CALIDAD DE HÁBITAT Y DISTRIBUCIÓN DE MONOS AULLADORES EN TRES PAISAJES FRAGMENTADOS DE LOS TUXTLAS, MÉXICO TESIS QUE PRESENTA EL M. EN C. VÍCTOR ARROYO RODRÍGUEZ PARA OBTENER EL GRADO DE DOCTOR EN CIENCIAS DOCTORADO EN CIENCIAS Xalapa, Veracruz, México 2007 Aprobación final del documento final de tesis de grado: Calidad de hábitat y distribución de monos aulladores en tres paisajes fragmentados de Los Tuxtlas, México Nombre Firma Director Dr. Salvador Mandujano Rodríguez ________________________ Comité Tutorial Dra. Julieta Benítez Malvido ________________________ Dr. Robert Hunter Manson ________________________ Dra. Kathryn Elizabeth Stoner ________________________ Dr. Francisco Javier Laborde Dovalí ________________________ Dr. Edward A. Ellis ________________________ Dr. Gonzalo Castillo Campos ________________________ Jurado DECLARACIÓN Excepto cuando es explícitamente indicado en el texto, el trabajo de investigación contenido en esta tesis fue efectuado por Víctor Arroyo Rodríguez como estudiante de la carrera de Doctorado en Ciencias (Ecología y Manejo de Recursos Naturales) entre Agosto de 2006 y Agosto del 2007, bajo la supervisión del Dr. Salvador Mandujano Rodríguez. Las investigaciones reportadas en esta tesis no han sido utilizadas anteriormente para obtener otros grados académicos, ni serán utilizadas para tales fines en el futuro. Candidato: _____________________________ Director de tesis: _____________________________ DEDICATORIA A mis padres, por que sin vosotros no sería lo que soy, no haría lo que hago y no estaría donde estoy. A mi familia española, por la enorme repercusión que habéis tenido en mi formación personal y vocacional: mis hermanos David y Abel; mis abuelos Mami y Papi; mis tíos Marimar, Jose, Michel, Mari Carmen, Miguel, François y Juanito; y todos los primitos y primitas. A mi familia mexicana, por todo el amor, la compañía, el apoyo y las críticas a mi trabajo: Yashua – mi princesa maya; Jurgi, Pedro, Arturo, Cesar y Jake – mis hermanos; Pepe y Miguel – mis tíos; Maruca, Lenin, Águeda, etc. – mi banda AGRADECIMIENTOS Al Instituto de Ecología A. C. y al Departamento de Biodiversidad y Ecología Animal por el apoyo económico y logístico que me ha permitido la realización del doctorado. Al Dr. Salvador Mandujano, mi AMIGO y director de tesis, por todo el apoyo, las críticas y discusiones que enriquecieron esta tesis, y me motivaron a seguir investigando. Al comité tutorial, Dra. Julieta Benítez-Malvido y Dr. Robert H. Manson, por sus críticas al trabajo, por toda su ayuda, pero especialmente por la confianza y amistad que me han brindado. A los miembros del jurado, Dra Kathryn Stoner, Dr. Javier Laborde, Dr. Edward Ellis, y Dr. Gonzalo Castillo, por sus valiosos comentarios, su confianza y el apoyo que me han dado en la fase final de mi titulación. A todos los profesores del doctorado por su aportación a mi formación profesional, pero particularmente a la Dra. Carolina Valdespino, por tu continuo apoyo y confianza. A mi amigo y gurú de la estadística Dr. Mariano Ordano, por el apoyo con la estadística, pero sobre todo por las enriquecedoras discusiones personales y profesionales que hemos tenido. A Braulio y a Rubén Mateo, por que sin ellos no habría sido posible hacer este trabajo. Gracias por enseñarme la vegetación de Los Tuxtlas, por la ayuda en campo y la amistad; y gracias también a vuestras familias, por las atenciones tan maravillosas que me dieron. A todas las personas que colaboraron en las diferentes fases de este trabajo y fuera de él: Carla, Coco, Mildred, Compa, y todos los demás que por mala memoria, no por ingratitud, no incluí en esta lista. A todos mis cuates de Madrid, por todo lo que me enseñaron durante la carrera, en las salidas de campo, las acampedos y en los viajes de mochileros. Quisiera ponerlos a todos pero la lista es muy larga: Rubenoski, Javitus, Baeuerle, Ñako, Pessimist Biology, Primo, Julios, Pedro, Dieguitos, y Juanes, son sólo algunos de ellos, y Rebeca, Ana, Amelia, Pilar y Marta, son sólo algunas de ellas. A los cuates de toda la vida, porque a vosotros os debo mucho de lo que soy y de lo que hago: Charly, Colomo, Ochoa, David, Manu y Villanueva. 2 ÍNDICE RESUMEN ................................................................................................................................... 5 1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 6 1.1. La fragmentación del hábitat y sus efectos ................................................................... 6 1.1.1. Aproximaciones teóricas ............................................................................................. 7 1.1.2. Evidencias empíricas ................................................................................................. 10 1.1.2.1. Tamaño de los parches .................................................................................. 10 1.1.2.2. Aislamiento de los parches ............................................................................ 12 1.1.2.3. Forma de los parches .................................................................................... 13 1.1.2.4. Tipo de Matriz ............................................................................................... 15 1.1.3. Importancia del porcentaje de hábitat remanente en el paisaje ................................. 15 1.2. Los primates y la fragmentación del hábitat............................................................... 17 1.2.1. Sensibilidad de las especies a la fragmentación......................................................... 19 1.2.2. Factores que afectan la distribución y abundancia de primates.................................. 21 1.3. Los monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) y la fragmentación del hábitat 23 1.3.1. Tendencia y estado de conservación.......................................................................... 23 1.3.2. Aproximación a la biología y ecología del mono aullador ....................................... 24 1.3.3. Los monos aulladores y la fragmentación del hábitat............................................... 25 1.3.4. Análisis metapoblacionales con monos aulladores en Los Tuxtlas.......................... 28 1.3.5. Importancia de la composición y estructura de la vegetación de los parches........... 30 2. OBJETIVOS............................................................................................................................ 32 3. ESTRUCTURA DE LA TESIS…………………………………………………………… 33 4. DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DE LA VEGETACIÓN EN FRAGMENTOS DE SELVA DE LOS TUXTLAS, VERACRUZ (En: Diversidad del Estado de Veracruz, CONABIO, en prensa)............................................................................................................. 34-49 3 5. LANDSCAPE ATTRIBUTES AFFECTING PATCH OCCUPANCY BY HOWLER MONKEYS (ALOUATTA PALLIATA MEXICANA) AT LOS TUXTLAS, MEXICO (American Journal of Primatology, in press)………………………………………………... 50-62 6. THE INFLUENCE OF LARGE TREE DENSITY ON HOWLER MONKEY (ALOUATTA PALLIATA MEXICANA) PRESENCE IN VERY SMALL RAINFOREST FRAGMENTS (Biotropica, in press).……………...………………………………………. 63-70 7. DISCUSIÓN GENERAL………………………………………………………………........ 71 7.1. Principales aportaciones de este estudio al cuerpo general de conocimiento de la especie ............................................................................................................................. 72 7.2. Factores más importantes que afectan la ocupación de parches de hábitat por monos aulladores ........................................................................................................... 74 7.2.1. Efecto de la proporción de hábitat remanente en el paisaje ..................................... 74 7.2.2. La fragmentación y la estructura espacial del paisaje .............................................. 77 7.2.2.1. Tamaño y forma de los parches ................................................................... 78 7.2.2.3. Tamaño y distancia a poblados humanos .................................................... 81 7.3. Probabilidad de extinción ............................................................................................ 83 7.3.1. Vortex de extinción ................................................................................................... 83 7.3.2. Umbrales de extinción ............................................................................................... 85 8. IMPLICACIONES DE CONSERVACIÓN Y MANEJO................................................... 87 9. CONSIDERACIONES PARA FUTUROS ESTUDIOS...................................................... 91 10. CONCLUSIONES GENERALES ...................................................................................... 95 11. REFERENCIAS.................................................................................................................... 98 4 RESUMEN La pérdida y fragmentación del hábitat pueden modificar su estructura espacial (e.g., tamaño, forma y aislamiento de parches remanentes) así como la composición y estructura de la vegetación, afectando la distribución de las especies en paisajes altamente fragmentados. En la presente tesis se analiza la ocupación de parches de selva por monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) en tres paisajes (aprox. 5000 ha cada uno) con diferente grado de pérdida (24%, 11% y 4% de hábitat remanente) y fragmentación del hábitat localizados en la Reserva de la Biosfera Los Tuxtlas, Veracruz, México, con el fin de: 1) determinar si existe un patrón de ocupación; 2) identificar los factores que afectan dicho patrón a diferentes escalas espaciales; y 3) generar propuestas de manejo para su conservación. En cada paisaje se relacionó la ocupación de parches por monos aulladores con la proporción de hábitat remanente, el tamaño y la forma de los parches, así como con cuatro distancias de aislamiento. Además, se muestreó la vegetación en 15 parches (10 transectos de 50 m x 2 m) por paisaje para identificar cambios en calidad del hábitat (i.e., composición y estructura de la vegetación) que puedan afectar la distribución de los primates. En general, se encontró que: 1) a medida que disminuye la proporción de hábitat remanente en cada paisaje, también disminuye el porcentaje de ocupación y abundancia estimada de aulladores; 2) este patrón puede ser explicado por los cambios en la estructura espacial de los parches, así como en la composición y estructura de la vegetación; 3) el tamaño del parche es el factor más importante que determina la presencia de monos aulladores a nivel regional (i.e., en los tres paisajes); 4) otros factores particulares para cada paisaje afectaron de forma sinérgica la ocupación, i.e., los primates responden de diferente forma en cada paisaje debido a las características propias de cada paisaje; 5) a pesar de lo anterior, encontramos que los modelos de ocupación pueden servir para predecir con gran precisión la ocupación de parches en otros paisajes de la región; 6) por debajo de cierto umbral de tamaño de parche (< 10 ha) la calidad del hábitat es un factor muy importante que puede explicar la presencia de monos aulladores, siendo la ausencia de árboles grandes el factor más importante que afectó la distribución de monos aulladores en estos parches pequeños. Para la conservación exitosa de los monos aulladores en la Reserva se propone: 1) desarrollar estrategias de conservación a escala local y regional (particularmente en la zona de amortiguamiento); 2) conservar todos los parches remanentes (siendo preferentes los parches de mayor tamaño); 3) restaurar (i.e., enriqueciendo y aumentando su área) los parches de pequeño y mediano tamaño; y 4) controlar la tala selectiva (particularmente en los parches más pequeños). Si se quiere predecir la ocupación de parches por monos aulladores en otras áreas de la Reserva se deben utilizar el tamaño y la forma de los parches, así como la distancia a los poblados humanos. En cualquier plan de manejo y/o restauración del hábitat debe considerarse la calidad de los parches, tomando en cuenta el tamaño de los árboles - particularmente de aquellas especies importantes dentro de la dieta de los aulladores. Finalmente, es urgente translocar los grupos de aulladores que se encuentren en los parches menos adecuados. 5 1. INTRODUCCIÓN 1.1. La fragmentación del hábitat En las últimas décadas, la población humana ha experimentado un crecimiento exponencial sin precedentes, causando un fuerte incremento en la demanda de espacio, materiales y alimento (Vitousek et al., 1997; Maunder y Clubbe, 2002). Esto ha forzado el cambio del uso de la tierra, provocando la deforestación y fragmentación de grandes extensiones de bosques en todo el planeta (Whitmore, 1980; Erlich y Wilson, 1991; Vitousek et al., 1997). El bosque tropical lluvioso ha sido uno de los más afectados, con tasas de deforestación anual que varían entre 100 y 150 mil km2 (Achard et al., 2002). Puesto que este tipo de bosque es uno de los ecosistemas más biodiversos de la Tierra (contiene entre el 50% y 80% de todas las especies terrestres; Myers, 1985; Erlich y Wilson, 1991), y tiene un papel crítico en el mantenimiento de la homeostasis planetaria (Maunder y Clubbe, 2002), su destrucción no sólo amenaza la pérdida de un gran número de especies, sino que puede desencadenar cambios bruscos en los ciclos hidrológicos y climáticos a nivel local, regional y global (Whitmore, 1980; Maunder y Clubbe, 2002). Esta situación ha atraído la atención de muchos investigadores, los cuáles han tratado de identificar cuáles son las respuestas de las especies a esta pérdida y fragmentación de su hábitat, convirtiéndose en un asunto prioritario en biología de la conservación (Turner, 1996; Harrison y Bruna, 1999; Fahrig, 2003; Ewers y Didham, 2006). Este conocimiento permitirá el desarrollo de estrategias de manejo adecuadas para la conservación de estos bosques, favoreciéndose así la integridad y buen funcionamiento de este complejo ecosistema. La fragmentación es un proceso a escala de paisaje que implica la pérdida de hábitat, y su división en un número variable de parches remanentes dispersos en una matriz de hábitat modificado (Andrén, 1994; Fig. 1). A medida que el grado de fragmentación aumenta, el número de parches se incrementa, disminuye su tamaño medio y aumenta su aislamiento. Así, podemos identificar paisajes continuos o fragmentados, y dentro de éstos últimos, pueden existir paisajes con diferente grado de fragmentación (Fig. 1). Esto ha motivado a muchos investigadores a comparar paisajes continuos contra paisajes fragmentados, o a comparar paisajes con diferente grado de fragmentación; sin embargo, la mayoría suelen realizar estudios a escala de parche 6 utilizando diferentes indicadores de fragmentación (e.g., tamaño y aislamiento de parches) (revisado por Fahrig, 2003). Estas diferencias en la forma de concebir y medir la fragmentación del hábitat provoca que a menudo los resultados de los estudios de campo sean contradictorios, y en muchos casos, difíciles de interpretar, ya que la fragmentación es un proceso muy complejo que afecta a varias escalas espaciales y temporales (Fahrig, 2003). Fig. 1. La fragmentación es un proceso a escala de paisaje que implica la pérdida de hábitat, y su división en un número variable de parches remanentes dispersos en una matriz de hábitat modificado (modificado de Fahrig, 2003). 1.1.1. Aproximaciones teóricas La mayoría de las aproximaciones teóricas que se han desarrollado están enfocadas en el problema espacial de la fragmentación, y tratan de analizar el papel del tamaño y la configuración espacial de los parches remanentes sobre la riqueza de especies y su persistencia a largo plazo. La teoría de biogeografía de islas (TBI) propuesta por MacArthur y Wilson (1967) fue la primera aproximación teórica para el estudio de los efectos de la fragmentación sobre la biota (Haila, 2002). A pesar de que fue formulada para explicar la riqueza de especies en hábitat insulares, esta teoría ha sido ampliamente utilizada para explicar la variación en el número de especies en paisajes fragmentados, así como para el desarrollo de principios básicos en el diseño de reservas (Diamond, 1975; Haila, 2002). 7 Esta teoría establece que el número de especies es dado por un equilibrio entre la colonización (dependiente de la distancia de aislamiento) y la extinción (dependiente del área) de hábitat insulares, y predice que los hábitats más pequeños y aislados del continente tendrán menos especies que los grandes y menos aislados (MacArthur y Wilson, 1967). La TBI fue paulatinamente suplantada por la ecología del paisaje en los 80’s (Haila, 2002), y sirvió de antecedente para formalizar la teoría metapoblacional (TM), originalmente propuesta por Levins (1970) y modificada por Hanski (1997, 1999, 2002). La TM es similar a la TBI ya que considera la colonización y extinción de parches de hábitat. Sin embargo, mientras que la TBI analiza la variación en el número de especies entre islas y el continente (que actúa como fuente de especies), la TM se enfoca en la dinámica de colonización y extinción de parches por una sola especie. Esta teoría establece que la probabilidad de que un parche esté ocupado por una especie depende de una relación no lineal entre la probabilidad de que sea colonizado y la probabilidad de que la especie se extinga de este parche. En particular, la TM predice que la probabilidad de colonización de parches vacíos será mayor cuanto mayor sea el tamaño del parche y menor sea su aislamiento, mientras que la probabilidad de extinción seguirá una tendencia contraria (Hanski, 1999). Por tanto, otra diferencia entre la TM y la TBI, es que la primera considera que la metapoblación puede llegar a extinguirse en el tiempo, mientras que en la TBI siempre hay un flujo continuo de especies entre el continente y las islas. La probabilidad de extinción de la metapoblación depende de la dinámica de ocupación/extinción de parches, la cuál depende a su vez de las características de los parches (principalmente el tamaño y aislamiento; Hanski, 1997, 1999). Ambas teorías han sido muy criticadas, ya que consideran que todos los parches tienen la misma calidad y son igualmente accesibles por los dispersores (no son modelos espacialmente explícitos) (e.g., Fahrig y Merriam, 1994). Sin embargo, en la actualidad ya exísten algunos modelos metapoblacioales que son espacialmente explícitos (ver Hanski, 1999), ya que existen numerosas evidencias que demuestran que tanto la calidad como la estructura espacial del paisaje pueden jugar un papel muy importante sobre la dinámica de poblaciones fragmentadas (e.g., Fahrig y Merriam, 1994; Hanski, 1999; Fleishman et al., 2002). En este sentido, los modelos de 8 fuente-sumidero (Pulliam, 1988) subrayan la importancia del movimiento de los organismos desde un hábitat de gran calidad (que actúa como fuente de individuos), hacia otro de menor calidad (que actúa como sumidero), el cual depende del primero para su persistencia. Así, los modelos espacialmente explícitos (MEE), están basados en conceptos de la TM y de los modelos de fuente-sumidero. Estos modelos combinan parámetros demográficos y de dispersión, y los relacionan con la configuración (real o simulada) del paisaje. Así, muchos MEE permiten examinar cambios en la viabilidad de las poblaciones en función del tamaño y/o arreglo espacial de los parches (e.g., Lamberson et al., 1992; Akçakaya et al., 1999; Hanski, 1999). A pesar de todos estos esfuerzos teóricos, aún existen importantes obstáculos a la hora de poder diseñar estudios que permitan identificar los efectos de la fragmentación sobre la biota (Harrison y Bruna, 1999). Uno de los problemas básicos es poder distinguir entre los efectos de la fragmentación y los efectos de la pérdida de hábitat, ya que ambos procesos están fuertemente ligados, y es muy común que ambos procesos aparezcan confundidos en la literatura científica (ver Fahrig, 2003). Para solucionar esta cuestión, Fahrig (2003) sugiere que el término “fragmentación” sea utilizado únicamente cuando se analice el efecto de la rotura o división del hábitat (“breaking apart of habitat”), independientemente de la cantidad de hábitat. Para ello, Fahrig (2003) propone la realización de estudios a escala de paisaje (i.e., donde el paisaje sea la unidad de análisis), de tal forma que se analicen paisajes con la misma cantidad de hábitat, pero con diferente grado de fragmentación. Obviamente, este tipo de estudios no son fáciles de realizar en paisajes reales, ya que es muy difícil encontrar réplicas. Por tanto, otra opción es utilizar modelos estadísticos donde se pueda examinar el efecto de la fragmentación controlando el efecto de la cantidad de hábitat (ver Fahrig, 2003). Otro problema al que se enfrentan los investigadores, es que trabajan con escalas espaciales muy grandes pero con escalas temporales muy pequeñas (Harrison y Bruna, 1999). A estas escalas espaciales existen multitud de factores interaccionando (e.g., historia, tipo de hábitat, estructura del paisaje, actividades humanas) que pueden dificultar el diseño de los estudios y la interpretación de los resultados. Además, muchos efectos de la fragmentación pueden demorar mucho tiempo en aparecer, y por tanto, pueden no ser visibles a escalas de tiempo cortas (e.g., Swart y Lawes, 1996; Cowlishaw, 1999). En este sentido, los estudios experimentales del BDFFP 9 (Biological Dynamics of Forest Fragments Project) en la amazonía central (Lovejoy et al., 1986; Laurance y Bierregaard, 1996; Laurance et al., 2002), solucionan algunos de estos problemas (i.e., es un estudio experimental, cuentan con réplicas de parches, y están realizando un seguimiento a largo plazo); sin embargo, es necesario realizar un mayor número de estudios en paisajes que difieran en el grado de fragmentación del hábitat (Fahrig, 2003). 