Mapeo del continente: modelado de conectividad SIG con Alex Vanko

En la intersección de la tecnología, la ciencia y el arte se encuentra la base que guía nuestra estrategia de conservación: el mapeo. Trabajamos en toda América del Norte para identificar, analizar y visualizar la conectividad del hábitat de la vida silvestre utilizando sistemas de información geográfica (SIG). Con esta tecnología, predecimos el movimiento de la vida silvestre a través de los paisajes y señalamos las áreas más vitales para reconectar y restaurar.  

El modelado de conectividad SIG es una combinación única de ciencias duras y tecnología en rápida evolución, que nos permite afrontar el rápido ritmo del cambio climático y el desarrollo humano. Compartimos una descripción general de tres de nuestras herramientas de modelado más utilizadas: Linkage Mapper, Circuitscape y Omniscape. Se trata de software gratuito y de código abierto creado y mantenido por comunidades de expertos e instituciones a las que estamos muy agradecidos.  

Siga leyendo para ver cómo nuestro especialista en SIG, Alex Vanko, desglosa cada herramienta de modelado para obtener una perspectiva integral de la conectividad de la vida silvestre.

Mapeador de vínculos: 

Una de las formas más sencillas de mapear la conectividad del hábitat de la vida silvestre es utilizar caminos de menor costo, o caminos de menor resistencia, entre parches de hábitat . Para mapear estas conexiones vitales, primero definimos áreas de hábitat para una especie determinada (o grupo de especies). Luego clasificamos el paisaje en función de qué tan bien facilita el movimiento de la vida silvestre, utilizando información del hábitat como la cobertura del suelo y los obstáculos al movimiento (barreras como carreteras, desarrollo urbano o pendientes muy pronunciadas).

Esta resistencia del paisaje la expresamos como costo , que puede significar el costo real en tiempo y calorías de un animal que se desplaza por un paisaje o su riesgo de mortalidad durante el viaje. Por ejemplo, una serpiente de cascabel del bosque que se desplaza a través de la llanura costera de Carolina del Norte enfrentaría un costo de resistencia paisajística muy bajo al moverse a través de su hábitat preferido (sabana de pinos de hoja larga) y una resistencia mucho mayor al cruzar una carretera a través de un campo agrícola.

Linkage Mapper es un conjunto de herramientas SIG que nos permite trazar caminos de menor costo entre núcleos de hábitat utilizando la resistencia del paisaje. El resultado es un mapa de corredores centrales que predice las conexiones más importantes para que la vida silvestre se mueva, prospere y sobreviva.

A continuación se muestra un mapa que hicimos para el condado de Whatcom, Washington, utilizando Linkage Mapper para encontrar conexiones críticas para especies terrestres entre los mejores hábitats de este paisaje fragmentado. Puede ver los núcleos naturales en verde, los caminos de menor costo en rojo y los corredores de vida silvestre más amplios que varían de fáciles a más difíciles de recorrer en amarillo y azul .

Linkage Mapper también puede mostrarnos si la conexión entre dos núcleos de hábitat es relativamente fácil de atravesar para la vida silvestre (como el corredor de la izquierda, abajo) o es estrecha y restringida por áreas de alta resistencia como los vecindarios urbanos (a la derecha). 

Al identificar estos corredores, el condado de Whatcom puede restaurar y proteger espacios silvestres y facilitar el movimiento de la vida silvestre a medida que el condado continúa desarrollándose. Estos mapas nos ayudan a comprender las especies terrestres sensibles al desarrollo y la fragmentación humanos al predecir su movimiento.

Los caminos, núcleos y corredores de menor costo son herramientas sencillas para predecir el movimiento de la vida silvestre, pero no necesariamente coinciden con la realidad que enfrentan los animales que se mueven a través de un paisaje. Los animales a menudo no tienen un conocimiento perfecto del paisaje o incluso un destino claro, por lo que normalmente no siguen exactamente el camino de menor costo entre dos núcleos claramente definidos. Los modelos de conectividad que utilizan la teoría de circuitos pueden ayudar a llenar los vacíos.

Paisaje de circuitos: 

Circuitscape es una herramienta de modelado de conectividad que predice patrones de movimiento de especies a través de un paisaje utilizando la teoría de circuitos . Básicamente, esto supone que los animales toman decisiones sobre dónde ir en función del paisaje en su vecindad inmediata , de manera similar a la forma en que los electrones se mueven a través de una superficie conductora con resistencia variable.

El hecho de que los animales (o los electrones) se muevan hacia el norte, el sur, el este o el oeste se simula como una probabilidad basada en la resistencia relativa en cada dirección. Cuando sumamos todos estos movimientos probables, obtenemos un mapa de calor que muestra la probabilidad de que la vida silvestre utilice cada camino a través de un paisaje.

En Circuitscape, definimos los núcleos de hábitat que queremos conectar como nodos . Luego encontramos los caminos más probables de un nodo a otro simulando animales individuales como flujo de corriente eléctrica . A diferencia de Linkage Mapper, que encuentra el camino de menor resistencia, Circuitscape puede generar múltiples caminos viables para que la vida silvestre viaje de un hábitat a otro.

En el siguiente ejemplo, simulamos el movimiento de serpientes de cascabel del bosque entre nodos de hábitat (puntos de color verde azulado) cerca del Bosque Nacional Croatan en Carolina del Norte. Las áreas de color amarillo brillante y naranja son los caminos que es más probable que utilicen las serpientes de cascabel que se mueven por esta área, ya que evitan el desarrollo urbano y las carreteras mortales.

Al comprender dónde suelen moverse las serpientes de cascabel, pudimos identificar un sitio de alta prioridad para un posible cruce de vida silvestre en beneficio de las serpientes de cascabel y otras especies en esta área (consulte el triángulo rojo en el mapa a continuación).

Circuitscape puede ofrecer una predicción más realista de cómo se mueve la vida silvestre, pero, al igual que con Linkage Mapper, solo podemos usarlo para predecir el movimiento entre el punto A y el punto B (núcleos de hábitat definidos). Sin embargo, ahora contamos con modelos de teoría de circuitos omnidireccionales que pueden predecir los movimientos de la vida silvestre en todo un paisaje, desde cualquier punto a cualquier otro en cualquier dirección.

Omniscape: 

La herramienta más nueva de nuestra caja de herramientas de modelado de conectividad, Omniscape , utiliza la misma información de resistencia del paisaje para simular el movimiento de la vida silvestre en cualquier lugar y por cualquier motivo, sin limitarse a movimientos de un núcleo de hábitat a otro. Para ello, trata cada píxel del paisaje como un objetivo y calcula todos los caminos posibles que la vida silvestre podría tomar para llegar allí. Sume todos estos caminos probables y obtendremos un mapa de calor de los caminos pronosticados más probables que es similar a Circuitscape pero no se basa en áreas centrales de hábitat definidas .

Por ejemplo, vea el mismo mapa del condado de Whatcom a continuación, esta vez con un modelo Omniscape donde se predice que las áreas de color amarillo/naranja brillante serán los corredores más importantes para el movimiento de la vida silvestre.

Predecir cómo se mueve la vida silvestre a través de su paisaje frente a la resistencia, el riesgo de muerte y la fragmentación causada por el desarrollo humano es uno de los desafíos más importantes que enfrentamos como conservacionistas. Estos y otros modelos de conectividad nos ayudan a reconocer las áreas más críticas para la conectividad del hábitat de la vida silvestre para que podamos mantener esas conexiones, reconectar aquellas que han sido cortadas y garantizar que toda nuestra vida silvestre tenga la capacidad de sobrevivir en el futuro.