Onderzoeksproject EV/16 (Onderzoeksactie EV)
Het verlies en het isolement van habitats, gepaard met de conversie van grond voor menselijke activiteiten, worden erkend als de voornaamste drijvende kracht achter de dramatische vermindering van de biodiversiteit op Aarde.
De traditionele kleinschalige inspanningen voor het behoud -gericht op soorten of plaatsen- werden onlangs bestempeld als zeer ontoereikend voor het duurzame behoud van het gros van de biodiversiteit. Als gevolg heeft de biologie van het behoud zich gericht op benaderingen op landschapsniveau, met inbegrip van ecologische netwerken.
Er is een duidelijke behoefte aan een solide en wetenschappelijke procedure voor de evaluatie van de efficiëntie van verschillende scenario's van behoudsnetwerken voor een reeks soorten (doelwitten) en hun habitats.
Dispersie werd voorheen grotendeels beschouwd vanuit het standpunt van de bronbevolking, dus als een vorm van mortaliteit. Tegenwoordig wordt dit erkend als een belangrijk proces om gefragmenteerde populaties te helpen lokale extinctie te overwinnen, waarvan de probabiliteit toeneemt met het krimpen van de habitatvlek. Een model maken van de dynamiek van een metapopulatie is een grote wetenschappelijke uitdaging, met als doel de leefbaarheid te schatten in bijzondere omstandigheden. Dergelijke modellen moeten de kenmerken van de soort en de kenmerken van het landschap integreren: ze worden "ruimtelijk expliciet" genoemd. De huidige modellen van metapopulaties behandelen het landschap als een kaart waarop elk puntje (pixel op de kaart) ofwel bewoonbaar is (habitatvlek) of niet (matrix rond habitatvlekken; men veronderstelt dat de dispersie door deze matrix kan gebeuren - de connectiviteit is niet onbestaand). Deze modellen houden over het algemeen ook geen rekening met de lokale dynamiek van populaties, zodat de dynamiek van de metapopulatie niet afhangt van de extinctie- en rekolonisatiesnelheden.
Het doel van dit project is een ruimtelijk realistische aanpak toe te passen voor de uitwerking van een model en in de modellen van metapopulaties de lokale dynamiek van populaties op te nemen.
Dit betekent enerzijds dat de structuur van het landschap aan de basis van het model een werkelijk doelgebied is; de habitatvlekken zullen over deze zone verdeeld worden en een connectiviteitsindex zal berekend worden en gekarteerd met behulp van een Geografisch Informatiesysteem op basis van gegevens over bodembezetting en andere relevante milieuvariabelen. De connectiviteitsindex ontwikkeld door het team van de UA zal toegepast worden en de expertise op gebied van GIS van het team van de UCL zal bijdragen tot de uitwerking van een relevante landschapskaart.
Anderzijds heeft de studie op lange termijn van de twee teams over vlinder- en knaagdierpopulaties reeds zeer belangrijke gegevens opgeleverd, waarmee precieze modellen gemaakt kunnen worden van de demografie van deze soorten. Het team van de UCL is gespecialiseerd in de analyse van gegevens verkregen door Vangen-Merken-Opnieuw vangen.
Ten slotte is een belangrijk ingrediënt van modellen van metapopulaties de dispersiesnelheid. Deze is echter uiterst moeilijk te evalueren, zelfs als men radio-opsporingsmethoden gebruikt -omdat dispersie een zeldzame gebeurtenis is. Het team van de UA is deskundig in moleculaire genetische technieken waarmee de dispersie in de bestudeerde populaties bepaald zal kunnen worden.
Het verhoopte resultaat van dit project is een schatting van de levensverwachting van de metapopulaties, van de probabiliteit van hun overleving over lange periodes (100 jaar) en van het risico van verlies van genetische variabiliteit, bij verschillende scenario's van habitatherstel, om richtlijnen en criteria te leveren voor de evaluatie van de capaciteit van een landschap om de biodiversiteit te behouden.
Methodologie
1. Populatiedynamiek: standaard merk-hervangst methoden worden toegepast, met technische aanpassingen voor elke doelsoort.
2. Beschrijving van populatiedynamiek: demografische parameters (overleving, recrutering) van populaties in lokale habitatplekken worden geschat met «high-tech» methodes (constrained linear models), gebaseerd op probabilistische modellen van merk-hervangst data.
3. Schatting van dispersiekansen: voor bepaalde soorten (vlinders) volstaan directe observaties van uitwisseling tussen habitatplekken. voor zoogdieren kunnen anecdotische radiotracking data gebruikt worden, maar baseren we ons vooral op moleculaire technieken om immigranten te identificeren door hun genetische "signatuur"te vergelijken met de genotypes in de lokale populatie.