1.1.2. Evidencias empíricas Los efectos de la fragmentación del hábitat sobre la biota pueden ser muy variables, y dependen de multitud de factores como son: 1) las características del taxón (e.g., tamaño poblacional, requerimientos alimenticios y/o de hábitat, tamaño del área de actividad, capacidad de dispersión); 2) la escala espacial de análisis; 3) el proceso ecológico que estemos estudiando; 4) el tipo de hábitat; y 5) las características del paisaje (e.g., topografía, tipo de suelo) (Villard, 2002; Henle et al., 2004; Ewers y Didham, 2006). Además, existen otros factores enmascarados que, combinados con los anteriores, dificultan la posibilidad de encontrar patrones que sirvan para elaborar estrategias de manejo generales. Algunos de estos factores son: 1) el tiempo de retardo en la respuesta de las poblaciones a la fragmentación (e.g., la denominada “deuda de extinción”; ver Tilman et al., 1994; Cowlishaw, 1999); 2) la posición biogeográfica de la especie de interés (Henle et al., 2004); y 3) la aparición de sinergias entre diferentes procesos (e.g., fragmentación y actividades humanas, fragmentación y cambio climático; Ewers y Didham, 2006). En general, la mayoría de los estudios de fragmentación son a escala de parche (Fahrig, 2003), y han sido típicamente clasificados en diferentes categorías dependiendo de su relación con los siguientes atributos espaciales: 1) tamaño de los parches; 2) aislamiento de los parches; 3) forma de los parches; y 4) tipo de matriz (ver Ewers y Didham, 2006). 1.1.2.1. Tamaño de los parches A medida que el grado de fragmentación aumenta, el tamaño de los parches remanentes disminuye. La teoría de biogeografía de islas predice que los parches más pequeños tendrán 10 menor número de especies que los parches grandes. De forma similar, la teoría metapoblacional predice que a medida que disminuye el tamaño de los parches la probabilidad de que sean colonizados también disminuye, mientras que la probabilidad de extinción aumenta (ver Sección 1.1.1.). Existen numerosas evidencias empíricas que apoyan estas predicciones (ver Tilman et al., 1994; Turner, 1996), por lo que actualmente el tamaño del parche es considerado como el atributo espacial con mayor efecto sobre la biodiversidad (Fahrig, 2003). Sin embargo, existen también ejemplos de estudios que no apoyan estas predicciones (e.g., Gibb y Hochuli, 2002; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a, 2007), ya que existen multitud de factores que pueden afectar la relación especies-área (Ewers y Didham, 2006). Por ejemplo, se ha reportado que en ocasiones la matriz puede servir como fuente de especies exóticas que invaden los bordes y/o el interior de los parches, incrementando la riqueza de especies dentro de los parches más pequeños y con mayor superficie de borde expuesta (Gascon, 1993; Ewers y Didham, 2006). Un aspecto ampliamente demostrado es que los parches más grandes tienen poblaciones más grandes [e.g., aves (Lynch y Whigam, 1984; Andrén, 1994); mamíferos (Lovejoy et al., 1986; Bierregard et al., 1992; Chiarello, 2000); plantas (Deng y Zheng, 2004; Arroyo-Rodríguez et al., 2007a)]. Puesto que a medida que aumenta el tamaño de las poblaciones, su persistencia a largo plazo es mayor (Paine, 1988; Berger, 1990; Akçakaya et al., 1999), en general, se reconoce que a medida que aumenta el tamaño de los parches, se reduce considerablemente su probabilidad de extinción (Gilpin y Soulé, 1986). En este sentido, varios estudios demuestran que la extinción local de especies es mayor en los parches más pequeños [e.g., mamíferos (Lovejoy et al., 1989; Chiarello, 2000; Gilbert, 2003); aves (Harper, 1989; Stratford y Stouffer, 1999; Deng y Zheng, 2004); insectos (Klein, 1989; Brown y Huchings, 1997; Bierregard et al., 1992)]. La reducción en el tamaño de los parches también puede afectar directamente su accesibilidad por los humanos, favoreciendo su explotación. Por ejemplo, la cacería puede ser más fácil en los parches más pequeños, donde los animales son más vulnerables (Peres, 1990, 2001; Chiarello y de Mello, 2001). Además, la explotación de muchos recursos forestales por los humanos puede ser mayor en los parches más pequeños y accesibles, provocando importantes cambios en la composición y estructura de la vegetación (Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a). 11 1.1.2.2. Aislamiento de los parches Otra consecuencia de la fragmentación del hábitat es el aumento en la distancia de aislamiento entre parches remanentes. Aunque este atributo puede estar directamente relacionado con el patrón de riqueza de las especies (MacArthur y Wilson, 1967), así como con la dinámica metapoblacional (Hanski, 1997, 1999) y la estructura genética de las poblaciones (Templeton et al., 1990; Young et al., 1996), su importancia varía en función de la capacidad de dispersión del organismo, y del tipo de matriz (Saunders et al., 1991). Actualmente, existen numerosas evidencias empíricas sobre el efecto negativo del aislamiento de los parches sobre las poblaciones. Por ejemplo, Potter (1990) encuentra que el aislamiento de los parches afectó negativamente la probabilidad de que fuesen usados por kiwis (Apteryx australis) en Nueva Zelanda, siendo este efecto menor cuando existían pequeños parches que sirviesen como puente (“stepping stones”) entre los parches de mayor tamaño. Deng y Zheng (2004) reportan que a medida que aumentaba el aislamiento del parche, la probabilidad de que estuviese ocupado por el faisán Tragopan caboti disminuía significativamente. Lawton y Woodroffe (1991) encontraron que los nidos de roedores eran menos comunes en los sitios más aislados. Stratford y Stouffer (1999) reportan que varias especies de aves no eran capaces de colonizar parches aislados por tan sólo 80 m, mientras que Powell y Powell (1987) encuentran que varias especies de abejas euglosinas no eran capaces de visitar una bosque remanente que se localizaba a tan sólo 100 m del bosque continuo. Por esta razón, desde hace varias décadas muchos científicos han tratado de estudiar el papel de los corredores de vegetación para la conexión de los parches (ver Saunders et al., 1991). Aunque el debate sobre las ventajas y desventajas que tiene la conexión de parches mediante corredores sigue abierto, nadie duda que incrementan la conectividad del paisaje permitiendo el movimiento de individuos entre parches, pueden proveer de nuevas áreas de forrajeo para los animales, pueden servir como refugio para muchas especies de plantas y animales, pueden actuar como cortavientos reduciendo los efectos de borde (ver adelante), y pueden evitar la desecación 12 de los ríos (en el caso especial de los corredores riparios) (Saunders et al., 1991). Entre las desventajas de los corredores, caben destacar: 1) pueden favorecer la propagación de enfermedades, parásitos, fuegos y otros disturbios; y 2) pueden incrementar el riesgo de depredación. Una de las consecuencias negativas más importantes del aislamiento y reducción de las poblaciones es la consanguinidad y la deriva génica (Hall et al., 1996; Young et al., 1996). Ambos procesos son mayores en los parches pequeños, ya que tienden a presentar un menor número de individuos. Tanto la consanguinidad como la deriva génica dan como resultado poblaciones con menor diversidad genética, y por tanto, con menor capacidad de respuesta ante cambios ambientales naturales o inducidos por el hombre. La consanguinidad sucede cuando se reproducen individuos emparentados, mientras que la deriva génica es un fenómeno estocástico que lleva a la pérdida de ciertos alelos, y por tanto, a la reducción de la variabilidad genética. Otro efecto relacionado con el aislamiento de los parches, es el llamado “efecto rescate”, el cuál sucede cuando una población que se encuentra declinando en un determinado parche, recibe inmigrantes de otra población proveniente de otro parche vecino, los cuáles “rescatan” a esta población de la extinción local (Brown y Kodric-Brown, 1977; Förare y Solbreck, 1997; Menendez y Thomas, 2000). De forma similar, el aislamiento puede determinar el hecho de que una especie utilice más de un parche, ya que existen evidencias para varias especies de animales, incluidos los primates, que muestran que algunos individuos pueden utilizar los recursos de más de un parche (Tutin et al., 1997; Tscharntke et al., 2002; Mandujano et al., 2004). La capacidad de una especie de utilizar más de un parche puede favorecer su persistencia en paisajes fragmentados, ya que en estos paisajes los recursos pueden ser escasos y de baja calidad (ArroyoRodríguez y Mandujano, 2003, 2006b). 1.1.2.3. Forma de los parches Además de los cambios en el tamaño y aislamiento de los parches, la fragmentación incrementa la cantidad de borde en el paisaje mediante el aumento de la relación perímetro/área de los 13 parches (Forman y Godron, 1986; Turner, 1989; Laurance y Yensen, 1991; Fahrig, 2003). Esto provoca importantes cambios bióticos y abióticos cerca de los bordes (llamados “efectos de borde”), promoviendo que los procesos ecológicos sean más variables dentro de los bordes que en el interior de los parches (Ewers y Didham, 2006). La proporción del parche que está afectada por los efectos de borde depende de la relación entre el tamaño y la forma del parche, siendo los parches más pequeños e irregulares los que presentan una mayor proporción de superficie alterada por estos efectos (Laurance y Yensen, 1991), mientras que los parches más circulares tienen menor proporción de borde. Por esta razón, los efectos negativos de la forma de los parches son menores en los parches de mayor tamaño, ya que presentan grandes superficies internas libres de la influencia del borde (Diamond, 1975; Saunders et al., 1991; Laurance et al., 2002). En general, se ha reportado que la supervivencia de muchas especies de plantas y animales se ve afectada cerca de los bordes (Fahrig y Merriam, 1994; Murcia, 1995; Laurance et al., 1998, 2002; Foggo et al., 2001). Por ejemplo, Gates y Gysel (1978) reportan que la depredación y parasitismo de nidos de aves paseriformes fue mayor en el borde del parche que en el interior. Laurance et al. (2002) revisa los diferentes estudios realizados dentro del proyecto BDFFP en Manaos, Brasil, y encuentra que la mayoría de los procesos ecológicos estudiados (e.g., mortalidad de árboles primarios, invasión de mariposas adaptadas a condiciones alteradas, reclutamiento de especies secundarias) suceden en mayor medida cerca de los bordes (entre 0 y 100 m). Benítez-Malvido y Martínez-Ramos (2003a) encuentran que el número de especies de plántulas en parches de Manaos, Brasil, disminuyó desde el centro hacia el borde del parche. Sin embargo, no todas las especies son afectadas por la distancia al borde del parche, ya que los efectos de borde dependen de las características de las especies, de sus requerimientos de hábitat y del tipo de matriz (ver Murcia, 1995; Foggo et al., 2001; Ewers y Didham, 2006). La forma irregular de muchos parches también puede tener efectos positivos sobre las poblaciones, en particular cuando los parches son de gran tamaño. Por ejemplo, algunos parches presentan formas muy irregulares porque presentan extensiones a lo largo de ríos y/o cercas vivas. Estas extensiones pueden ser localizadas por individuos que estén dispersándose, 14 llevándolos al interior del parche. Así, los parches irregulares pueden ser más fáciles de localizar que parches con formas regulares (ver Ewers y Didham, 2006). 1.1.2.4. Tipo de Matriz Un gran número de evidencias sugieren que la calidad de la matriz puede determinar los efectos de la fragmentación sobre la biota, afectando la composición y abundancia de las especies dentro de los parches (Laurance, 1991; Gascon et al., 1999; Perfecto y Vandermeer, 2002; revisado por Ewers y Didham, 2006). Esto puede ser debido a que el tipo de matriz está directamente implicado en la regulación de la dispersión (Gustafson y Gardner, 1996; Bierregaard y Stouffer, 1997; Moilanen y Hanski, 1998; Davies et al., 2001), puede proporcionar espacio y alimento a las especies que son capaces de utilizarla (e.g., Tutin et al., 1997; Perfecto y Vandermeer, 2002), y puede reducir muchos de los efectos relacionados al borde de los parches (Mesquita et al., 1999; Laurance et al., 2006; Ewers y Didham, 2006). Por ejemplo, diferencias en la estructura de la matriz pueden alterar la dinámica de colonización/extinción de parches (Brotons et al., 2003; Cronin y Haynes, 2004), provocando cambios en la densidad de las poblaciones (Gustafson y Gardner, 1996). Perfecto y Vandermeer (2002) demostraron que algunas hormigas que habitan parches en plantaciones Mexicanas de café, forrajearon activamente en la matriz que rodeaba los parches, he incluso algunas especies llegaban a vivir en la matriz permanentemente. Tutin et al. (1997) reportan que varias especies de mamíferos grandes (> 5 kg) típicos de bosques en Gabón, África, podían utilizar también la sabana. Obviamente, en estos casos no es estrictamente correcto el uso del término “matriz” para el hábitat que rodea a los parches, ya que este término tiene una connotación de hábitat inhóspito (Ewers y Didham, 2006). 1.1.3. Importancia del porcentaje de hábitat remanente en el paisaje Aunque la pérdida de hábitat per se ha sido típicamente considerada como una de las amenazas principales para la biodiversidad (Tilman et al., 1994; Turner, 1996; Dobson et al., 1997; Fahrig, 2003), numerosas investigaciones indican que el tamaño y arreglo espacial de los parches de hábitat pueden tener un mayor impacto sobre la dinámica y persistencia de las poblaciones 15 (Turner, 1989; Andrén, 1994; Fahrig y Merriam, 1994; Hanski y Gaggiotti, 2004). Esto es particularmente cierto para poblaciones habitando paisajes con muy poca cantidad de hábitat, ya que en este tipo de paisajes los efectos de la fragmentación per se (i.e., “breaking apart of habitat”; Fahrig, 2003) pueden ser mucho mayores que los efectos de la pérdida de hábitat per se (Andrén, 1994; Fahrig, 2003; With, 2004). Estas diferencias en los efectos de la fragmentación vs. pérdida de hábitat pueden ser causados por las relaciones no lineares entre los atributos del paisaje y la cantidad de hábitat (Andrén, 1994; Fahrig, 2003), ya que a medida que disminuye la cantidad de hábitat remanente en el paisaje ocurren cambios drásticos (i.e., umbrales) en la mayoría de los atributos del paisaje (Fig. 2). Fig. 2. Relación entre diferentes características estructurales del paisaje y la proporción de hábitat remanente en cada paisaje (modificado de Fahrig, 2003). Cada punto es un paisaje. Las flechas indican puntos de inflexión (i.e., umbrales de proporción de habitat que marcan cambios bruscos en los atributos espaciales considerados) 16 Estos umbrales de proporción de hábitat remanente tienen importantes consecuencias para la persistencia de las especies en paisajes fragmentados. Por ejemplo, desde el punto de vista metapoblacional, la persistencia de las especies depende en gran medida de la probabilidad de colonización de parches vacíos. Puesto que la colonización depende de la estructura del paisaje, y ésta depende a su vez de la cantidad de hábitat en el paisaje (Fig. 2), cambios pequeños en la cantidad de hábitat del paisaje pueden inducir cambios bruscos en el arreglo espacial de los parches. Bajo estas condiciones la colonización de parches vacíos puede ser muy infrecuente, llevando a la extinción la metapoblación (Kareiva y Wennergren, 1995; Ovaskainen et al., 2002). Existe un gran número de evidencias que demuestran la existencia de este tipo de umbrales en paisajes fragmentados reales y simulados (Andrén, 1994, 1999; Bascompte y Sole, 1996; Fahrig, 1997; With, 1997; With et al., 1997; Boswell et al., 1998; Lindenmayer y Luck, 2005). El valor umbral de cantidad de hábitat varía mucho entre los estudios. Por ejemplo, Andrén (1994) encontró que los efectos de la fragmentación sobre la riqueza y abundancia de aves y mamíferos son mayores cuando éstos habitan paisajes con menos del 30% de hábitat remanente. Fahrig (1997) sugiere que la persistencia de la metapoblación es mucho mayor cuando el paisaje presenta > 20% de hábitat remanente. Aunque Gibbs (1998) reporta que varias especies de anfibios no están presentes en paisajes con menos de 30-50% de hábitat remanente, los modelos propuestos por With y King (2001) indican que este umbral puede variar entre 5% y 90% dependiendo de las respuestas de las especies a la fragmentación del hábitat y del arreglo espacial de los parches. Por lo tanto, para poder entender las respuestas de los organismos a la pérdida, fragmentación y transformación del hábitat en paisajes muy alterados, es crítico comparar el efecto de las características espaciales de los parches entre paisajes con diferente proporción de hábitat disponible (Fahrig, 2003). 1.2. Los primates y la fragmentación de su hábitat Actualmente, más de la mitad de todas la especies de primates del mundo se encuentran amenazadas de extinción (IUCN, 2003), siendo la pérdida, la fragmentación y la transformación del hábitat original las principales amenazas para su supervivencia (e.g., Cowlishaw y Dunbar, 17 2000). El decline de las poblaciones de primates es evidente en todo el mundo, y afecta tanto a las especies raras y amenazadas, como a las especies más comunes y supuestamente con bajo riesgo (e.g., Xiao et al., 2003; Li, 2004; Singh y Roo, 2004; Wieczkowski, 2005). Por lo tanto, para poder elaborar propuestas de manejo efectivas para su conservación es necesario entender cómo responden las poblaciones de primates bajo estas alteraciones del hábitat. Los primates representan iconos para la conservación por varias razones (Laurance, 2003): 1) nos identificamos con ellos, y sentimos empatía por ellos (pueden servir como especies paraguas en programas de conservación); 2) están seriamente amenazados de extinción; 3) habitan principalmente áreas de gran biodiversidad (hotspots), por lo que su conservación puede asegurar la conservación de los ecosistemas más biodiversos del planeta; 4) juegan un papel vital en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas; y 5) forman parte del patrimonio natural de las naciones y regiones en donde habitan. La creciente preocupación por la conservación de los primates puede verse reflejada en el incremento de publicaciones científicas acerca de los efectos de la fragmentación del hábitat sobre las poblaciones de primates (Fig. 3). En una revisión reciente (17 de mayo 2007) de la base de datos PrimateLit (http://primatelit.library.wisc.edu/) se encontraron 562 citas usando la palabra clave “Fragmentation”. De las 562 citas, 245 (43.6%) eran publicaciones en revistas científicas, 240 (42.7%) eran resúmenes de congresos y simposios, y 77 (13.7%) eran libros o capítulos de libros. Considerando únicamente las publicaciones en revistas internacionales indexadas en el ISI (n = 98), la mayoría (n = 39) estudian primates del viejo mundo, 25 estudian primates sudamericanos, 16 centroamericanos (de los cuales 13 son estudios con Alouatta spp.), 11 asiáticos y el resto son revisiones de varios grupos de primates. Teniendo en cuenta la variable respuesta que utilizan, la mayoría (n = 16) de las publicaciones en revistas internacionales indexadas en el ISI (n = 98) se centra en los efectos de la fragmentación sobre la abundancia/densidad de grupos/poblaciones, 11 se centran en la ecología de los primates (e.g., dispersión de semillas, interacciones interespecíficas), 7 se centran en la dieta, 7 en genética, 7 en parasitismo, 7 en diversidad/comunidades, 5 en comportamiento, 3 en el rango de distribución geográfica, y únicamente 2 estudian los efectos de la fragmentación 18 sobre la presencia/ausencia de primates, 2 sobre la calidad del hábitat, 2 sobre análisis de viabilidad poblacional, y el resto se centra en otros temas relacionados con conservación. Por tanto, ante este sesgo de información, es importante conocer qué factores del paisaje y del hábitat pueden afectar en mayor medida la distribución y tamaño poblacional de primates en paisajes fragmentados, ya que ésta información puede ser utilizada para desarrollar planes de manejo más No. artículos científicos adecuados para la conservación de los primates. 