Una nueva técnica de optimización podría ayudar a los biólogos conservacionistas a elegir las formas más rentables de conectar poblaciones aisladas de especies raras, amenazadas y en peligro de extinción que viven en áreas protegidas. A medida que la población humana crece y expande su huella, se mantiene la conectividad de los hábitats animalesun desafío: los corredores de hábitat son críticos para mantener a las especies de vida silvestre conectadas en todo el paisaje.
El nuevo método informático para la conservación de corredores representa el costo de adquisición de tierras y otros factores, como la capacidad de los animales para moverse a través de ciertos tipos de terreno. Se cree que la técnica es la primera en proporcionar una planificación optimizada de corredores para másde una especie a la vez, utilizando tecnología informática avanzada para considerar los costos y las compensaciones de múltiples opciones destinadas a mejorar la biodiversidad.
El método se ha utilizado para identificar conexiones rentables tanto para los glotones como para los osos pardos simultáneamente. Los investigadores dicen que podría tener una amplia aplicabilidad para proporcionar conexiones entre áreas protegidas a múltiples escalas, desde evaluar opciones de servidumbre local hasta desarrollar estrategias nacionales.
La investigación fue realizada por científicos del Instituto de Tecnología de Georgia, el Servicio de Investigación y Desarrollo del Servicio Forestal de los EE. UU., La Universidad de Cornell, la Universidad Estatal de Oregón y el Servicio Geológico de los EE. UU. Fue respaldada por la Fundación Nacional de Ciencias y el Servicio Forestal de los EE. UU. Detallesdel trabajo está programado para ser publicado más adelante esta semana en la revista Biología de la conservación .
"Este enfoque podría revolucionar el proceso de diseño de corredores", dijo el autor principal Bistra Dilkina, profesor asistente en la Escuela de Ciencia e Ingeniería Computacional de Georgia Tech. "Al incorporar los costos económicos y las necesidades de múltiples especies directamente en el proceso de planificación, permiteuna exploración sistemática de planes de conservación rentables e informa a los responsables de la formulación de políticas sobre las compensaciones tanto entre especies como entre costos y beneficios de conectividad ".
Hasta hace poco, la mayoría de los esfuerzos para garantizar la supervivencia de especies raras, amenazadas y en peligro de extinción implicaban crear áreas protegidas para ellos. Sin embargo, esas áreas no proporcionan una solución sostenible porque las poblaciones se aíslan y pierden diversidad genética. Por lo tanto, se hicieron esfuerzos paraconecta las áreas protegidas comprando y protegiendo los corredores naturales que los animales podrían usar para moverse de un área a otra, pero hasta ahora, esos corredores se habían seleccionado en función de la viabilidad o del camino que las especies consideren más importantes..
"Muchos esfuerzos han tratado de priorizar qué tierras intercambiar o comprar para conectar especies raras dadas las realidades biológicas y económicas; esta nueva investigación lidera el camino para optimizar el uso de recursos escasos para lograr conectividad esencial", dijo Michael Schwartz, director deel Centro Genómico Nacional para la Conservación de la Vida Silvestre y los Peces del Servicio Forestal de los EE. UU. y coautor del estudio: "Proporciona una solución transparente para optimizar la conectividad teniendo en cuenta la economía".
Para evaluar la nueva técnica, los investigadores utilizaron glotones y osos pardos en Montana como ejemplos de estudio de caso para demostrar que encontrar corredores óptimos para varias especies es posible, y ahora se puede hacer con un ahorro significativo de costos. El enfoque produjo corredores que estaban dentro de14 por ciento y 11 por ciento del mejor nivel de conectividad para osos grizzly y glotones, respectivamente, al tiempo que ahorra tres cuartos del costo. Se espera que este tipo de optimización de múltiples especies que incluye restricciones económicas del mundo real se convierta en un cambio de juegoen el mundo de la conservación, dijo Schwartz.
El programa de optimización se basa en la programación de enteros mixtos, una técnica que ha sido probada en muchas otras aplicaciones. En este caso, el programa puede considerar una gran cantidad de opciones, muchas más de las que los humanos podrían hacer solos. Dilkina dijo que una de lasLa sorpresa de la investigación fue la naturaleza altamente no lineal de los beneficios. En un caso, las opciones para proporcionar conectividad variaron en costo desde $ 3 millones hasta más de $ 30 millones. La opción de menor costo proporcionó vías que los animales probablemente no utilizarían, peroal agregar otros $ 1.5 millones a la opción de bajo costo, el corredor resultante se volvió casi tan bueno como la opción de mayor precio.
"A menudo hay un término medio y eso es lo que esta herramienta ayuda a encontrar con un diseño de corredor con presupuesto limitado", dijo Dilkina. "Podría haber muchos corredores que son casi óptimos desde un punto de vista ecológico, pero hay diferentes costos. Sinestas herramientas de optimización basadas en computadora, sería difícil encontrar la opción más razonable "
El programa de optimización utiliza datos sobre "resistencia al movimiento" para cada especie, una medida determinada por los biólogos conservacionistas. Otros datos incluyeron el costo de adquirir extensiones de tierra y la ubicación de áreas protegidas. Claire Montgomery, profesora del estado de OregónUniversidad, apoyó los aspectos económicos del estudio.
En principio, la técnica podría usarse para tener en cuenta las necesidades de más de las dos especies estudiadas hasta ahora. Pero si los ecologistas eligen cuidadosamente las especies "paraguas" que capturan las necesidades de múltiples especies, resolviendo el problema del corredor para grandes cantidades delas especies pueden no ser necesarias, dijo Dilkina.
señaló el reconocimiento de que muchas especies de vida silvestre necesitan más de un parche de tierra para persistir, es de vital importancia conservar los rastros de tierra para los corredores de migración de vida silvestre, señaló Schwartz. Esta investigación permitirá un camino claro para decisiones de ahorro de costos,una mejor focalización de las inversiones y, con suerte, una conservación más exitosa del hábitat a largo plazo.
El trabajo demuestra cómo la informática y la programación de optimización pueden tener aplicaciones en nuevas áreas como la sostenibilidad, señaló Carla Gomes, profesora de informática y ciencias de la información en la Universidad de Cornell y otra coautora. El Instituto de Sostenibilidad Computacional de Cornell recibió un NSF de $ 10 millonesPremio Expeditions in Computing que ayudó a apoyar la investigación de optimización.
"Este trabajo abre nuevas direcciones en términos de comprender las compensaciones para las diferentes especies", dijo Gomes. "Si podemos obtener síntesis en lugar de simplemente optimizar para una, es más eficiente".
En última instancia, los investigadores esperan producir una herramienta basada en computadora que pueda ponerse a disposición de organizaciones de conservación y biólogos para usar.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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