in the Nahuelbuta mountain range of threatened species of flora A. araucana, P. punctata, C. mucronata y P. andina, and fauna L. fulvipes C. magellanicus, L. guigna y P. pudu, could contribute to substantially increase the risk of local extinction, even more if one considers its low population density and continuous decrease, ecological requirements and the little ecosystem protection in the study area. Likewise, the pattern of loss of native forest may be affecting the populations of the Near Threatened species P. concolor y D. gliroides. If continues the trajectory in the studied landscape and there are no measures in the planning and management for the conservation, protection and restoration of forest ecosystems, a considerable loss of forest cover and the local extinction of endangered species would in the future be expected. Finally, it is suggested the urgent implementation of strategies for conservation planning in the Nahuelbuta Mountain Range that involve: restoration of degraded ecosystems, connectivity of forest fragments in the landscape, conservation of threatened species in the landscape, updating of sites priorities for the conservation of biodiversity, implementation of new protected areas and analysis of the ecological impacts of habitat loss in species of flora and fauna communities.