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 19941998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Años Fig. 3. Número de artículos en revistas científicas que aparecen en la base de datos PrimateLit utilizando la palabra clave “Fragmentation” desde 1940 hasta 2006 (N = 243). Notar que el primer trabajo es de 1994. Durante los primeros 5 años (1994-1998) sólo existen 14 publicaciones, y sin embargo, en los siguientes 8 años (1999-2006) encontramos 229 publicaciones. 1.2.1. Sensibilidad de las especies a la fragmentación Como vimos al inicio de la Sección 1.1.2., los efectos de la fragmentación sobre los primates van a depender en gran medida de las características de las especies (Henle et al., 2004). Las características más importantes son (Cowlishaw y Dunbar, 2000): 1) el tamaño corporal; 2) el tamaño del área de actividad; 3) la dieta; 4) y la capacidad de utilizar la matriz. Aunque los animales de mayor tamaño suelen tener áreas de actividad mayores, tamaños poblacionales más pequeños, y suelen ser presas de caza más valoradas por los cazadores – lo que 19 los hace potencialmente más sensibles a la pérdida y fragmentación del hábitat – Cowlishaw y Dunbar (2000) señalan que los primates más grandes suelen tener tasas metabólicas más bajas y mayores reservas de grasas, permitiéndoles responder mejor ante cambios en el ambiente. Además, cuando existe competencia por los recursos, las especies más grandes pueden tener ventaja (Cowlishaw y Dunbar, 2000; Rose et al., 2003). Así, un tamaño corporal grande puede proveer ventajas y desventajas frente a la fragmentación, por lo que Henle et al. (2004) señala que no es un atributo que prediga bien la respuesta de las especies a la fragmentación del hábitat. En contraste, existen numerosas evidencias que indican que los primates con áreas de actividad mayores son más sensibles a la pérdida y fragmentación del hábitat que las especies que requieren menos cantidad de hábitat para vivir (Lovejoy et al., 1986; Estrada y Coates-Estrada, 1996; Gilbert, 2003). El tamaño del área de actividad depende en gran medida de la dieta. Los primates frugívoros necesitan áreas más grandes que los folívoros, ya que la fruta es un recurso más escaso en tiempo y espacio que las hojas. Así, puesto que la fragmentación puede afectar la composición y estructura de la vegetación (e.g., Laurance et al., 1998; Benítez-Malvido, 1998; Hill y Curran, 2003; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a, 2007) reduciendo la cantidad y calidad de recursos alimenticios para los primates (Tutin, 1999; Juan et al., 2000; ArroyoRodríguez y Mandujano, 2006b), aquellas especies que tengan una dieta estrictamente basada en frutos serán más sensibles a esta alteración del hábitat que aquellas especies capaces de alimentarse de alimentos alternativos. En este sentido, se ha reportado que aquellas especies que son capaces de utilizar la matriz (i.e., moverse a través de ella, y alimentarse de recursos presentes en ella) son menos sensibles a la fragmentación, ya que pueden obtener mayor cantidad de espacio y alimento, y pueden ocuparla para moverse entre parches, reduciendo los problemas derivados del aislamiento de las poblaciones (Tutin et al., 1997; Onderdonk y Chapman, 2000; Pozo-Montuy y Serio-Silva, 2007). 20 1.2.2. Factores que afectan la distribución y abundancia de primates Además de reducir la cantidad de hábitat, incrementar el número de parches de hábitat, disminuir su tamaño medio y aumentar su aislamiento (Fahrig, 2003), la fragmentación puede afectar también la disponibilidad de recursos alimenticios para los primates (Lovejoy et al., 1986; Tutin, 1999; Juan et al., 2000; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006b). Inicialmente, la fragmentación del hábitat puede ocasionar una distribución aleatoria de los primates, de forma que unos parches quedan ocupados y otros desocupados (Marsh, 2003). Debido a factores como el tamaño reducido, la baja calidad, y una alta competencia por los recursos, los primates pueden desaparecer de parches que originalmente estaban ocupados (Marsh, 2003). Aunque la matriz puede limitar la capacidad de dispersión de los individuos entre parches, en ocasiones, algunos individuos pueden colonizar parches inicialmente vacíos (Chapman et al., 2003; Mbora y Meikle, 2004; Mandujano et al., 2004, 2006). De esta manera, en paisajes altamente fragmentados donde hay una gran cantidad de parches de pequeño tamaño, la dinámica regional puede estar dominada por colonizaciones y extinciones locales de parches, dando lugar a una metapoblación (Hanski, 1999, 2002). Si bien la teoría metapoblacional considera que el tamaño y el aislamiento del parche son los atributos más importantes que determinan la dinámica metapoblacional (ver Sección 1.1.1.), recientes estudios muestran que la “calidad” de los parches pueden jugar un papel muy importante en la dinámica metapoblacional (Hanski, 1999; Fleishman et al., 2002; Deng y Zheng, 2004; Mbora y Meikle, 2004). Por lo tanto, la construcción de modelos que incorporen, además de los atributos de “primer orden” (i.e., tamaño y aislamiento; sensu Hanski, 1997), otros atributos indicadores de “calidad de hábitat”, puede ayudarnos a tener un mejor entendimiento de los factores que determinan la ocupación de los parches, y elaborar así modelos más precisos que pueden servir para localizar áreas prioritarias de conservación (Gardner y Turner, 1990; Laurance y Bierregaard, 1996; Hanski, 2002). Aunque numerosos estudios con primates señalan que el tamaño y aislamiento de los parches afectan la presencia (e.g., Swart y Lawes, 1996; Chapman et al., 2003; Mandujano et al., 21 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007) y abundancia (e.g., Estrada y Coates-Estrada, 1996; Wieczkowski, 2004; Anzures-Dadda y Manson, 2007; Wong et al., 2006), estas relaciones no son universales, ya que existen también estudios donde no encuentran ninguna relación entre el tamaño y/o aislamiento de parches y la presencia y/o abundancia de primates. Por ejemplo, Rodríguez-Toledo et al. (2003) no encontraron ninguna relación entre el tamaño del parche y la abundancia de monos aulladores en un paisaje fragmentado de Los Tuxtlas. De forma similar, DeGama-Blanchet y Fedigan (2006) tampoco encontraron una relación entre el tamaño/aislamiento del parche y la densidad de monos aulladores en un paisaje de Costa Rica. Tutin et al. (1997), por otro lado, comparan la abundancia de 8 especies de primates entre 13 parches y un bosque continuo cercano en Gabón, África, y reportan que, si bien 2 especies fueron más comunes en el bosque continuo, 2 especies fueron igualmente comunes en ambos ambientes, y 4 especies fueron más comunes en los parches que en el bosque continuo. En conjunto, esta aparente contradicción puede deberse a las diferencias en la metodologías empleadas, a la diferente sensibilidad de las especies a la fragmentación, o a las diferencias en los paisajes (ver Sección 1.1.2.), e implican que más estudios son necesarios para poder encontrar patrones que sirvan para elaborar propuestas de manejo más adecuadas. Además de las características espaciales de los parches, varios investigadores han encontrado que la presencia y abundancia de primates pueden estar asociadas con la riqueza y área basal de las plantas que constituyen los recursos alimenticios más importantes (Chapman y Chapman, 1999; Balcomb et al., 2000), y para muchas especies de primates, el número y tamaño de los árboles están correlacionados positivamente con su abundancia (Skorupa, 1986; Medley, 1993; Wieczkowski, 2004; Mbora y Meikle, 2004; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Por lo tanto, desde una perspectiva conservacionista, es importante entender qué características del hábitat (i.e., vegetación) determinan la probabilidad de que un parche esté ocupado por la especie de interés. 22 1.3. Los monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) y la fragmentación del hábitat 1.3.1. Tendencia y estado de conservación El mono aullador mexicano (Alouatta palliata mexicana) habita pocas reservas aisladas y altamente fragmentadas desde el sureste de México (excluyendo la península de Yucatán) hasta el sur de Guatemala (Rodríguez-Luna et al., 1996). Por ello, esta subespecie fue clasificada por la UICN como vulnerable a la extinción (Rylands et al., 1995). Sin embargo, debido al pequeño rango de distribución geográfica (aprox. 5,754 km2), a las altas tasas de deforestación anual (4.3% al 9.4%), y el importante descenso en el tamaño de sus poblaciones (73% al 90%), recientemente el estatus de conservación de esta subespecie ha sido modificado (de ‘vulnerable’ a ‘en peligro crítico’) (Cuarón et al., 2003), siendo considerada en México ‘en peligro de extinción’ (NOM-059-ECOL-2001). Las poblaciones que se encuentran en la región de Los Tuxtlas, Veracruz, son las más norteñas dentro del continente americano (Estrada y Coates-Estrada, 1996). Desafortunadamente, esta región ha sido muy fragmentada durante los últimos 60 años (Dirzo y García, 1992; Guevara et al., 2004). Estimaciones de Estrada y Coates-Estrada (1996) señalan en las últimas décadas en Los Tuxtlas ha desaparecido cerca del 75% de la selva original, el 20% restante se encuentra aislada en parches de diferente tamaño, y tan sólo el 5% corresponde a selva continua. Esto ha llevado a la pérdida aproximada del 90% del tamaño poblacional original (Estrada y CoatesEstrada, 1995), estando la población remanente fragmentada y aislada en parches con distinto tamaño, forma, y aislamiento (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Mandujano et al., 2006). En particular, con una tasa de deforestación anual del 4%, un estudio reciente en la región sur de Los Tuxtlas estimó mediante simulaciones que la población de aulladores tendrá una probabilidad de extinción del 35% en los próximos 30 años (EscobedoMorales y Mandujano, 2007). 23 1.3.2. Aproximación a la biología y ecología del mono aullador El género Alouatta (Primates: Atelidae) ha sido ampliamente estudiado en Latinoamérica (Crockett y Eisenberg, 1987; Neville et al., 1988), siendo los estudios más frecuentes los centrados en el conocimiento de su ecología y conducta (Kinzey, 1997). La amplia distribución del género y la gran variedad de hábitats en los que vive (Crockett y Eisenberg, 1987), indican que presenta una gran capacidad de explotar diferentes recursos. Esto le ha permitido sobrevivir en parches muy pequeños, donde otras especies no han podido sobrevivir (Lovejoy et al., 1986; Estrada y Coates-Estrada, 1996; Chiarello, 2003). Dicha adaptabilidad puede ser explicada por: 1) presentar una dieta compuesta en gran parte por hojas, lo que los hace menos dependientes de las fluctuaciones estacionales en la abundancia de frutos (Milton, 1980; revisado por CristóbalAzkarate y Arroyo-Rodríguez, 2007); y 2) ser capaces de alimentarse de especies introducidas y especies secundarias típicas de ambientes fragmentados (Lovejoy et al., 1986; Asensio et al., 2007b; revisado por Cristóbal-Azkarate y Arroyo-Rodríguez, 2007). Además, otro factor que ha favorecido su conservación es que su carne no tiene tan buen sabor como la de las especies frujívoras (e.g., mono araña) (com. pers., habitantes de Los Tuxtlas). Los individuos de Alouatta palliata se organizan en grupos familiares multimachomultihembra altamente cohesivos (Crockett y Eisenberg, 1986; Zucker y Clarke, 1992; Treves et al., 2003; Arroyo-Rodríguez et al., 2007b, 2007c). La proporción de hembras por macho puede variar mucho, pero para Centro América se ha reportado de 2.3, con un tamaño grupal medio de 14.6 individuos (rango, 3-44) (Crockett y Eisenberg, 1986; Chapman y Balcomb, 1998). Para Los Tuxtlas, la proporción media de hembras por machos varía entre 1.2 y 1.7, y el tamaño medio grupal entre 7 y 8 individuos (rango, 2-18) (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Arroyo-Rodríguez et al., 2007b). Los juveniles de ambos sexos migran de sus grupos natales para ingresar en otros grupos, o unirse a otros individuos solitarios para formar nuevos grupos (Jones, 1980; Giudice, 1997; Brockett et al., 2000; Arroyo-Rodríguez et al., 2007b). La entrada a nuevos grupos suele estar asociada a episodios muy agresivos, que pueden llevar a la muerte en el caso de los machos (Glander, 1980; Cristóbal-Azkarate et al., 2004). Sin embargo, el intercambio de individuos entre grupos favorece la heterocigosidad, reduciendo los problemas de deriva génica (Pope, 1996). 24 Hasta el momento ha consenso acerca de cuál es el área de actividad mínima que necesitan para sobrevivir. Mientras que Estrada y Coates-Estrada (1994) y Trejo-Vargas (1980) demostraron que un grupo de aulladores en Los Tuxtlas ocupaba un ámbito hogareño de 30-60 ha, existen muchos reportes de tropas viviendo en áreas mucho más pequeñas (e.g., Estrada et al., 2001; Gómez-Marín et al., 2001; Rodríguez-Toledo et al., 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Asensio et al., 2007b; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Un aspecto importante a destacar es que en los Tuxtlas se han encontrado parches con tropas de monos aulladores viviendo en simpatría con monos araña (Ateles geoffroyi) (Estrada y Coates-Estrada, 1995; García-Orduña, 2002; Rodríguez-Toledo et al., 2003). Aunque esto puede reducir la disponibilidad de alimento para ambas especies, un estudio reciente demostró que ambas especies evitan la competencia por los recursos mediante un uso diferencial de algunas especies arbóreas e individuos particulares, favoreciéndose así la supervivencia de ambas especies en los parches (García-Orduña, 2002). Resultados similares se han reportado para monos aulladores y coatis (Nasua narica) habitando un parche de 40 ha en Los Tuxtlas (Asensio et al., 2007a), ya que ambas especies evitaron alimentarse simultáneamente de los frutos de un mismo árbol, y únicamente toleraban alimentarse juntas en los árboles de mayor tamaño. 1.3.3. Los monos aulladores y la fragmentación del hábitat La región de Los Tuxtlas es la región mexicana donde se han realizado más trabajos con monos aulladores, la mayoría en áreas fragmentadas (Estrada y Mandujano, 2003). Los estudios pueden clasificarse en cuatro categorías (Mandujano, 2002): 1) los que consideran solo un parche rodeado por una matriz de tierras agropecuarias (e.g., Gómez-Marín et al., 2001; ArroyoRodríguez et al., 2007b); 2) los realizados en un parche-isla rodeado por agua (i.e., caso especial de la isla de Agaltepec, en el lago de Catemaco; e.g., Rodríguez-Luna et al., 2003; CarreraSánchez et al., 2003); 3) los que consideran varios parches habitados por monos en una o en varias localidades pero dentro de una misma región (e.g., Juan et al., 2000; Estrada y CoatesEstrada, 1996; Asensio et al., 2007b); y 4) los que consideran todos los parches, ocupados y desocupados por monos, pero exclusivamente dentro de una misma localidad o paisaje (e.g., 25 Rodríguez-Toledo et al., 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Mandujano et al., 2006). Los resultados de las dos primeras categorías muestran adaptaciones de la población habitando dentro de un parche. Los resultados de la tercera categoría permiten relacionar el efecto del tamaño y, en algunos casos, el aislamiento o la edad de los parches, con diferentes características de la población. Finalmente, los estudios de la cuarta categoría proporcionan información acerca de las características generales de los parches ocupados y desocupados, lo que nos permite analizar y comprender mejor los posibles efectos de la fragmentación, ya que permiten explicar patrones de distribución y dispersión de animales en un paisaje fragmentado (Mandujano et al., 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Sin embargo, es difícil atribuir los resultados derivados de las tres primeras categorías a la fragmentación, y aunque los estudios dentro de la cuarta categoría se aproximan mejor al problema, una forma más adecuada de encontrar efectos debidos a la fragmentación per se, es comparar varios paisajes con distinto grado de pérdida y fragmentación del hábitat (Fahrig, 2003). Los primeros trabajos que analizaron la distribución y abundancia de aulladores en de Los Tuxtlas fueron los de Silva-López (1987) y García-Orduña (1995) para la Sierra de Santa Marta, y los de Estrada y Coates-Estrada (1994, 1995, 1996) y Estrada et al. (1999), para la zona del volcán San Martín Tuxtla. En general, cuando analizan la relación entre la abundancia de individuos y las características de los parches se han reportado resultados contradictorios. Así por ejemplo, Estrada y Coates-Estrada (1995, 1996) estudian 60 grupos de aulladores y encuentran una relación fuerte entre el tamaño (positiva) y aislamiento (negativa) de los parches, y la abundancia de aulladores. Cristóbal-Azkarate et al. (2005b) en la misma región también encuentran una relación similar para el tamaño del parche, siendo la presencia de monos explicada significativamente también por la diversidad florística. Sin embargo, otros autores al analizar varios parches en la región sur de Los Tuxtlas (Rodríguez-Toledo et al., 2003; GarcíaOrduña, 2002), e incluso en varias áreas de Costa Rica (Clarke et al., 2002; DeGama-Blanchet y Fedigan, 2006) no encontraron una relación significativa entre el tamaño de los parches y la abundancia de monos. Esto puede deberse a los diferentes patrones históricos de fragmentación, o como señala Cristóbal-Azakarate et al. (2005), a las diferencias en las metodologías empleadas, así como a las diferencias en las características estructurales de las áreas de estudio. 26 En este sentido, hay que señalar que el uso de variables respuesta como, por ejemplo, el tamaño de grupos, la abundancia o la densidad (e.g., Estrada y Coates-Estrada, 1996; Chiarello y de Melo, 2001), e índices demográficos como la proporción hembras/machos y la proporción hembras/infantes (e.g., Balcomb y Chapman, 1998; Clarke et al., 2002; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Arroyo-Rodríguez et al., 2007b) son características demográficas difíciles de conocer, y generalmente se estiman a partir de muestreos de precisión variable. La precisión depende del tipo y esfuerzo de muestreo, y por ello hay que tener precaución al comparar resultados entre diferentes estudios (Ojasti, 2000; Feinsinger, 2004). Además, puesto que las características demográficas están afectadas por multitud de factores determinísticos y estocásticos (e.g., factores ambientales, ecológicos, demográficos, genéticos, antropogénicos, etc.), estas características son ampliamente variables espacial y temporalmente (Akçakaya et al., 1999), lo cuál añade incertidumbre a la hora de identificar tendencias o patrones poblacionales, y dificulta aún más la comparación de resultados entre estudios separados en el tiempo y el espacio. El uso de la incidencia (presencia o ausencia) de individuos o poblaciones en parches es más fácil de estimar con esfuerzos de muestreo mucho menores, y en general, presenta un rango de variación temporal menor por el efecto de los factores mencionados anteriormente (e.g., Hanski, 1999). Por esta razón, esta variable ha sido ampliamente utilizada para identificar las respuestas de los organismos a la degradación de sus hábitats (e.g., Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2003, 2006b; Mbora y Meikle, 2004; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Mandujano et al., 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Además esta variable ha sido crucial en la elaboración de modelos metapoblacionales (e.g., Hanski, 1997, 1999), los cuáles permiten identificar los factores que determinan la dinámica metapoblacional en paisajes altamente fragmentados, y conocer así, los efectos de la fragmentación sobre la viabilidad de las poblaciones a grandes escalas espaciales y temporales (e.g., Hanski, 1999, 2002; EscobedoMorales y Mandujano, 2007). 