4. Evaluatie van connectiviteit en habitatkwaliteit. Fysische kenmerken en vegetaties van de doelgebieden worden gekarteerd. In een GIS omgeving worden data over bezetting van habitatplekken gecombineerd met connectiviteitsmodellering ("cost distance") om kaarten te genereren die habitatkwaliteit en landschapsweerstand (t.o.v. verplaatsingen tussen plekken) te produceren voor elke doelsoort. Deze kaarten worden in ruimtelijk explicieten modellen ingevoerd die de dynamiek van de soorten in de doelgebieden simuleren.
Interacties tussen de verschillende partners
Dit project is duidelijk interdisciplinair. De UIA and UCL teams hebben internationaal erkende complementaire expertise die in dit project worden samengevoegd, met inbegrip van wederzijdse trainingssessies. Specifieke UIA expertise omvat moleculaire technieken en cost-distance modellering. De UCL heeft expertise in de schatting van demografische parameters en population viability analysis. Beide teams beschikken over lange-termijn data van diverse soorten (vlinders, knaagdieren) in meerdere gebieden, die in dit project gebruikt worden.
Verwachte resultaten en/of producten
De verwachte output van dit project is een instrument om tijd tot metapopulatie extinctie, kans op lange-termijn overleving (100 jaar) en verlies van genetische variatie te schatten onder diverse scenarios van habitatherstel, teneinde aanbevelingen en criteria te formuleren om de "kwaliteit" van landschappen voor behoud van biodiversiteit te evalueren.
De voorgestelde methodologie leidt niet tot een algemene oplossing van de biodiversiteitsproblematiek op landschapsschaal. Een landschap moet geschikt zijn om een duurzaam ecosysteem te dragen, en niet enkel leefbaar zijn voor symboolsoorten. Deze oefening moet uitgevoerd worden voor een reeks aan soorten die alle functionele componenten van het ecologische web omvat. Het beste scenario voor een soort kan suboptimaal zijn voor een andere, zodat het globaal beste scenario noodzakelijk een compromis inhoudt. Een mogelijkheid om dergelijke compromissen uit te werken is het uittesten van het concept van "desirability functions" zoals gebruikt in statistische analyses voor het vinden van experimentele condities die een multivariate respons optimaliseren. Dit project is een eerste stap in deze richting.
Partners
Activiteiten
Eric Le Boulengé: Deze groep tracht onderlinge processen van (meta)populatiedynamiek te begrijpen en modelleren, en is gespecialiseerd in de schatting van demografische parameters, experimentele planning, analysemethoden en veldtechnieken.
Michel Baguette: Sinds 1994 heeft deze groep verschillende projecten opgestart op populatie-ecologie en genetica van verschillende taxa in hun natuurlijke habitats. De algemene doelstelling is om mechanismen te onderzoeken waardoor populaties zich aanpassen aan veranderende selectiedrukken in een heterogene omgeving.
Erik Matthysen: Deze groep onderzoekt de wijze waarop dierpopulaties functioneren met bijzondere aandacht voor de interactie tussen processen op individueel en populatieniveau. Fundamental onderzoeksproblemen zijn gericht op adaptatie in gedrags- en ecologische kenmerken, en op processen van micro-evolutie. Meer toegepaste projecten behandelen de impact van omgevingsveranderingen op natuurlijke populaties.
Coördinaten
Eric le Boulengé
Biodiversity Research Centre - Environmetry and Geomatics Unit,
Place Croix du Sud, 2, B.P. 16, B-1348 Louvain-la-Neuve
leboulenge@enge.ucl.ac.be
Michel Baguette
Biodiversity Research Centre - Ecology and Biogeography Unit
Place Croix du Sud, 4, B-1348 Louvain-la-Neuve
baguette@ecol.ucl.ac.be
Erik Matthysen
Universiteit Antwerpen - Departement Biologie - Onderzoeksgroep Dierenecologie
B-2610 Antwerpen
matthys@uia.ac.be
Gebruikerscomité
Prof. dr. Paul Opdam
ALTERRA, Research Institute voor de Groene Ruimte
Postbus 47, NL-6700 AA Wageningen (Nederland)
p.f.m.opdam@alterra.wag-ur.nl
Dr Geert De Blust
Instituut voor Natuurbehoud
Kliniekstraat 25, B-1070 Brussel
geert.de.blust@instnat.be
Dr Marc Dufrêne
Research Centre on Nature, Forests and Wood
Avenue Maréchal Juin, 23, B-5030 Gembloux
M.Dufrene@mrw.wallonie.be