27 1.3.4. Análisis metapoblacionales con monos aulladores en Los Tuxtlas En Los Tuxtlas, los trabajos que analizan la incidencia de aulladores en parches dentro un único paisaje son escasos y recientes (Rodríguez-Toledo et al., 2003; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2003, 2006b; Escobedo-Morales y Mandujano, 2007; Palacios-Silva y Mandujano, 2007). Todos han sido realizados en la región sur de Los Tuxtlas, en un paisaje de aproximadamente 5,000 ha, y son parte de un proyecto general que tiene por objetivo proponer estrategias de conservación para esta especie amenazada integrando modelos paisajísticos y metapoblacionales. Una síntesis con los resultados más sobresalientes puede encontrarse en Mandujano et al. (2006), de los cuales cabe mencionar: 1) el tamaño y aislamiento de los parches explican la presencia de aulladores; 2) para aumentar la viabilidad metapoblacional es más importante aumentar el tamaño de los parches que incrementar el nivel de conectividad entre ellos; 3) la primera estrategia de conservación debe ir enfocada a la protección de los parches ocupados más grandes (> 20 ha) y menos aislados (< 200 m), ya que son los que presentan mayor “calidad” de hábitat; y 4) restaurando 112-170 ha (para aumentar el tamaño y la conectividad de los parches) se reduciría la probabilidad de extinción al 1%. Como parte de estos análisis metapoblacionales, recientemente Palacios-Silva y Mandujano (datos no publicados), elaboraron dos modelos de incidencia para determinar cuáles son las características paisajísticas que determinan en mayor medida la ocupación de los parches. Primero, consideraron el modelo clásico de Hanski (1997) donde se incluye el efecto del área y el aislamiento de los parches. Después, elaboraron un modelo mediante regresión múltiple logística (modelo heurístico) donde incluyen 11 variables paisajísticas para identificar las variables que explicaban en mayor medida la ocupación de los parches. Los autores encontraron que, si bien, la ocupación puede ser explicada significativamente por ambos modelos, el modelo heurístico es más preciso. Este modelo estuvo finalmente compuesto por cuatro variables predictoras: el área del parche, la distancia al parche más cercano, la distancia al pueblo más cercano, y la distancia al río más cercano, indicándonos que los procesos de colonización y extinción de las poblaciones presentes en los parches pueden estar sujetos a efectos de otros factores adicionales al tamaño y la distancia entre parches. Sin embargo, para poder comprender si los patrones de ocupación mencionados son independientes de la proporción de hábitat remanente en los paisajes, y tratar 28 así de encontrar patrones generalizables a escalas espaciales mayores, es necesario realizar estudios donde se comparen diferentes paisajes fragmentados con distinto grado de pérdida y fragmentación del hábitat (ver Sección 1.3). En este sentido, el trabajo de Mandujano y Estrada (2005) es el primero en el que se compara el patrón de ocupación de parches en dos paisajes de Los Tuxtlas con diferente proporción de hábitat. Estos autores encuentran que el porcentaje de parches ocupados, el número de grupos, el número de individuos, y su densidad fueron mayores en el paisaje con mayor proporción de hábitat; probablemente debido a que presentó una mayor cantidad de parches grandes (>10 ha). Si bien este resultado puede tener importantes aplicaciones para crear escenarios de conservación a nivel paisajístico, los autores recomiendan replicar este tipo de estudios en otros paisajes con distintas características estructurales para poder entender las respuestas de esta especie de primate a la fragmentación de su hábitat y elaborar estrategias de conservación exitosas a grandes escalas espaciales (Mandujano y Estrada, 2005). La tesis que se presenta aquí es el primer trabajo donde se compara la ocupación de parches por monos aulladores en tres paisajes con diferente grado de fragmentación. Para ello se determinó la ocupación de un gran número de parches (N = 208), y se relacionó la ocupación con una gran cantidad de características paisajísticas (tamaño de los parches, forma de los parches, y cuatro distancias de aislamiento: al parche más cercano, al parche ocupado más cercano, al camino más cercano y al pueblo más cercano). Esto puede mejorar nuestro entendimiento de cómo responden los aulladores a la fragmentación del hábitat, ya que estas variables pueden estar relacionadas con: 1) la calidad del hábitat y la disponibilidad de alimento (Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006b); y 2) la cacería y otras presiones antropogénicas (Peres, 2001; Chiarello y de Melo, 2001). En particular, a medida que disminuye el tamaño de los parches y la forma es más irregular, la composición y estructura de la vegetación pueden modificarse enormemente (Benítez-Malvido, 1998, Harrison y Bruna, 1999; Laurance et al., 2002; Hill y Curran, 2003; Benítez-Malvido y Martínez-Ramos, 2003; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a), disminuyendo la densidad y área basal de los árboles más importantes dentro de la dieta de los aulladores (Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006b). De forma similar, los grupos de primates localizados en los parches de menor tamaño y localizados cerca de poblados y caminos pueden 29 ser más susceptibles a la extinción, ya que: 1) pueden ser localizados más fácilmente por cazadores; y 2) la tala selectiva de árboles del dosel puede ser mayor en estos parches (Peres, 2001; Chiarello y de Melo, 2001). 1.3.5. Importancia de la composición y estructura de la vegetación de los parches Además del tamaño y aislamiento de los parches, la disponibilidad de recursos alimenticios puede desempeñar un papel muy importante en la ocupación de parches de selva por numerosas especies de animales, incluidos los primates (Fleishman et al., 2002; Mbora y Meikle, 2004; Worman y Chapman, 2006; Rode et al., 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Por ejemplo, se ha reportado que la presencia y abundancia de primates están positivamente relacionadas con atributos de la vegetación como son la diversidad, abundancia y área basal de los árboles que constituyen sus recursos alimenticios más importantes (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Balcomb et al., 2000; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005). Además, para muchos primates, incluidos los monos aulladores, el número y tamaño de los árboles está positivamente correlacionado con la abundancia de primates (Medley, 1993; Mbora y Meikle, 2004; Wieczkowski, 2004; Worman y Chapman, 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Sin embargo, el número de estudios realizados hasta el momento aún es muy escaso, y centrado en un número reducido de variables vegetales. En la presente tesis se consideró un gran número de variables vegetales (N = 15), para identificar cuáles son los atributos de la vegetación que influyen en mayor medida la presencia de monos aulladores en los parches de estudio. No obstante, puesto que las características de la vegetación están fuertemente relacionadas con atributos del paisaje como son el tamaño, la forma y aislamiento de los parches (e.g., Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a, 2006b), este análisis se realizó únicamente con parches que no difiriesen en tamaño, forma y aislamiento. En particular, se escogieron parches de selva muy pequeños (< 10 ha) ya que se ha reportado que éste puede ser un valor de tamaño umbral para la supervivencia de primates en diferentes paisajes fragmentados Neotropicales (Gilbert 2003, Mandujano & Estrada 2005, Mandujano et al. 2006) y del Viejo Mundo (Cowlishaw y Dunbar, 2000). Por tanto, es crucial identificar los atributos de la 30 vegetación que pueden estar favoreciendo la supervivencia de primates en estos parches tan pequeños. 31 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general Analizar la ocupación de parches de hábitat (i.e., remanentes de selva alta) por monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) en tres paisajes con diferente grado de pérdida y fragmentación del hábitat localizados en Los Tuxtlas, Veracruz, México, con el fin de determinar si existe un patrón de ocupación e identificar los factores que afectan dicho patrón a diferentes escalas espaciales, y generar propuestas de manejo para su conservación. 2.2. Objetivos particulares 1) Describir el hábitat remanente de monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) en tres paisajes fragmentados dentro de la zona de amortiguamiento de la Reserva de la Biosfera Los Tuxtlas, Veracruz, considerando los atributos espaciales de los paisajes (cantidad de hábitat remanente, número y tamaño de parches, distancia entre parches, etc.), así como la composición y estructura de la vegetación. 2) Describir la ocupación de parches de hábitat por los monos aulladores en los tres paisajes. 3) Generar modelos para identificar los atributos espaciales de los parches (tamaño, forma y aislamiento) que determinan en mayor grado la distribución de los aulladores en cada paisaje de estudio, y ver si los modelos difieren entre paisajes. 4) Probar cada uno de los modelos, y determinar si es posible generar un modelo de ocupación que permita predecir la distribución de aulladores en otras regiones de la reserva. 5) Identificar las características de la vegetación que influyen en mayor medida la probabilidad de ocupación de parches muy pequeños (< 10 ha). 6) Generar propuestas de manejo para la conservación de esta subespecie críticamente amenazada. 32 3. ESTRUCTURA DE LA TESIS Los objetivos particulares de esta tesis son tratados principalmente en tres publicaciones diferentes. En la primera publicación (En: Diversidad del Estado de Veracruz, en prensa) se trata el primer objetivo de la tesis, i.e., la descripción del hábitat remanente en los tres paisajes de estudio. En este apartado se incluyen análisis que no aparecen en el capítulo original, pero que son necesarios para identificar los cambios en la vegetación que sirve de alimento a los aulladores. En particular, se incluyen regresiones para relacionar el tamaño de los parches con la riqueza, la abundancia, y el área basal de las especies arboreas más importantes dentro de la dieta de los aulladores. La estructura espacial de los paisajes será retomada y analizada con mayor profundidad en la segunda publicación (American Journal of Primatology, en prensa) para relacionarla con la ocupación de parches de selva por monos aulladores en los tres paisajes. En esta publicación se tratan los objetivos 2 al 4. En la tercera publicación (Biotropica, en prensa), se identifican las características de la vegetación que influyen en mayor medida la probabilidad de ocupación de los parches más pequeños (< 10 ha) (objetivo 5). Después de discutir los resultados generales de la tesis (Sección 8), se dedica una Sección completa (9) para proponer algunas estrategias de manejo que se derivan de esta investigación y que pueden servir para la conservación de esta subespecie amenazada (objetivo 6). Finalmente, en la Sección 10 se describen algunas propuestas que deben considerarse para futuras investigaciones sobre el tema. 33 4. DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA DE LA VEGETACIÓN EN FRAGMENTOS DE SELVA DE LOS TUXTLAS, VERACRUZ1 Víctor Arroyo-Rodríguez, Salvador Mandujano y Julieta Benítez-Malvido En: Diversidad del Estado de Veracruz, CONABIO (en prensa) 1 Los análisis que involucran a las especies de plantas que son importantes dentro de la dieta de los monos aulladores (Cuadro 3 y Figura 3) no aparecen en el capítulo original. 34 Diversidad y estructura de la vegetación en fragmentos de selva de Los Tuxtlas, Veracruz Víctor Arroyo-Rodríguez, Salvador Mandujano y Julieta Benítez-Malvido INTRODUCCIÓN La pérdida y fragmentación de las selvas altas en todo el mundo amenazan su integridad. A medida que el grado de fragmentación aumenta, los fragmentos de selva remanente disminuyen en tamaño y aumenta su aislamiento. Estos cambios en la estructura y configuración de los fragmentos tienen importantes implicaciones para la conservación de las selvas, ya que pueden afectar numerosos procesos ecológicos y ecosistémicos como son la dispersión y colonización de nuevos sitios, la dinámica poblacional de plantas y animales, los flujos de energía, etc. (Saunders et al., 1991; Fahrig, 1998). El incremento en la incidencia de la radiación solar y el viento cerca de los bordes de los fragmentos provoca importantes cambios microambientales que pueden afectar negativamente la supervivencia de muchas especies de plantas (procesos denominados “efectos de borde”) (ver Saunders et al., 1991). Estudios en fragmentos de la Amazonía Central han demostrado que cerca de los bordes se acelera la tasa de mortalidad de árboles emergentes, especialmente de aquellas especies típicas del bosque maduro (e.g., Laurance et al., 1998). La muerte de estos grandes árboles abre claros en la selva que favorecen el reclutamiento de especies secundarias, adaptadas a vivir en ambientes perturbados. Así, cerca de los bordes de los fragmentos se producen importantes modificaciones en la diversidad y estructura de la selva original (e.g., Malcolm, 1994; Turner et al., 1996; Benítez-Malvido y Martínez-Ramos, 2003), las cuales son más notables en los primeros 100 m de borde (Laurance y Yensen, 1991; Laurance et al., 1998, 2002). En México, la deforestación ha ocasionado la pérdida del 90% de las selvas del trópico húmedo (Flores-Villela y Gerez, 1994). Este suceso ha sido particularmente importante en la región de Los Tuxtlas, Veracruz, donde se estima que para la década de los 90, el 84% de la selva original había desaparecido (Dirzo y García, 1992). En esta región, la selva alta perennifolia es el 35 tipo de vegetación más afectado por la deforestación, siendo su cobertura remanente actual de tan sólo el 5% de la original (Castillo-Campos y Laborde, 2004). Por lo tanto, es urgente la conservación de estos bosques remanentes, ya que la región de Los Tuxtlas representa la frontera boreal de la selva alta americana (Dirzo y García, 1992), y contiene la mitad de las especies de plantas presentes en todo el estado de Veracruz (ca. 3,356 especies; Castillo-Campos y Laborde, 2004). MÉTODOS Con el fin de conocer los cambios en la vegetación derivados del proceso de fragmentación de la selva de Los Tuxtlas, y poder proponer algunas estrategias de manejo para la conservación de estos bosques, analizamos la diversidad y estructura de la vegetación de 45 fragmentos de selva (< 1 a 700 ha) en tres paisajes con diferente grado de fragmentación (cuadro 1; figura 1), y la comparamos con la vegetación de la Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas (EBTLT). Puesto que se ha reportado que los efectos de borde son más notables en los primeros 100 m de borde (Laurance y Yensen, 1991; Laurance et al., 1998, 2002), identificamos los fragmentos que presentaban o no interior para examinar los posibles efectos de borde sobre la vegetación. En cada fragmento muestreamos una superficie de 1,000 m2 y registramos todas las plantas con un diámetro a la altura del pecho (DAP) ≥ 2.5 cm. Las especies fueron clasificadas con base en sus necesidades lumínicas de germinación como: especies primarias, secundarias y demandantes de luz (Vázquez-Yanes y Guevara, 1985; Hill y Curran, 2003). Las especies primarias sólo germinan y se desarrollan bajo la sombra del bosque. Las especies secundarias se establecen y desarrollan solo en claros y cerca de los bordes del bosque. En cambio, las especies demandantes de luz pueden crecer y sobrevivir en bosques primarios y secundarios, pero requieren determinada cantidad de luz en los primeros estados de desarrollo. 36 Cuadro 1. Características de los tres paisajes analizados en Los Tuxtlas, Veracruz, México. Valores con distinta letra son estadísticamente diferentes (análisis de devianza, P < 0.05). Características Norteño Sureño Central Tamaño del paisaje (ha) 4,656 4,965 5,046 Área total ocupada por selva (ha) 1,107 542 216 Proporción de selva 23.8% 10.9% 4.3% 74 88 46 15.2 A 6.2 B 4.7 B 0.5 a 265.5 0.6 a 75.6 0.6 a 68.8 Media 102.7 A 112.7 A 288.7 B Intervalo (mínimo - máximo) 11 a 920 10 a 438 12 a 1,288 Número de fragmentos de selva Tamaño de fragmentos (ha) Media Intervalo (mínimo - máximo) Aislamiento de fragmentos (m) RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la EBTLT y los fragmentos analizados registramos un total de 9,451 plantas pertenecientes a 75 familias, 207 géneros y 367 especies, las cuales representan el 58% de las especies de dicotiledóneas reportadas para la EBTLT (627 spp.; Ibarra-Manríquez et al., 1995, 1996a, b), y cerca del 20% de todas las especies de plantas reportadas para la selva alta perennifolia de esta región (1,873 spp.; Castillo-Campos y Laborde, 2004). Las familias con mayor número de especies fueron Moraceae (19 especies), Rubiaceae (19), Fabaceae (14), Lauraceae (14), Euphorbiaceae (13) y Mimosaceae (13). El número promedio de especies por fragmento fue de 58 (intervalo = 23 a 84). Como se ha reportado para bosques tropicales en los fragmentos de estudio los árboles fueron el principal componente de la diversidad y estructura de la vegetación (Denslow, 1987). En particular, el 69% de las especies identificadas fueron árboles, el 11% arbustos, el 17% lianas, y el 3% hierbas y palmas. La mayoría de las especies fueron primarias (52%), seguidas de especies demandantes de luz (22%), especies secundarias (24%) y especies cultivadas (2%). Es importante señalar que del total de especies identificadas, 6 (2%) especies se encuentran Amenazadas según la Norma Oficial Mexicana NOM-059-ECOL-2001 (Calophyllum 37 brasiliense, Chamaedorea alternans, Geonoma oxycarpa, Spondias radlkoferi, Talauma mexicana, Tetrorchidium rotundatum), y 2 (0.5%) especies se encuentran en Peligro de Extinción (Mortoniodendron guatemalense y Vatairea lundellii). Figura 1. Localización de los tres paisajes estudiados en la región de Los Tuxtlas, sureste de Veracruz, México. Se indican los fragmentos muestreados (en negro), así como la localización de la masa de bosque continuo más cercana a cada paisaje (punteado). Los paisajes norteño y sureño presentan fragmentos grandes con interior (se muestra en gris la franja de 100 m de borde). 38 Nuestros datos indican que a medida que disminuye la proporción de selva remanente en los paisajes, también se reduce el tamaño medio de los fragmentos y aumenta su aislamiento (cuadro 1; figura 1). Estas características pueden aumentar la vulnerabilidad de las poblaciones de plantas y animales dentro de los fragmentos, ya que además de sufrir un mayor efecto de borde (debido al menor tamaño de los fragmentos) la probabilidad de que estos fragmentos sean colonizados disminuye drásticamente (ver Saunders et al., 1991; Hanski, 1999). Estos procesos pueden explicar que el paisaje central (más deforestado, con fragmentos de menor tamaño y más aislados entre sí) presentara la menor riqueza total de especies, menor riqueza de especies primarias, menor riqueza de árboles y menor riqueza de especies en alguna categoría de riesgo (cuadro 2). En contraste, el paisaje con mayor proporción de selva remanente (paisaje norteño) presentó los fragmentos de mayor tamaño y menor aislamiento entre sí, siendo el paisaje con un dosel superior más rico en especies, con mayor riqueza y área basal de arbustos, mayor riqueza de lianas y con mayor área basal de especies en alguna categoría de riesgo (cuadro 2). Como sucede al considerar toda la superficie de la región (Guevara et al., 2004b), en los paisajes analizados la mayoría de los fragmentos fueron pequeños (75% menores a 5 ha, 18% entre 5 y 20 ha, 7% mayores a 20 ha). Como consecuencia, considerando que los efectos de borde se den principalmente en los primeros 100 m (Laurance y Yensen, 1991; Laurance et al., 1998, 2002), sólo 7 fragmentos tienen área libre de estos efectos (fragmentos con interior). Esto tiene importantes implicaciones para la comunidad de plantas presente en los fragmentos. Por ejemplo, encontramos que la composición y estructura de la vegetación de la EBTLT fue más similar a la de los fragmentos con interior que a los fragmentos sin interior (figura 2). Comparado con los fragmentos más pequeños sin interior, la EBTLT presentó una mayor densidad de árboles grandes de especies primarias, pero menor riqueza y densidad de especies secundarias. Por el contrario, en los fragmentos sin interior encontramos un dosel superior con menor riqueza de especies, menor densidad de árboles y de menor tamaño (menor área basal) (figura 2). 39 Cuadro. 2. Diversidad y estructura de la vegetación en 45 fragmentos (15 por paisaje) muestreados en Los Tuxtlas, Veracruz. Se reportan los promedios y desviaciones estándar (entre paréntesis) para cada paisaje. Valores con distinta letra son estadísticamente diferentes (análisis de devianza, P < 0.05). Características de la vegetación Paisaje Norteño Paisaje Sureño Paisaje Central - Todas las plantas 61.1 (12.9) A 64.9 (8.7) A 49.1 (14.2) B - Plantas DAP 2.5-30 cm 49.6 (13.3) A 58.1 (9.2) B 38.7 (15.5) A - Plantas DAP > 60 cm 6.0 (4.4) A 3.4 (2.0) B 4.2 (1.7) B - Especies primarias 29.0 (8.3) A 33.1 (7.1) A 21.1 (9.3) B - Árboles 46.5 (9.5) A 54.5 (7.3) B 40.7 (10.7) A - Arbustos 6.5 (2.6) A 4.1 (1.3) B 4.2 (2.4) B - Lianas 5.3 (3.0) A 3.8 (1.7) B 2.6 (2.1) C - Especies amenazadas 2.9 (1.5) A 3.1 (0.7) A 1.5 (1.0) B - Todas las plantas 189.8 (58.5) A 269.3 (51.0) B 171.0 (57.1) A - Plantas DAP 2.5-30 cm 145.9 (52.4) A 235.6 (51.6) B 131.7 (55.2) A - Especies demandantes 46.7 (25.9) A 80.6 (28.9) B 35.4 (21.1) A - Árboles 130.1 (44.2) A 215.4 (50.6) B 132.9 (43.9) A - Lianas 7.5 (6.3) A 10.6 (7.0) A 3.4 (3.1) B - Plantas DAP 2.5-30 cm 0.8 (0.3) A 1.1 (0.2) B 0.8 (0.3) A - Especies secundarias 1.3 (0.7) A 0.7 (0.5) B 1.2 (0.8) A - Arbustos 0.4 (0.5) A 0.1 (0.04) B 0.2 (0.1) B - Especies amenazadas 0.8 (0.8) A 0.4 (0.2) B 0.4 (0.4) B Riqueza de especies considerando: Abundancia de plantas considerando: Área basal total (m2) considerando: 40 Grupos ecológicos a 50 25 a ab b 20 a a 5 2 Densidad (ind./1000 m ) 200 b a ab 250 a 100 a 50 a a a a a 8 4 b 2 a 5 a a 6 a ab a 0 a 4 2 a a a b a Especies secundarias Especies demandantes de luz a b b a a 4 3 a b 2 1 a a a a a a a b b Lianas Palmas & Hierbas 0 0 Especies primarias a a 10 8 a a 50 0 12 a a a b 14 a . b 200 0 b a a a a 150 a b a a a ab a 100 12 a 150 a a 2 Área basal (m ) b ab b 10 0 250 40 20 0 6 b 300 140 120 100 80 60 10 20 a a 0 ab a 30 a a a 10 a a 40 40 0 14 50 a 20 10 a 60 30 a 15 70 a 60 30 200 180 160 a 70 a Formas de vida Ln (Área basal) Riqueza de especies 35 Rangos de DAP a 40 2.5 - 30 cm > 30 - 60 cm > 60 cm Árboles Arbustos Figura 2. Comparación de la riqueza, densidad y área basal (media ± desviación estándar) por grupos ecológicos, rangos de diámetro a la altura del pecho (DAP) y formas de vida, entre la Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas (columnas negras), 7 fragmentos con interior (columnas blancas), y 37 fragmentos sin interior (columnas rayadas). Letras diferentes muestran diferencias significativas (P < 0.05). 41 Considerando las 10 especies más importantes dentro de cada comunidad (identificadas mediante un índice de valor importancia), encontramos que en la EBTLT dominaron especies primarias, en los fragmentos con interior dominaron especies primarias y demandantes de luz, mientras que en los fragmentos más pequeños y sin interior hubo una mayor dominancia de especies secundarias (cuadro 3). Esto sugiere que comparado con la EBTLT, los fragmentos presentan una vegetación alterada. Especies primarias pertenecientes a las familias Arecaceae (e.g., Astrocaryum mexicanum, Chamaedorea tepejilote), Moraceae (e.g., Brosimum alicastrum, Poulsenia armata, Pseudolmedia oxyphyllaria), Lauraceae (e.g., Nectandra spp.) y Fabaceae (e.g., Dussia mexicana), que son típicas de la selva alta poco perturbada, tuvieron escasa representatividad en los fragmentos. Aquí fueron más importantes especies demandantes de luz como Vochysia guatemalensis, Tapirira mexicana, Dendropanax arboreus y Bursera simaruba, y especies secundarias como Siparuna andina, Croton schiedeanus y Stemmadenia donnell-smithii. Este último grupo de plantas fue más importante en los fragmentos sin interior, lo cual coincide con numerosos reportes en selvas donde encuentran que la fragmentación favorece la proliferación de especies secundarias, particularmente en los bordes (Benítez-Malvido, 1998; Hill y Curran, 2003; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a). Especies importantes en la dieta de los monos aulladores Por otro lado, tomando en cuenta las especies más importantes dentro de la dieta de los monos aulladores (con base en la lista publicada por Cristóbal-Azkatare y ArroyoRodríguez, 2007), en la EBTLT seis de las 10 especies con mayor IVI fueron especies importantes para los aulladores, mientras que en los fragmentos con y sin interior sólo encontramos 4 de 10 (cuadro 3). De forma similar, encontramos que a medida que disminuye el tamaño de los fragmentos, la riqueza (r = 0.38, P = 0.01) y el área basal (r = 0.68, P < 0.001) de este grupo de plantas disminuyó significativamente (figura 3). Estos resultados son consistentes con otros estudios donde se demuestra que la reducción en el tamaño de los fragmentos puede reducir la calidad y cantidad de recursos alimenticios para los primates (Juan et al., 2000; Tutin, 1999; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006b) Cuadro 3. Abundancia y área basal totales y relativas (%) de las diez especies de plantas con mayor índice de valor de importancia (IVI) registradas en la Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas, en 7 fragmentos grandes con interior y 37 fragmentos pequeños sin interior. Grupos ecológicos (GE): especies primarias (Pri), secundarias (Sec) y demandantes de luz (Dem). Abundancia Área basal Especie Familia GE No. % m2 % IVI Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas Arecaceae Astrocaryum mexicanum Moraceae Poulsenia armata* Moraceae Brosimum alicastrum* Fabaceae Dussia mexicana* Lauraceae Nectandra ambigens* Pseudolmedia oxyphyllaria* Moraceae Boraginaceae Cordia megalantha Guarea glabra raza bijuga Meliaceae Arecaceae Chamaedorea tepejilote Caesalpinaceae Cynometra retusa* Prim Prim Prim Prim Prim Prim Dem Prim Prim Prim 90 5 3 1 3 13 2 5 14 7 41.9 2.3 1.4 0.5 1.4 6.0 0.9 2.3 6.5 3.3 0.2 2.2 2.1 2.1 1.6 0.4 1.4 0.8 0.0 0.2 1.7 15.0 14.1 14.7 11.3 2.7 9.9 5.7 0.1 1.4 53 22 17 16 15 15 13 11 10 10 Fragmentos con interior (n = 7) Combretaceae Terminalia amazonia* Violaceae Orthion oblanceolatum Arecaceae Astrocaryum mexicanum Anacardiaceae Tapirira mexicana* Araliaceae Dendropanax arboreus Moraceae Ficus yoponensis* Burseraceae Bursera simaruba* Monimiaceae Siparuna andina Annonaceae Cymbopetalum baillonii Rubiaceae Faramea occidentalis Prim Dem Prim Dem Dem Dem Dem Sec Prim Prim 20 76 116 34 30 6 27 46 31 45 1.2 4.7 7.2 2.1 1.9 0.4 1.7 2.9 1.9 2.8 8.7 4.3 0.3 3.0 2.9 4.9 2.4 0.7 1.8 0.3 10.7 5.2 0.3 3.7 3.6 6.0 3.0 0.9 2.2 0.3 14 11 11 8 7 7 7 7 6 6 Fragmentos sin interior (n = 37) Arecaceae Prim 418 5.5 1.1 0.5 9 Astrocaryum mexicanum Euphorbiaceae Sec 302 4.0 5.4 2.3 9 Croton schiedeanus Vochysiaceae Dem 272 3.6 8.4 3.6 9 Vochysia guatemalensis Monimiaceae Sec 342 4.5 2.1 0.9 8 Siparuna andina Araliaceae Dem 161 2.1 8.5 3.6 8 Dendropanax arboreus Moraceae Prim 50 0.7 13.9 5.9 7 Brosimum alicastrum* Annonaceae Prim 131 1.7 9.5 4.0 7 Rollinia mucosa* Sec 243 3.2 3.2 1.4 7 Stemmadenia donnell-smithii Apocynaceae Prim 171 2.2 4.1 1.8 6 Pseudolmedia oxyphyllaria* Moraceae Burseraceae Dem 107 1.4 5.7 2.4 5 Bursera simaruba* *Especies importantes dentro de la dieta de los monos aulladores en Los Tuxtlas, Veracruz (Cristóbal-Azkarate y Arroyo-Rodríguez, 2007). 43 Número de especies 18 16 14 12 10 8 6 R2 = 0.15 P = 0.01 4 2 0 0 1 2 Densidad de plantas 4 5 6 7 Ln (Tamaño del parche) 90 80 R2 = 0.10 P = 0.16 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Ln (Tamaño del parche) 16 Área basal total (m 2) 3 14 12 10 8 R2 = 0.50 P < 0.0001 6 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Ln (Tamaño del parche) Figura 3. Relación entre el tamaño de los parches y la riqueza, densidad (ind/1,000 m2) y área basal de las especies más importantes dentro de la dieta de los monos aulladores en Los Tuxtlas. Las especies más importantes se obtuvieron de la lista publicada por Cristóbal-Azkarate y Arroyo-Rodríguez (2007). 44 Implicaciones para la conservación de la selva alta en Los Tuxtlas Nuestros resultados indican que a medida que disminuye el tamaño de los fragmentos, la composición florística y la estructura general de la selva se modifica enormemente, afectando particularmente a las especies más importantes dentro de la dieta de los monos aulladores. El tamaño y la forma de los fragmentos determinan la superficie del fragmento que va a estar sujeta a efectos de borde. Considerando que los efectos de borde se den en los primeros 100 m, encontramos que sólo 7 fragmentos tienen área libre de estos efectos. Al comparar la vegetación de los fragmentos con y sin interior con la vegetación de la EBTLT, encontramos que los fragmentos con interior tienen una vegetación estructuralmente más parecida a la EBTLT que los fragmentos sin interior. Por lo tanto, si queremos conservar la selva alta original es necesario conservar y/o restaurar los fragmentos de selva de mayor tamaño, para incrementar en lo posible las áreas de selva libres de los efectos de borde. En esta región el tamaño de los fragmentos de selva está relacionado positivamente con la elevación y la topografía, ya que las fuertes pendientes los hace más inaccesibles para el hombre (Mendoza et al., 2005; figura 4). Puesto que la selva alta se distribuye principalmente por debajo de los 700 msnm (Castillo-Campos y Laborde, 2004), y las tierras bajas han sido las que han sufrido una mayor deforestación (Guevara et al., 2004a), es urgente la restauración de los fragmentos de selva de las tierras bajas. Creemos que los proyectos de manejo y/o restauración de la selva no pueden hacerse solo a escala de fragmento, sino a escala paisajística, ya que de esta manera podemos integrar multitud de factores que varían espacialmente (e.g., tamaño y aislamiento de los fragmentos) para localizar las áreas prioritarias de conservación. En este sentido, es importante señalar que en la región han surgido iniciativas por parte de algunas comunidades de campesinos que, preocupados por la conservación de la selva, están creando pequeñas reservas privadas en la zona de amortiguamiento de la reserva. Por tanto, si se desarrollan programas a escala paisajística se pueden coordinar los esfuerzos de estos campesinos para que estos proyectos tengan un mayor impacto para la conservación de la 45 selva. Figura 4. Debido mayormente a prácticas agrícolas y ganaderas, la selva remanente en la región de Los Tuxtlas cubre tan sólo el 5% del área original, y se distribuye principalmente en las zonas más inaccesibles de los cerros. Foto: Arturo GonzálezZamora. Finalmente, es importante señalar la importancia que tienen los fragmentos pequeños para la conservación de la diversidad biológica regional y estatal (ArroyoRodríguez y Mandujano, 2006a). Los fragmentos más pequeños presentaron una gran riqueza de especies, ya que contienen un gran número de especies secundarias y demandantes de luz. La diversidad de plantas en los trópicos actualmente está fuertemente ligada a la vegetación secundaria (Gómez-Pompa, 1971; Martínez-Ramos, 1994), la cual es cada vez más común en paisajes del estado de Veracruz (e.g., Zamora y Castillo-Campos, 1997; Williams-Linera et al., 2002; Castillo-Campos y Laborde, 2004). Por tanto, es importante establecer también programas de conservación para impedir que desaparezcan estos fragmentos pequeños, particularmente en la zona de amortiguamiento de la reserva, ya que sirven como reservorios de biodiversidad a escala regional, son refugio de muchas especies amenazadas y en peligro de extinción, y aumentan la conectividad del paisaje, reduciendo el inminente peligro de aislamiento de las poblaciones de plantas y animales. 46 REFERENCIAS Arroyo-Rodríguez, V., y S. Mandujano. 2006a. The importance of tropical rain forest fragments to the conservation of plant species diversity in Los Tuxtlas, Mexico. Biodiversity and Conservation 15: 4159-4179 Arroyo-Rodríguez, V., y S. Mandujano. 2006b. Forest fragmentation modifies habitat quality for Alouatta palliata. International Journal of Primatology 27: 1079-1096. Benítez-Malvido, J. 1998. Impact of forest fragmentation on seedling abundance in a tropical rain forest. Conservation Biology 2: 380–389. 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Contrastes y similitudes en el uso de recursos y patrón diarios de actividades en tropas de monos aulladores (Alouatta palliata) en fragmentos de selva en Los Tuxtlas, México. Neotropical Primates 8: 131135. Laurance, W. F., y E. Yensen. 1991. Predicting the impacts of edge effects in fragmented habitats. Biological Conservation 55: 77-92. Laurance, W. F., L. V. Ferreira, J. M. Rankin-de Merona y S. G. Laurance. 1998. Rain forest fragmentation and the dynamics of Amazonian tree communities. Ecology 79: 2032-2040. Laurance, W. F., T. E. Lovejoy, H. L. Vasconcelos, E. M. Bruna, R. K. Dirham, P. C. Stouffer, C. Gascon, R. O. Bierregaard, S. G. Laurance y E. Sampaio. 2002. Ecosystem decay of Amazonian forest fragments: a 22-year investigation. Conservation Biology 16: 605-618. Malcolm, J. R. 1994. Edge effects in central Amazonian forest fragments. Ecology 75: 48 2438-2445. Martínez-Ramos, M. 1994. Regeneración natural y diversidad de especies arbóreas en selvas húmedas. 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LANDSCAPE ATTRIBUTES AFFECTING PATCH OCCUPANCY BY HOWLER MONKEYS (ALOUATTA PALLIATA MEXICANA) AT LOS TUXTLAS, MEXICO Víctor Arroyo-Rodríguez, Salvador Mandujano, y Julieta Benítez-Malvido American Journal of Primatology (En prensa) Selva continua del volcan Santa Marta (Foto: Cesar Perez Moscoso) Volcán San Martín Pajapan (Foto: Carla Cuende) Corredores riparios (Foto: Cesar Perez Moscoso) 50 American Journal of Primatology 69:1–12 (2007) RESEARCH ARTICLE Landscape Attributes Affecting Patch Occupancy by Howler Monkeys (Alouatta palliata mexicana) at Los Tuxtlas, Mexico VÍCTOR ARROYO-RODRÍGUEZ1, SALVADOR MANDUJANO2, 3 AND JULIETA BENÍTEZ-MALVIDO 1 División de Posgrado, Instituto de Ecologı´a A.C., Congregación el Haya, Xalapa, Veracruz, Mexico 2 Departamento de Biodiversidad y Ecologı´a Animal, Instituto de Ecologı´a A.C., Xalapa, Veracruz, Mexico 3 Centro de Investigaciones en Ecosistemas, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia, Michoacán, Mexico Understanding how forest cover is related to patch attributes such as size, shape, and isolation, and how this influences the occurrence of a species in fragmented landscapes is an important question in landscape ecology and conservation biology. To study the effects of fragmentation on patch occupancy by the critically endangered Mexican mantled howler monkey (Alouatta palliata mexicana) in the Los Tuxtlas region of Mexico, we selected three landscapes of ca. 5,000 ha, which differed in their remaining forest cover (24, 11, and 4%). For each landscape, we related patch occupancy to forest cover, patch size and shape, and four isolation parameters. Landscape attributes varied according to forest cover, and the percentage of occupation was greater in landscapes with more forest cover. The attributes affecting the probability of occupancy differed among landscapes. Occupancy was positively related to patch size in all landscapes, but in the northernmost landscape, shape irregularity had a negative effect on occupancy, whereas in the southernmost landscape, occupancy was favored by greater distances to the nearest village. The results show that not only the total amount of forest cover but also patch configuration need to be taken into consideration when designing management strategies for the conservation of the Mexican mantled howler monkey. Am. J. Primatol. 69:1–12, 2007. c 2007 Wiley-Liss, Inc. Key words: fragmentation; landscape structure; Mexican mantled howler monkey; Neotropical primates Contract grant sponsors: Department of Biodiversity and Animal Ecology at the Instituto de Ecologı́a A.C.; Dirección General de Relaciones Internacionales-SEP. Correspondence to: Vı́ctor Arroyo-Rodrı́guez, División de Posgrado, Instituto de Ecologı́a A.C., Km 2.5 Antigua Carretera Coatepec No. 351, Congregación el Haya, Xalapa 91070, Veracruz, México. E-mail: [email protected] Received 1 February 2007; revised 30 April 2007; revision accepted 21 May 2007 DOI 10.1002/ajp.20458 Published online in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). r 2007 Wiley-Liss, Inc. 2 / Arroyo-Rodrı́guez et al. INTRODUCTION Fragmentation results in the reduction of forest coverage and in changes of landscape attributes, such as an increase in the number of forest patches, a decrease in patch size and increased isolation [Andrén, 1994]. These shifts in landscape structure affect other ecological processes such as population dynamics and dispersal mechanisms [e.g., Fahrig, 1998]. In this context, identification of the factors influencing the presence of species in fragmented landscapes may be fundamental to the development of effective strategies of conservation and management. Metapopulation theory predicts that the probability of local extinction in fragmented habitats increases with decreasing patch size and increasing isolation, whereas the probability of colonization follows the opposite trend [Hanski, 1999]. Several studies with primates support these predictions [AnzuresDadda & Manson, 2007; Chapman et al., 2003; Mandujano et al., 2006; Swart & Lawes, 1996]. Initially, changes in forest cover result in a random occupancy of the remaining patches, but over time, primates may disappear from some fragments owing to their small size or inadequate characteristics, whereas they may recolonize others suitable fragments [Chapman et al., 2003; Marsh, 2003; Mbora & Meikle, 2004]. However, in landscapes with a large proportion of remaining habitat, the effects of fragmentation may be primarily a consequence of habitat loss, whereas in highly fragmented habitats, the decline in population size can be greater than expected from habitat loss alone because of the synergistic effects of habitat loss, reduced patch size, and increased isolation [Andrén, 1994; Fahrig, 1998, 2003; Flather & Bevers, 2002; Harrison & Bruna, 1999]. We analyzed patterns of patch occupancy by Mexican mantled howler monkeys (Alouatta palliata mexicana) in the Los Tuxtlas region, southeastern Mexico. Los Tuxtlas region has suffered severe fragmentation [Dirzo & Garcia, 1992; Guevara et al., 2004] and the remaining howler populations are located in forest patches that vary in size and degree of isolation [e.g., Cristóbal-Azkarate et al., 2005]. Previous research has been focused on a single landscape unit and has shown that both patch size and isolation affect the presence and abundance of howlers [Estrada & Coates-Estrada, 1996; Estrada et al., 1999; Mandujano et al., 2006]. In this study, a regional approach was adopted, in which landscapes with different amounts of forest cover were analyzed comparatively, and with reference to important additional variables such as patch shape, distance to roads and villages. This approach may improve our understanding of how primates respond to habitat fragmentation, given that these variables may be related to: (1) food resources and vegetation structure [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano, 2006]; and (2) hunting pressure and other anthropogenic disturbances [Chiarello & de Melo, 2001; Peres, 2001]. Particularly, as fragments become smaller and more irregularly shaped, their floristic composition and vegetation structure are increasingly modified [Benı́tez-Malvido, 1998; Harrison & Bruna, 1999; Laurance et al., 2002], decreasing the quality and quantity of food resources for howlers [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano, 2006]. In this paper, we address the effects of forest cover, and patch size, shape, and isolation, on the presence of howler monkey populations in 208 forest fragments in three landscapes representing a gradient of forest loss and fragmentation. Specifically, we (1) analyze the relationships between forest cover and six landscape attributes (patch size and shape, and four isolation parameters); (2) identify the landscape attributes affecting patch occupancy within each Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp Patch Occupancy by Howlers at Los Tuxtlas / 3 landscape unit; and (3) discuss implications for the conservation of howler monkeys. This is a timely study for the conservation of this endangered primate, given that its populations have declined by 90% since 1940 in Los Tuxtlas [Estrada & Coates-Estrada, 1994], the northernmost area of the distribution of howler monkeys. METHODS Study Site The Los Tuxtlas region is in the southeast of the state of Veracruz, Mexico (181 80 –181450 N, 941 370 –951 220 W; Fig. 1). The region was decreed a Special Biosphere Reserve in 1998 owing to its biodiversity and its cultural importance Fig. 1. Location of the three landscapes units studied at the Los Tuxtlas Biosphere Reserve, southeastern Veracruz, Mexico. Continuous forest, and patches occupied by howler monkeys are indicated in the map. Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp 4 / Arroyo-Rodrı́guez et al. [Diario Oficial de la Federación, 1998; Laborde, 2004]. The reserve covers 155,122 ha [Laborde, 2004]. The original dominant vegetation type at altitudes below 700 m asl was tropical rain forest, but this region has been severely fragmented over the past 60 years and the remaining forest is surrounded by a matrix of pastures and croplands [Castillo-Campos & Laborde, 2004; Dirzo & Garcia, 1992; Guevara et al., 2004]. The climate is humid and warm, with a mean annual temperature of 251C and annual rainfall that oscillates between 3,000 and 4,600 mm [Soto, 2004]. The Study Landscapes We selected three landscapes that: (1) represent a gradient of forest loss and fragmentation; (2) are situated between 0 and 400 m asl; (3) are naturally delimited by the coast of the Gulf of Mexico and large rivers; and (4) encompass approximately the same area (ca. 5,000 ha; Fig. 1, Table I). The fact that the landscapes are delimited by large rivers and isolated by 30 km (northern-central and central-southern; Fig. 1) permit us to consider them as distinct units for howler populations. Taking into account the rates of deforestation at Los Tuxtlas between 1972 and 1993 [Guevara et al., 2004], we assumed that all patches were of approximately the same age and therefore this variable was not considered in the analysis. Landscape Attributes We digitized the three landscapes with ArcView 3.2 (Environmental System Research Institute, Inc., USAs) software, using aerial photographs [1:20,000; INEGI, 1999], orthophotos [INEGI, 1996], and digital [INEGI, 1990] and field data. We defined ‘‘patch’’ as a remnant of the original forest, with a mean canopy TABLE I. Attributes of the Three Landscapes Studied at Los Tuxtlas, Mexico Northern Landscape attributes Total area (ha) 4,656 Total forest cover (ha) 1,107 Percentage of forest cover 23.8% Number of forest patches 74 Mean (7SD) patch size (ha) 15.2 (40.3)A Mean (7SD) shape index 2.2 (1.0)A Mean (7SD) distance (m) to: Nearest patch 102.7 (172.0)B Nearest occupied patch 173.3 (193.1)B Nearest road 423.5 (519.0) Nearest village 1462.5 (1240.4)B Number of villages 4 Patches occupied by Alouatta palliata Number of occupied patches 20 Percentage of occupancy 27.0% Southern 4,965 542 10.9% 88 6.1 (12.7)B 1.9 (0.7)B Central 5,046 216 4.3% 46 4.7 (10.3)B 1.8 (0.6)B 112.7 (99.9)B 288.7 (299.8)A 373.2 (314.9)B 1496.3 (1186.6)A 443.9 (518.3) 333.0 (435.1) 889.8 (662.6)A 1725.3 (1175.7)B 8 3 18 20.5% 4 8.7% F2,205 NT NT NT NT 3.3 4.1 17.0 74.5 0.8 NS 12.2 NT NT NT Differences among landscapes for each attribute were analyzed with analyses of variance. Different capital letters used as superscript indicate which means significantly differ among landscapes (based on Tukey’s post hoc comparison). Po0.05; **Po0.001. NS, not significant; NT, not tested. Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp Patch Occupancy by Howlers at Los Tuxtlas / 5 height Z10 m, and a surface area Z0.5 ha, which appear to be the minimum parameters for patch occupation by A. p. mexicana in Los Tuxtlas [CristóbalAzkarate et al., 2005; Rodrı́guez-Toledoet al., 2003]. We calculated size, isolation, and shape for all patches using the Patch Analyst 2.2 extension. Four isolation parameters were used: distance to the nearest patch, occupied patch, road, and village. pffiffiffiffiffiffiffiWe assigned each patch a shape index [Forman & Godron, 1986]: IF ¼ P= Ap; where P and A are the perimeter and area, in meters. Index values vary from 1, for a circular shape, to 5 for a highly irregular shape. All forest patches were considered in the analysis. Preliminary analysis showed that the study landscapes represent a gradient of loss and fragmentation of forest cover (Table I, Fig. 1). The northern landscape had a larger proportion of remaining cover (24%, in 74 patches) followed by the southern (11%, in 88 patches) and central (4%, in 46 patches) landscapes. Mean patch size (7SD) in the northern landscape (15.2740.3 ha) was significantly greater (F2,205 5 3.3, P 5 0.04) than in the southern (6.2712.8 ha) and central (4.7710.3 ha) landscapes (Table I). With respect to size, 80% of the patches in the northern landscape were smaller than 8 ha, and 11% larger than 32 ha. In the southern and central landscapes, 89% of the patches were smaller than 8 ha, and only 5 and 2%, respectively, were larger than 32 ha (Table II). Larger, patches in the northern landscape were significantly more irregular in shape (mean7SD, IF 5 2.271.0; F2,205 5 4.1, P 5 0.001) than in the southern (1.970.7) and central (1.870.6) landscapes (Tables I and II). Mean patch isolation (7SD), as measured by the distance to the nearest patch and distance to the nearest occupied patch, in the northern landscape (1037172 and 1737193 m, respectively) was significantly lower than in the other landscapes (Table I); whereas patches in the central landscape were the most isolated (2897300 and 1,49671,187 m, respectively). Distances between patches and villages were significantly lower in the southern landscape (Tables I and II). Sampling of Howler Monkey Populations To determine the occurrence of howler monkeys within the three landscape units, all forest patches were sampled between 2004 and 2005 using standardized procedures [Rodrı́guez-Toledo et al., 2003]. Patch occupancy was defined as the presence of at least one individual in a given fragment. To confirm occupancy, we made slow treks around and inside each patch, generally from 6 in the morning to midday and from 4 to 7 in the afternoon. The typical howling vocalization of the species allowed us to locate the groups within the fragments. Search time depended on patch size, with 5–6 hr being dedicated to the survey of small fragments (o5 ha), 8 hr in medium-sized patches (5–10 ha), and 24–48 hr in larger fragments. Nevertheless, as larger patches tended to have larger howler populations [Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Estrada & Coates-Estrada, 1996], confirmation of the presence of howlers often took less time in larger patches. To prevent failure in detection owing to small population size or density [Gu & Swihart, 2004], we sampled each patch two or three times per year. Data Analysis To test attribute differences among landscapes, we used analysis of variance with Tukey’s post hoc comparisons. To identify the landscape attributes that influence the probability of occupancy (presence/absence of howlers), we used multiple logistic regression analysis with generalized linear models [GLM; Crawley, 2002], except in the case of the central landscape, which presented Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp 6 / Arroyo-Rodrı́guez et al. TABLE II. Distribution of Forest Patches by Size, Shape and Isolation in the Three Focal Landscapes of Los Tuxtlas, Veracruz, Mexico, and Occupancy by Howler Monkeys (Alouatta Palliata) Northern landscape Total (N 5 74) Occupied (n 5 20) Southern landscape Total (N 5 88) Patch size (ha) 0–1 12 0 12 41–2 17 1 25 42–4 13 2 23 44–8 17 6 18 48–16 5 2 5 416–32 2 1 1 432–64 3 3 2 465–128 3 3 2 4128 2 2 0 Shape index 1–2 43 7 57 42–3 17 8 25 43–4 6 2 5 44–5 8 3 1 Distance to nearest forest patch (m) 0–50 43 17 25 450–100 14 0 29 4100–200 9 1 20 4200–400 3 0 12 4400–800 3 1 2 4800 2 1 0 Distance to nearest occupied forest patch (m) 0–50 22 9 7 450–100 13 2 13 4100–200 18 2 9 4200–400 15 4 23 4400–800 4 2 25 4800 2 1 11 Central landscape Occupied (n 5 18) Total (N 5 46) Occupied (n 5 4) 0 2 2 5 4 1 2 2 0 10 13 14 4 3 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 0 1 0 9 5 3 1 34 9 3 0 2 2 0 0 8 7 3 0 0 0 8 10 5 10 10 3 0 1 2 0 1 0 4 4 1 6 3 0 0 1 3 7 4 31 0 0 0 2 0 2 highly unbalanced data (four occupied patches vs. 42 unoccupied ones). The GLM permit us to elaborate statistical models analogous to multiple regression analysis. However, whereas in a regression analysis the data must have a normal distribution, that is, the distribution of residuals must be normal, with GLM the structure of the error distribution is analyzed by a link-function, which is related to a specific distribution function (e.g., normal, Poisson, gamma, binomial). We fixed a binomial error (to a binary response variable), and corrected for overdispersion [Crawley, 2002], and used Akaike’s information criterion to select the most parsimonious model, that is, the combination of independent variables (i.e., patch size, shape, and four isolation distances) that best explained the probability of a patch being occupied [Motulsky & Christopoulos, 2003]. To reduce collinearity between the predictor variables and multivariate models, we checked the variance inflation factor. Redundant variables were deleted where variance inflation factor values were above 4, which indicate possible multicollinearity Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp Patch Occupancy by Howlers at Los Tuxtlas / 7 [Chatterjee et al., 2000]. Specifically, the distance to the nearest forest patch was not included in the model for the northern landscape, because this variable was highly correlated with the distance to the nearest occupied patch (r 5 0.83, Po0.001) and nearest village (r 5 0.77, Po0.001). Similarly, the distance to the nearest road was not included in the model for the southern landscape because it was correlated with the distance to the nearest village (r 5 0.71, Po0.001). After generating the models for each landscape independently, we tested their accuracy by using the model for each landscape to predict patch occupancy in the other landscapes, and estimating the proportion of patches classified correctly by each model. Following Mbora and Meikle [2004] protocol, we considered patches to be occupied where the predicted probability of occupancy was Z0.50. All analyses were performed using S-Plus 2000 for Windows [Anon, 1999]. RESULTS Patch Occupancy by Howlers A larger proportion of patches in the northern landscape were occupied (27.0%) than in the southern (20.5%) and central (8.7%) landscapes (Table I, Fig. 1). All patches with more than 32 ha in size were occupied by howlers, whereas 43, 83, and 25% of medium-sized patches (8–32 ha) were occupied in the northern, southern, and central landscapes, respectively. Occupation rates in the small fragments (o8 ha) were 19, 14, and 7%, respectively. No patches smaller than 1 ha were occupied. Regarding the isolation and shape of the patches, around 75–100% of occupied patches were at distances below 200 m to the nearest patch, and presented more regular shapes—IFo3 (Table II). Overall, considering the three landscapes 33% of less isolated patches (o50 m) were occupied by howlers, in contrast to only 7% of the most isolated patches (4200 m). If we considered the distance to the nearest occupied patch, these two values (%) are greater, with 45% of occupation in the less isolated patches, and with 16% of occupation in the most isolated patches. Landscape Attributes Affecting Patch Occupancy For the northern and southern landscapes, the probability of patch occupancy increased with patch size (Table III). However, different factors influenced patch occupancy in the two landscapes (Table III). In the northern landscape occupation decreased in the patches with the most irregular shapes (Wald’s w2 5 4.56, P 5 0.03), whereas in the southern landscape the probability of occupancy increased with increasing distance to the nearest village (w2 5 31.70, Po0.001) (Table III). Using the classification rule, 63 to 89% of the patches were correctly classified by the models (Table IV). Taking into account the percentage of correctly classified occupied patches, the model for the southern landscape was the most accurate. However, the model for the northern landscape best predicted which patches were unoccupied (93 to 100% accuracy). Depending on the model, the predicted probability of occupancy for 20 to 61% of the patches occupied by howlers was o50%. Conversely, between 0 and 38% of unoccupied patches had a predicted probability of occupancy higher than 50% (Table IV). Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp 8 / Arroyo-Rodrı́guez et al. TABLE III. Landscape Attributes Influencing Patch Occupancy by Howler Monkeys Within Two Landscapes at Los Tuxtlas, Mexico Parameter w2 SE Northern landscape’s generalized linear model: Y 5 1/[1+exp(0.66910.294 Patch size1.100 Shape index)] Patch size 0.294 0.095 9.57 Shape index 1.100 0.515 4.56 Intercept 0.669 0.787 0.72 Southern landscape’s generalized linear model: Y 5 1/[1+exp(7.65910.632 Patch size10.003 Distance to nearest village)] Patch size 0.632 0.115 30.08 Distance to nearest village 0.003 0.000 31.70 Intercept 7.659 1.084 49.89 P 0.002 0.033 0.395 0.000 0.000 0.000 The attributes were selected through generalized linear models. We indicated the mathematical formula of each model; where Y is the response variable (occupancy). The sign of each parameter indicates the relationship (positive or negative) between each factor and the response variable. TABLE IV. Correctly Classified Patches as Occupied or Unoccupied by Howler Monkeys Predicteda Northern-southern Actually occupied Actually unoccupied Overall classification Northern-central Actually occupied Actually unoccupied Overall classification Southern-northern Actually occupied Actually unoccupied Overall classification Southern-central Actually occupied Actually unoccupied Overall classification Occupied Unoccupied % correct 7 0 11 70 38.9 100.0 87.5 2 3 2 39 50.0 92.9 89.1 16 19 4 35 80.0 64.8 68.9 3 16 1 26 75.0 61.9 63.0 accuracy accuracy accuracy accuracy Classification was done throughout logistic regression models generated for each of two landscapes. The information shows the landscape used to generate each model, and the landscape pair used to make the predictions (indicated by -). For example, northern-southern means that the model calculated for the northern landscape was used to predict the occupied and unoccupied patches of the southern landscape. a Fragments with a probability Z0.50 were considered occupied. DISCUSSION Forest Cover at the Landscape Level Our results show that as the total amount of forest cover decreases, mean patch size also decreases, the shape of the patches becomes less irregular and isolation increases, indicating that changes in total habitat amount induce shifts Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp Patch Occupancy by Howlers at Los Tuxtlas / 9 in landscape structure [Andrén, 1994; Fahrig, 2003; Flather & Bevers, 2002; Turner et al., 1989]. Several studies support the idea that below a certain proportion of suitable habitat—e.g.,o10–30% [Andrén, 1994], o20% [Fahrig, 1998], o30–50% [Flather & Bevers, 2002]—landscape attributes such as patch size and isolation become very important factors in explaining the distribution, abundance, and richness of a species. As forest covered in this study was at the lower end of this range of values, we expected landscape attributes to influence strongly the pattern of howler monkey occupancy in Los Tuxtlas. Our results suggest that there is a positive relationship between the total amount of forest cover and the proportion of occupied patches, which is consistent with Venier and Fahrig [1996]. Because the proportion of occupied sites can be positively correlated with the abundance of individuals, the landscapes with a greater proportion of suitable habitat are predicted to support more individuals. Our results support this prediction, as 316 individuals are reported to inhabit 21 patches in the northern landscape [Cristóbal-Azkarate et al., 2005]; 73 individuals are reported to inhabit 18 patches in the southern landscape [Mandujano et al., 2006]; whereas approximately 40 individuals inhabit four patches in the central landscape (25 inhabit a single patch; Arroyo-Rodrı́guez, personal observation). The number of larger and less isolated patches in the northern landscape could explain the higher occupation rate recorded in this landscape, by reducing local rates of extinction and favoring dispersal between patches [e.g., Hanski, 1999]. By contrast, the lowest proportion of occupied patches was recorded in the central landscape, which also had a greatly reduced forest cover, consisting of relatively small and isolated patches. Landscape Attributes Affecting Patch Occupancy by Howler Monkeys Patch size appears to be the main factor influencing the presence of howler monkeys in Los Tuxtlas. Our findings agree with metapopulation theories [e.g., Hanski, 1999], and with other studies of primate species from the Old World [Chapman et al., 2003; Swart & Lawes, 1996] and the New World [Anzures-Dadda & Manson, 2007; Chiarello, 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Gilbert, 2003; Estrada et al., 1999]. Larger fragments can sustain larger populations [AnzuresDadda & Manson, 2007; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Estrada & CoatesEstrada, 1996; Wahungu et al., 2005; Wieczkowski, 2004], decreasing the probability of extinction that results from demographic and environmental stochasticity [Akc- akaya et al., 1999; Hanski, 1999]. At Los Tuxtlas, fragment size may also limit food availability, given that fragment size has been positively related to home range size [Cristóbal-Azkarate & Arroyo-Rodrı́guez, 2007] and the quantity and quality of food resources [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano, 2006]. The influence of patch shape on occupancy has received less attention. In the northern landscape—where patches were more irregular overall—the probability of occupation decreased as shape became more irregular. As fragments become smaller and more irregularly shaped, the perimeter to area ratio increase [Laurance & Yensen, 1991], promoting numerous environmental changes at the patch edge leading to alterations in vegetation structure and composition [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano, 2006; Benı́tez-Malvido, 1998; Harrison & Bruna, 1999; Laurance et al., 2002]. For instance, tree mortality rate can increase at the edge of the fragments [e.g., Laurance et al., 1998, 2002]. Consistently, studies at Los Tuxtlas showed that the smallest fragments had Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp 10 / Arroyo-Rodrı́guez et al. lower basal area of top food resources for howlers and less large primary tree species in the canopy [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano, 2006]. Overall, vegetation changes can affect the distribution of howlers in highly fragmented landscapes, as the presence of howlers in small patches of Los Tuxtlas is highly associated with the distribution and density of large trees [Arroyo-Rodrı́guez et al., 2007]. The positive association between occupancy and distance to the nearest village in the southern landscape may reflect the influence of anthropogenic pressures (e.g., hunting, logging), which have been reported as one of the main causes for the decline of howler populations in the study area [Rodrı́guez-Luna et al., 1996]. The southern landscape has twice as many villages as the other landscapes, and the shortest distances between patches and villages. The combination of these factors could increase anthropogenic pressure, thus explaining why the patches that occur at greater distances from the villages were more likely to be occupied by howlers [see Chiarello & de Melo, 2001; Peres, 2001]. However, direct studies on anthropogenic activities should be incorporated to clearly understand the patterns of howler abundance and distribution in the highly fragmented landscape of Los Tuxtlas. Models that incorporate information on landscape attributes may be useful tools for identifying conservation priorities in the region (Table IV). Patch size and distance to the nearest village (southern landscape model) correctly predicted approximately three-quarters of patch occupancy in the other landscapes, whereas patch size and shape (northern landscape model) predicted the absence of howlers in almost all the unoccupied patches in the central and southern landscapes. In contrast, between 20 and 67% of the patches occupied at the time of this study had a predicted probability of occupancy of o50%, implying that these patches were probably not as suitable for occupation as others and indicating the possibility of source-sink dynamics in the system [Pulliam, 1988; Shmida & Wilson, 1985]. Howlers in these patches may be at a high risk of local extinction [see Mandujano et al., 2006; Mbora & Meikle, 2004]. Implications for Conservation Overall, our results show that at Los Tuxtlas: (1) total forest cover is related to other landscape attributes, which may determine the population dynamics of howler monkeys; and (2) as the amount of forest cover decreases, the proportion of occupied patches decreases. Patch occupancy in the three landscapes was associated with different landscape attributes owing to differences in their spatial structure. This implies that the efficacy of the biosphere reserve will be improved if landscape-specific strategies are incorporated in management planning. Models incorporating information on landscape attributes such as patch size, shape, and distance to villages may also serve as a useful tool for identifying important potential conservation areas in the region. ACKNOWLEDGMENTS The authors thank R. Mateo-Gutierrez and family for their hospitality and invaluable help and M. Ordano for his assistance with the statistical analyses. We also appreciate the help of R. Palacios-Silva, A. Escobedo-Morales, C. CuendeFantón, A. González-Zamora, C. Domingo-Balcells and C. Perez-Moscoso. K. J. Feeley and two anonymous reviewers made valuable comments and suggestions on the final version of the manuscript. The Department of Biodiversity and Animal Ecology at the Instituto de Ecologı́a A.C., and the Dirección General de Am. J. Primatol. DOI 10.1002/ajp Patch Occupancy by Howlers at Los Tuxtlas / 11 Relaciones Internacionales-SEP, provided financial support for the completion of this research. The research complied with protocols approved by the appropriate institutional animal care committee of SEMARNAT-the Mexican Office for the Environment and Natural Resources, and adhered to the legal requirements of Mexico. REFERENCES Akc- akaya HR, Burgman MA, Ginzburg LR. 1999. Applied population ecology. Principles and computer exercises using RAMASs Ecolab 2.0. Sunderland: Sinauer Associates, Inc. Andrén H. 1994. Effects of habitat fragmentation on birds and mammals in landscapes with different proportions of suitable habitat: a review. Oikos 71:340–346. Anon. 1999. S-Plus 2000 User’s Guide. MathSoft, Inc. Anzures-Dadda A, Manson RH. 2007. Patchand landscape-scale effects on howler monkey distribution and abundance in rainforest fragments. Anim Conserv 10:69–76. Arroyo-Rodrı́guez V, Mandujano S. 2006. 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THE INFLUENCE OF LARGE TREE DENSITY ON HOWLER MONKEY (ALOUATTA PALLIATA MEXICANA) PRESENCE IN VERY SMALL RAINFOREST FRAGMENTS Víctor Arroyo-Rodríguez, Salvador Mandujano, Julieta Benítez-Malvido, and Carla Cuende-Fanton Biotropica (En prensa) 63 BIOTROPICA *(*): ***–*** **** 10.1111/j.1744-7429.2007.00330.x The Influence of Large Tree Density on Howler Monkey (Alouatta palliata mexicana) Presence in Very Small Rain Forest Fragments Vı́ctor Arroyo-Rodrı́guez1,5 , Salvador Mandujano2 , Julieta Benı́tez-Malvido3 , and Carla Cuende-Fanton4 1 División de Postgrado, Instituto de Ecologı́a A. C., Km 2.5 Antigua Carretera a Coatepec No. 351, Xalapa 91070, Veracruz, México 2 Departamento de Biodiversidad y Ecologı́a Animal, Instituto de Ecologı́a A. C., Km 2.5 Antigua Carretera a Coatepec No. 351, Xalapa 91070, Veracruz, México 3 Centro de Investigaciones en Ecosistemas, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Antı́gua Carretera a Pátzcuaro No. 8701, Ex Hacienda de San José de la Huerta, Morelia 58190, Michoacán, México 4 Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz, México ABSTRACT The populations of the Mexican mantled howler monkey (Alouatta palliata mexicana) in the Los Tuxtlas region, Mexico, have declined drastically due to habitat loss and fragmentation. Nevertheless, several troops still inhabit very small and isolated rain forest fragments. We identified the main vegetation attributes that can favor the presence of howlers within 18 small (< 10-ha) fragments that did not differ significantly in size, shape, and isolation (nine occupied and nine unoccupied by howlers). We found that habitat quality (i.e., food resources and vegetation structure) affected howler incidence in small fragments. Particularly, the occupied fragments showed greater density of big trees (dbh > 60 cm), greater total basal area, greater basal area of persistent tree species, and greater basal area of top food species than the unoccupied fragments; suggesting that even for small fragments the loss of big trees and particularly the decrease in size class of the top food species can negatively affect howler distribution in highly fragmented landscapes. These findings could be used to establish foreground conservation areas for this critically endangered subspecies in fragmented landscapes of Los Tuxtlas. Abstract in Spanish is available at http://www.blackwell-synergy.com/loi/btp. Key words: fragmentation; habitat quality; Los Tuxtlas; Mexican mantled howler monkeys; Mexico. ACCELERATED DEFORESTATION OF TROPICAL RAIN FORESTS AROUND has led to the destruction of suitable habitat for primates (Marsh 2003, Estrada et al. 2006). As deforestation increases, there is a reduction in fragment size and an increase in fragment isolation (Fahrig 2003). As fragments become smaller, more irregularly shaped, and more isolated, their floristic composition, plant species diversity, and vegetation structure are increasingly modified (Benı́tez-Malvido 1998; Laurance et al. 1998, 2000; Hill & Curran 2003; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a), potentially decreasing the quality and quantity of food resources for primates (Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006b). Furthermore, the magnitude of the negative fragmentation effects on the surviving fauna increases in small forest fragments due to anthropogenic activities, such as logging and hunting (Peres 1997, 2001; Chapman et al. 2000; Chiarello & de Melo 2001). Therefore, populations living in small fragments have higher probability of extinction (Hanski 1999). Evidence from several primate species, including howler monkeys, suggests that < 10-ha fragments have little probability of being occupied (Cowlishaw & Dunbar 2000, Gilbert 2003, Mandujano & Estrada 2005, Mandujano et al. 2006). For instance, Cowlishaw and Dunbar (2000) reported that extinction rates of three primate species increased sharply when primates inhabited < 10-ha forest THE WORLD Received 20 November 2006; revision accepted 25 February 2007. author; e-mail: [email protected] 5 Corresponding fragments in the Tana River, Kenya, whereas in Manaus, Brazil, Gilbert (2003) found higher number of primate species and groups in 10-ha and 100-ha fragments than in 1-ha fragments. Nevertheless, in some tropical regions the remaining forests are mainly represented by small habitat fragments scattered in human-dominated landscapes that can, however, support many native animal and plant species (Chiarello 2003, Daily et al. 2003, Mayfield & Daily 2005, Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a). It is important to determine the key factors influencing the presence of particular species in these very small fragments as in some cases these fragments may represent the only remaining habitat for several species. Therefore, this information may help in designing management and conservation strategies. Numerous studies have shown that fragment size and isolation are important spatial attributes in determining the presence (Chapman et al. 2003, Gilbert 2003, Wieczkowski 2004, AnzuresDadda & Manson 2006) and abundance (Chiarello & de Melo 2001, Wieczkowski 2004, Martins 2005) of primates. However, evidence shows that, apart from fragment size and isolation, other habitat attributes, such as food resources play an important role in the occupation of fragments by several animal species including primates (Fleishman et al. 2002, Mbora & Meikle 2004, AnzuresDadda & Manson 2006, Rode et al. 2006, Worman & Chapman 2006). Some studies have shown that the presence and abundance of primates are related to vegetation attributes, such as the diversity, abundance, and basal area of top food resources (Estrada & C 2007 The Author(s) C 2007 by The Association for Tropical Biology and Conservation Journal compilation 1 2 Arroyo-Rodrı́guez, Mandujano, Benı́tez-Malvido, and Cuende-Fanton Coates-Estrada 1996, Balcomb et al. 2000, Cristóbal-Azkarate et al. 2005). In addition, for many primates, the number and size of trees correlate positively with primate abundance (Medley 1993, Mbora & Meikle 2004, Wieczkowski 2004, Anzures-Dadda & Manson 2006, Worman & Chapman 2006). Due mainly to habitat loss and fragmentation, populations of the Mexican mantled howler monkey (Alouatta palliata mexicana) have declined drastically by 73–84 percent (Cuarón 1997), and this subspecies has been recently classified as critically endangered by the International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN) (Cuarón et al. 2003). The populations of the Los Tuxtlas region, southeast Mexico, are the northernmost of the Neotropics (Estrada & Coates-Estrada 1996). This region has been severely fragmented during the last 60 yr (Dirzo & Garcı́a 1992), and the remaining howler populations are isolated, inhabiting archipelagos of forest fragments that vary in size, degree of isolation, and habitat quality (Estrada & Coates-Estrada 1996, Cristóbal-Azkarate et al. 2005, Mandujano et al. 2006). To understand how the remaining howler populations can persist in small rain forest fragments, it is critical to identify which are the key habitat attributes favoring the distribution of howlers in this highly diverse but vanishing tropical system. Studies at Los Tuxtlas have shown that the presence and abundance of howlers are positively related to fragment size and negatively related to fragment isolation (Estrada & Coates-Estrada 1996, Arroyo-Rodrı́guez et al. 2005, Cristóbal-Azkarate et al. 2005, Mandujano et al. 2006). However, little is known about the effect of habitat quality on fragment occupation (but see Estrada & Coates-Estrada 1996, Cristóbal-Azkarate et al. 2005). Within the genus Alouatta, A. palliata has the largest home ranges (Bicca-Marques 2003) and howler troops at Los Tuxtlas have been shown to occupy an average home range of 28 ha (CristóbalAzkarate & Arroyo-Rodrı́guez 2007). Therefore, < 10-ha fragments could be considered unsuitable habitat, and it is highly relevant for the conservation of this endangered subspecies to study the factors favoring the occurrence of primates in these small fragments. In this study, we analyzed 18 very small (< 10-ha) fragments of Los Tuxtlas region to: (1) identify differences in vegetation structure and composition that could explain the distribution of howlers in these fragments; and (2) discuss some management implications for the conservation of this subspecies. The fragments used in this study are located within three landscape units in the Los Tuxtlas region and are 0–400 m asl. The landscapes are naturally limited by the coast of the Gulf of Mexico and large rivers (Arroyo-Rodrı́guez et al. 2005). The landscapes were previously digitalized through ArcView 3.2 (Environmental System Research Institute, Inc., Redlands, CA, U.S.A.) software using aerial photographs (1:20,000), ortophotos, digital data, and field information (Arroyo-Rodrı́guez et al. 2005). Taking into account the pattern and rates of deforestation in the Los Tuxtlas region between 1972 and 1993 (Guevara et al. 2004), we assumed that all fragments studied were approximately of the same age and therefore this variable was not considered in the analysis. METHODS HABITAT ATTRIBUTES.—From January 2004 to May 2005, we collected data on 15 vegetation attributes for all fragments (Table 2). Vegetation was sampled following Gentry’s (1982) protocol. We chose this method because it is logistically simple, it is economical (in both time and money), and it is appropriate for the analysis of species diversity in tropical forests (see Gentry 1982: 18– 21, and the individual-based species accumulation curves for plant species in 15 forest fragments of our study area [Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a]). To consider the heterogeneity in vegetation attributes within the fragments, ten 50 × 2 m transects were randomly located in each fragment. All tree, shrub, and liana species with diameter at breast height (dbh) ≥ 10 cm were recorded. Because the dominance of different ecological groups and dbh categories can STUDY AREA.—Los Tuxtlas region is in the southeast of the Veracruz state, Mexico (18◦ 8 –18◦ 45 N, 94◦ 37 –95◦ 22 W). The region, representing the northernmost tropical rain forest in the Neotropics, was decreed a Special Biosphere Reserve in 1998 (Diario Oficial de la Federación 1998) because of its great biodiversity (Dirzo & Garcı́a 1992). The Biosphere Reserve covers an area of 155,122 ha, 19 percent of which corresponds to three core zones located mainly 600-m asl (Laborde 2004). The original dominant vegetation type below 700-m asl is tropical rain forest that has been heavily deforested and the remaining forest fragments are surrounded by a matrix of pastures and croplands (Castillo-Campos & Laborde 2004). STUDY SPECIES.—The Mexican mantled howler monkey (Alouatta palliata mexicana) has a natural distribution ranging from southeast Mexico to southern Guatemala (Rylands et al. 2006). The species is principally arboreal, and devotes about 50 percent of its feeding time consuming fruits (Milton 1980, Cristóbal-Azkarate & ArroyoRodrı́guez 2007). The species shows great fluctuations in population size (Fedigan et al. 1998; Zucker & Clarke 2003; Arroyo-Rodrı́guez et al., in press), and social groups are characterized as multi-male– multi-female with both sexes dispersing (Jones 1980, Crockett & Eisenberg 1987, Arroyo-Rodrı́guez et al., in press). Nevertheless, it is known that their movement capacity between forest fragments is limited, especially when the surrounding matrices are cattle pastures or croplands as in the present study site (Estrada & Coates-Estrada 1996, Mandujano et al. 2004, Anzures-Dadda & Manson 2006). The combination of these features makes A. p. mexicana a particularly sensitive species to the loss, transformation, and fragmentation of its habitat (see Henle et al. 2004). FRAGMENT SELECTION.—The studied fragments were selected from a total of 45 randomly selected (range size ≤ 1–266 ha), 33 of which were < 10 ha (Arroyo-Rodrı́guez et al. 2005). Only 9 of the 33 small fragments were occupied by howlers. To isolate the effects of habitat quality from those of fragment size and isolation on the occurrence of primates in fragments, we selected nine small (< 10-ha) unoccupied fragments that did not differ significantly in size, shape, and isolation from occupied small fragments (Table 1). When two or more unoccupied small fragments had similar spatial characteristics we randomly selected one. Responses of Howlers to Habitat Quality TABLE 1. Differences in spatial attributes (mean ± SD) between occupied (N = 9) and unoccupied (N = 9) small rain forest fragments at Los Tuxtlas, Mexico.a 3 TABLE 2. Differences in vegetation attributes (mean ± SD) between occupied ( N = 9) and unoccupied ( N = 9) rain forest fragments at Los Tuxtlas, Mexico.a Unoccupied fragments fragments χ2 Total species richness 35.8 (3.3) 34.7 (9.4) 0.1 ns Fragment size (ha) Shape indexb Distance to nearest 4.7 ± 2.5 2.1 ± 0.6 106 ± 205 4.0 ± 2.1 1.9 ± 0.6 165 ± 170 0.55 ns 0.49 ns 0.49 ns Richness of pioneer species Richness of persistent species Richness of top food species 11.1 (2.7) 24.0 (3.0) 9.7 (7.0) 8.8 (4.7) 25.2 (6.4) 7.3 (2.3) 1.5 ns 0.3 ns 1.2 ns Density (plants/1000 m2 ) Density of pioneer species (plants/1000 m2 ) 75.4 (17.4) 27.2 (6.2) 74.7 (25.6) 27.3 (13.3) 0.0 ns 0.0 ns Density of persistent species (plants/1000 m2 ) Density of top food species 47.3 (17.3) 46.6 (24.2) 0.0 ns 16.7 (7.0) 12.6 (4.3) 2.3 ns 40.4 (12.2) 44.2 (17.5) 0.3 ns 31.6 (8.3) 28.0 (10.6) 0.6 ns 5.2 (2.4) 2.9 (1.8) 4.4∗∗ 6.7 (2.0) 0.4 (0.8) 4.5 (1.5) 0.7 (1.2) 7.6∗∗∗ 3.4∗ 5.4 (1.7) 3.8 (1.5) 5.0∗∗ 2.7 (1.5) 1.5 (0.8) 5.6∗∗ fragment (m) Distance to nearest occupied fragment (m) Distance to nearest village (m) a Differences Vegetation attributes 882 ± 1903 487 ± 605 0.40 ns 1433 ± 1052 1228 ± 1231 0.16 ns were tested with analysis of deviance (df = 1, in all cases); ns = not significant (P > 0.05). √ = P/2 Aπ ; where P and A are the fragment perimeter and area (m), b SI respectively (Forman & Godron 1986). This index takes values equal to 1 when the fragment is round and increases to a maximum of 5 when the shape is highly irregular. be indicative of different vegetation disturbances (Benı́tez-Malvido 1998; Laurance et al. 1998, 2000; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a), plant species were classified into three dbh categories (≥ 10–30 cm, ≥ 31–60 cm, and ≥ 60 cm; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006b), and into two ecological groups: pioneer and persistent or nonpioneer (Ibarra-Manrı́quez et al. 2001). Although we recognize that there is no universally accepted categorization for tree regenerative guilds in the tropics (Swaine & Whitmore 1988), this categorization has been used in numerous studies carried out in Los Tuxtlas (Martı́nez-Ramos et al. 1989; Ibarra-Manrı́quez et al. 2001; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a, b). Pioneer species need intense light during the first stage of growth, establishing only under canopy gaps and forest edges. These species may persist in the forest under more diffuse light, such as older light gaps or the periphery of recent light gaps. Persistent species establish, and in some cases can mature and reproduce, under conditions of shade after the canopy has closed. We classified species following Flora de Veracruz and Neotropical Flora, as well as from numerous plant species lists (see further details in Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a, b). We pooled the transect data for each fragment and treated each fragment as a unit for all subsequent analyses. For each fragment, we quantified species richness, density, and basal area for all plant species. Based on a recent review on the diet of howler monkeys in Los Tuxtlas (Cristóbal-Azkarate & Arroyo-Rodrı́guez 2007), we selected the plant species that constituted > 80 percent of total feeding time and that were present in our studied fragments. We considered these species as the top food species (Table 3). Based on the sum of density (trees/9000 m2 ), frequency (number of transects in which each species appeared/90 transects), and dominance (total basal area for each species in the 9000 m2 ), the importance value index (IVI) was calculated for each plant species in fragments with (plants/1000 m2 ) dbh range 1(plants/1000 m2 ) dbh range 2 (plants/1000 m2 ) dbh range 3 Occupied Unoccupied χ2 Occupied Spatial attributes m2 ) (plants/1000 Total basal area (m2 ) Basal area of pioneer species (m2 ) Basal area of persistent species (m2 ) Basal area of top food species (m2 ) a Differences were tested with analysis of deviance (df = 1, in all cases). ∗P < 0.1; ∗∗ P < 0.05; ∗∗∗ P < 0.01; ns = not significant. Diameter at breast height (dbh) ranges: 1 = 10–30 cm, 2 = 31–60 cm, 3 = > 60 cm; species richness = total number of plant species found. and without howler monkeys (Moore & Chapman 1986). This index provides a more precise understanding of the importance of different plant species in the fragments. DATA ANALYSIS.—Differences in spatial and vegetation attributes between occupied and unoccupied fragments were tested with analysis of deviance (ANODE). ANODE is a statistical test analogous to analysis of variance (ANOVA). However, whereas in ANOVA the data must be normally distributed, that is, the distribution of residuals must be normal, in ANODE the structure of the error distribution is analyzed by a link-function, which is related to a specific distribution function (e.g., Poisson, gamma, binomial). We analyzed count and continuous variables by generalized linear models (Crawley 2002). Thus, we selected a Poisson distribution with a log link-function to analyze plant species richness and density (count variables), whereas basal area (continuous variable) was analyzed with a normal error and identity link-function (Crawley 2002). For Poisson errors, we checked and corrected for overdispersion (Crawley 2002). All analyses were performed using the S-Plus Program for Windows, version 2000 (Anonymous 1999). 4 Arroyo-Rodrı́guez, Mandujano, Benı́tez-Malvido, and Cuende-Fanton TABLE 3. The importance value index (IVI) of the top food species for howler monkeys in 18 small forest fragments (9 occupied by howler monkeys and 9 unoccupied) at Los Tuxtlas, Mexico IVI Family Anacardiaceae Speciesa Occupied Unoccupied Spondias spp. 4.74 8.70 Tapirira mexicana Rollinia mucosa Bursera simaruba 2.16 3.43 6.77 4.94 9.58 6.10∗ Cecropiaceae Cynometra retusa Dialium guianense Cecropia obtusifolia 1.49 1.43 9.52 3.47 3.66 2.86∗ Combretaceae Ebenaceae Fabaceae Terminalia amazonia Diospyros digyna Dussia mexicana 6.42 0.56 2.11 3.56∗ 0∗ 1.16∗ Lonchocarpus cruentus Platymiscium pinnatum Pterocarpus rohrii 2.79 1.09 5.63 1.52∗ 0.57∗ 1.26∗ Nectandra ambigens Albizia purpusii Inga acrocephala 0 1.82 0.67 2.14 0∗ 0.43∗ Brosimum spp. Ficus spp. 21.86 4.64 1.55∗ 10.02 Poulsenia armata Pseudolmedia oxyphyllaria Total 2.99 6.39 86.51 6.37 1.66∗ 69.56 Annonaceae Burseraceae Caesalpinaceae Lauraceae Mimosaceae Moraceae ∗ Indicates the cases in which IVI was greater in occupied than in unoccupied forest fragments. a Spondias spp. = S. mombin, S. radlkoferi; Brosimum spp. = B. alicastrum, B. lactencens; Ficus spp. = F. eugeniaefolia, F. lundellii, F. oerstediana, F. petenensis, F. tecolutensis, F. yoponensis. RESULTS We recorded a total of 1351 plants, from 194 species, within 51 families in a sampled area of 18,000 m2 , distributed in the 18 selected fragments. We identified 99.3 percent of plants to species. The families with the highest number of individuals were Euphorbiaceae (11.8% of all plants recorded), Moraceae (7.3%), Lauraceae (4.4%), Anacardiaceae (4.1%), and Annonaceae (4.1%). We found that certain pioneer species were notably abundant, representing 13 percent of all plants recorded (Table 4): Croton schiedeanus (Euphorbiaceae), Siparuna andina (Monimiaceae), Myriocarpa longipes (Urticaceae), Hampea nutricia (Malvaceae), Cecropia obtusifolia (Cecropiaceae). Both occupied and unoccupied fragments presented top food species for howlers (Table 4). However, the IVI of top food species was greater in the occupied (IVI = 85.5) than in the unoccupied (IVI = 69.6) fragments (Table 3). It was interesting that both Brosimum alicastrum (Moraceae) and C. obtusifolia (Cecropiaceae) were found among the four most important plant species of the occupied fragments (Tables 3 and 4). Considering the 15 vegetation attributes analyzed, only four attributes significantly differed between occupied and unoccupied fragments (Table 2). Occupied fragments presented greater total basal area (Wald χ 2 = 7.6, df = 1, P = 0.006), greater basal area of top food species (Wald χ 2 = 5.6, df = 1, P = 0.02), greater basal area of persistent species (Wald χ 2 = 5.0, df = 1, P = 0.03), and greater density of large trees (dbh > 60 cm) (Wald χ 2 = 4.4, df = 1, P = 0.04) than unoccupied ones (Table 2). DISCUSSION As the occupied and unoccupied fragments showed no significant differences in size, shape, and degree of isolation (Table 1), we expected few differences in vegetation attributes between the two types of fragments (Benı́tez-Malvido 1998; Laurance et al. 1998, 2000; Hill & Curran 2003; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a). However, we found that some important vegetation attributes differed significantly between occupied and unoccupied fragments, which could explain the presence of howlers in some of the small fragments. Occupied fragments showed greater density of large trees (dbh > 60 cm) and greater basal area than unoccupied fragments. In particular, basal area in occupied fragments was greater for persistent species characteristic of old-growth forests and for the top food tree species. These findings suggest that, even for small fragments, the presence of large trees and trees of the top food species influence howler distribution in the strongly fragmented landscapes of Los Tuxtlas. Other studies have also shown that the presence and abundance of several primate species are strongly associated with basal area and with the presence of the most important food resources (Balcomb et al. 2000, Juan et al. 2000, Stevenson 2001). The lack of large trees may reduce the food availability for numerous animal species (see Coates-Estrada & Estrada 1986, Shanahan et al. 2001), because larger trees (measured through basal area) produce a greater amount of food resources than smaller ones (Chapman et al. 1992). Studies from the Old-World showed that the number of large trees in a given forest area is positively related to the number of primates (Medley 1993, Mbora & Meikle 2004, Wieczkowski 2004, Worman & Chapman 2006). As availability of food resources decreases, so does the carrying capacity of the fragment (see Medley 1993, Wieczkowski 2004). Evidence suggests that howlers feed from a wide variety of plant species but generally, they spend most of their time feeding on a small, selected number of species (Milton 1980, Bicca-Marques 2003, Cristóbal-Azkarate & Arroyo-Rodrı́guez 2007). The IVI values of the top food species in our study were greater in occupied fragments. In the Yucatán Peninsula, howlers (Alouatta pigra) are more abundant in forests dominated by B. alicastrum, an important food species, than in other vegetation types (J. CristóbalAzkarate, pers. comm). Worman and Chapman (2006) demonstrated that forest areas used by blue monkeys (Cercopithecus mitis) and gray-cheeked mangabeys (Lophocebus albigena) in Kibale Responses of Howlers to Habitat Quality 5 TABLE 4. The ten plant species with the highest importance value indices (IVI) within occupied and unoccupied small forest fragments by howler monkeys at Los Tuxtlas, Mexico.a Species Family EG Abundance Basal area (m2 ) IVI Top food Occupied fragments (N = 9) Brosimum alicastrum Dendropanax arboreus Myriocarpa longipes Moraceae Araliaceae Urticaceae Pers Pers Pion 16 25 35 8.87 3.14 0.89 19.62 11.43 10.61 Yes Cecropia obtusifolia Orthion oblanceolatum Cordia alliodora Cecropiaceae Violaceae Boraginaceae Pion Pers Pers 26 18 8 1.15 0.98 2.75 9.52 7.34 7.55 Yes Pseudolmedia oxyphyllaria Hampea nutricia Moraceae Malvaceae Pers Pion 20 25 1.42 0.96 6.39 8.34 Yes Terminalia amazonia Siparuna andina Combretaceae Monimiaceae Pers Pion 3 26 2.19 0.64 6.42 5.43 Yes Unoccupied fragments (N = 9) Vochysia guatemalensis Croton schiedeanus Vochysiaceae Euphorbiaceae Pers Pion 48 47 3.94 1.55 20.97 16.32 Dendropanax arboreus Rollinia mucosa Spondias radlkoferi Araliaceae Annonaceae Anacardiaceae Pers Pers Pers 21 15 14 1.59 1.91 1.57 10.63 9.58 8.20 Alchornea latifolia Poulsenia armata Cymbopetalum baillonii Euphorbiaceae Moraceae Annonaceae Pers Pers Pers 17 10 17 1.30 1.37 0.61 8.01 6.37 6.30 Siparuna andina Bursera simaruba Monimiaceae Burseraceae Pion Pers 17 9 0.31 1.25 6.14 6.10 a Species Yes Yes Yes Yes that are top food resources for howlers are indicated. Ecological groups (EG): Pion = pioneer species, Pers = persistent species. National Park, Uganda, had higher basal area and densities of food resources than unused areas of the forest. Similarly, we found that important food species, such as B. alicastrum, C. obtusifolia, Pseudolmedia oxyphyllaria, Lonchocarpus cruentus, Pterocarpus rohrii, and Dussia mexicana were larger and much more abundant within occupied fragments, suggesting that the loss of these species can influence the distribution of howlers in very small fragments of Los Tuxtlas. As has been reported for other tropical fragmented areas (Benı́tez-Malvido 1998; Hill & Curran 2003; Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a, b), the fragments in our study presented a high density and richness of pioneer species. Nevertheless, howlers showed preference for fragments with greater basal area of persistent species. Studies at Los Tuxtlas (reviewed by Cristóbal-Azkarate & Arroyo-Rodrı́guez 2007) showed that while many plant species consumed by howlers are pioneer species, they principally consume persistent forest species. Although the ability of primates to forage on secondary vegetation has often been cited as a key explanation for their capacity to survive in small fragments (Lovejoy et al. 1986, Chiarello 2003, Gilbert 2003, Cristóbal-Azkarate et al. 2005), our findings highlight the importance of persistent tree species on primate survival in small fragments. Edge effects are stronger in small fragments than in larger ones (Laurance & Yensen 1991, Malcolm 1994), resulting in increased mortality of big trees (Laurance et al. 1998, 2000) that could decrease the quality and quantity of food resources for howlers in the long term (Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006b). Furthermore, hunting pressure could be more intense in the smallest fragments, where primates are easily found and targeted (Peres 1997, 2001; Chiarello & de Melo 2001). In our study, all fragments selected were of a similar size and distance from human settlements, therefore hunting pressure is unlikely to be the principal factor explaining howler distribution within these fragments. The strong relationships between occupancy, the density of large trees (dbh > 60 cm), the total basal area, the basal area of persistent species, and the basal area of top food plant species are useful management tools to be considered in conservation efforts. We support the idea that even forest fragments of a few hectares are unquestionably valuable for primate conservation in tropical regions, such as Los Tuxtlas, where small fragments are the only remaining habitat for numerous plant and animal species, some of which are unique to this region (Castillo-Campos & Laborde 2004, Arroyo-Rodrı́guez & Mandujano 2006a). In Los Tuxtlas, the largest forest fragments are located above 700-m asl (Mendoza et al. 2005) falling outside the distribution range of howler monkeys (Estrada & Coates-Estrada 1996). Therefore, it is necessary to restore the smalland medium-sized fragments on the lowlands of the Biosphere Reserve. Such action could diminish numerous edge effects that 6 Arroyo-Rodrı́guez, Mandujano, Benı́tez-Malvido, and Cuende-Fanton contribute to the death of big trees (Malcolm 1994; Laurance et al. 1998, 2000). ACKNOWLEDGMENTS We are grateful to the Departamento de Biodiversidad y Ecologı́a Animal at the Instituto de Ecologı́a and to the Dirección General de Relaciones Internacionales—SEP for providing the financial support for the completion of this research. We thank B. Gómez, R. Mateo-Gutierrez and family for their hospitality and invaluable help, and M. Ordano for his statistical assistance. We also appreciate the help of R. Palacios-Silva and A. Escobedo-Morales. M. PeredoNava (XAL herbarium) and G. Castillo-Campos provided valuable information for the classification of plant species. We thank Jake Dunn for his assistance with the final version of the manuscript in English. LITERATURE CITED ANONYMOUS. 1999. S-Plus 2000 Professional Release 2. MathSoft, Inc., Cambridge, Massachusetts. ANZURES-DADDA, A., AND R. H. MANSON. 2006. Patch- and landscape-scale effects on howler monkey distribution and abundance in rainforest fragments. Anim. Conserv. (doi:10.1111/j.1469-1795.2006.00074.x). 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Se estima que los países que presentan primates están perdiendo anualmente ca. 125,000 km2 de bosques, y las poblaciones remanentes están confinadas en hábitats altamente fragmentados y de baja calidad, lo cual puede llevarlos a la extinción en las próximas décadas (Cowlishaw, 1999; Cowlishaw y Dunbar, 2000; Chapman y Peres, 2001). Bajo este escenario, y dada la importancia ecológica que tiene este grupo de mamíferos en el mantenimiento de la función y la estructura de los ecosistemas (e.g., herbívoros, presas para muchos carnívoros, dispersores de semillas), es necesario entender cómo están respondiendo a esta alteración del hábitat, ya que esta información puede servir para elaborar estrategias de manejo más adecuadas para su conservación. Como vimos en la Sección 1.2., la preocupación por la conservación de los primates puede verse reflejada en el creciente número de publicaciones científicas acerca de los efectos de la fragmentación del hábitat sobre las poblaciones de primates. Sin embargo, hasta el momento no se han encontrado patrones que sirvan para elaborar estrategias de manejo generales porque: 1) existen pocos estudios que analicen los factores que afectan la presencia de primates en paisajes fragmentados; 2) la mayoría están centrados en muy pocas características del paisaje (principalmente en el efecto del tamaño y aislamiento de los parches) y de la vegetación (principalmente el DAP y la diversidad de plantas); 3) con la excepción de un trabajo (Mandujano y Estrada, 2005), todos estudian un único paisaje; 4) muchos resultados son contradictorios; y/o 5) quizás no exista un patrón general aplicable a cualquier paisaje (ver Sección 1.2.). El presente estudio aporta información clave y novedosa acerca de los factores que afectan la ocupación de parches de hábitat por monos aulladores (Alouatta palliata 71 mexicana) en la región de Los Tuxtlas, Veracruz. En esta Sección se discuten: 1) cuáles son las aportaciones más novedosas de este estudio al cuerpo general de conocimiento de la especie; y 2) cuáles son los factores más importantes que pueden estar afectando la ocupación de parches de hábitat por monos aulladores en paisajes fragmentados. 7.1. Principales aportaciones de este estudio al cuerpo general de conocimiento de la especie En primer lugar, es importante destacar algunas novedades metodológicas que aseguran la calidad del presente trabajo. Por ejemplo, en este estudio se analiza un gran número de parches (N = 208 parches). Esto permite identificar patrones de ocupación más precisos y con mayor capacidad de generalización. Los parches estudiados están localizados en tres paisajes con diferente cantidad de hábitat remanente, por lo que se pudo comprobar si los primates responden de manera similar en cada paisaje, o por el contrario, si existen respuestas diferentes en función de las características de cada paisaje – un aspecto nunca antes estudiado con Alouatta palliata (u otras especies de primates) y de gran importancia en ecología del paisaje y en biología de la conservación (Fahrig, 2003). Además, se mantuvo la misma resolución en los tres paisajes, lo cual permite hacer comparaciones entre ellos evitando que la escala sea la causante de las diferencias. Además del tamaño y el aislamiento de los parches – los factores más estudiados hasta la fecha – en este estudio se analiza el efecto de otros atributos del paisaje que pueden afectar de manera importante la ocupación de los parches (e.g., forma de los parches, y distancia a pueblos y caminos), y que pueden ayudarnos a tener un mayor entendimiento de las respuestas de los aulladores a la pérdida y fragmentación del hábitat. Aunado al gran tamaño de muestra y la inclusión de nuevos atributos del paisaje, la estadística utilizada permitió analizar de manera conjunta el efecto de todos estos atributos para identificar qué factor(es) determina(n) en mayor grado la ocupación de los parches en cada paisaje, así como la existencia de algunas sinergias entre factores. Así mismo, se comparó el patrón de ocupación en cada paisaje para determinar si se puede elaborar un modelo general de 72 ocupación que sirva para predecir la ocupación de parches de hábitat en otras regiones de la reserva. Considerando la calidad del hábitat, también se analizó un gran número de parches (N = 45), en los cuales se muestreó la vegetación en 45000 m2, y se identificaron a nivel de especie ca. 9500 plantas pertenecientes a 75 familias, 207 géneros y 367 especies. Esto permitió identificar cambios importantes en la composición y estructura de la vegetación como consecuencia de la pérdida y fragmentación del hábitat, y que pueden estar afectando la calidad del hábitat para los monos aulladores. Por otro lado, a partir de estos 45 parches, se tomó una muestra de 18 parches (9 ocupados y 9 desocupados por aulladores) para determinar si la calidad de los parches (entendida como la composición y estructura de la vegetación) puede explicar la presencia de los primates en dichos parches. Este análisis es muy novedoso por que: 1) se escogieron parches que no diferían en tamaño, forma y aislamiento, lo cual permite separar el efecto de las características espaciales de los parches y el efecto de la vegetación; 2) se consideraron únicamente parches cuyo pequeño tamaño (< 10 ha) ha sido citado como un tamaño umbral, por debajo del cual la supervivencia de los primates parece disminuir bruscamente; y 3) se analizó el efecto de un gran número de variables de la vegetación, la mayoría de ellos nunca antes estudiados. Gracias a esta metodología se pudo llegar a las siguientes conclusiones, las cuales son nuevas para la especie: 1) a medida que disminuye la proporción de hábitat remanente en cada paisaje, también disminuye el porcentaje de ocupación y abundancia estimada de aulladores; 2) este patrón puede ser explicado por los cambios en la estructura espacial de los parches, así como en la composición y estructura de la vegetación, que suceden como consecuencia de la pérdida y fragmentación del hábitat; 3) el tamaño del parche es el factor más importante que determina la presencia de monos aulladores a nivel regional (i.e., en los tres paisajes); 4) otros factores particulares para cada paisaje afectaron de forma sinérgica la ocupación, i.e., los primates responden de diferente forma en cada paisaje debido a las características propias de cada paisaje; 5) a pesar de lo anterior, encontramos que los modelos de ocupación pueden servir para predecir con gran precisión la ocupación de parches en otros paisajes de la región; 6) por debajo de cierto umbral de tamaño de parche 73 (< 10 ha) la calidad del hábitat es un factor muy importante que puede explicar la presencia de monos aulladores, siendo la ausencia de árboles grandes el factor más importante que afectó la distribución de monos aulladores en estos parches. 7.2. Factores más importantes que afectan la ocupación de parches de hábitat por monos aulladores La ocupación de parches puede estar afectada por multitud de factores que actúan a diferentes escalas espaciales y temporales. 7.2.1. Efecto de la proporción de hábitat remanente en el paisaje A escala de paisaje, el presente estudio sugiere que a medida que aumenta la cantidad de hábitat remanente, se incrementan tanto el porcentaje de ocupación, como la abundancia de monos (Fig. 4). Este patrón puede ser explicado por los cambios en la estructura espacial del paisaje, así como por las diferencias en la calidad del hábitat, ya que, consistente con las predicciones de Fahrig (2003), se encontró que a medida que disminuye la cantidad de hábitat remanente, se reduce el número de parches, el tamaño medio de los parches, el tamaño del parche más grande y la cantidad de borde (i.e., índice de forma), incrementándose la distancia al parche más cercano (Fig. 5). Además de estos cambios en la estructura del paisaje, nuestros datos indican que a medida que disminuye la cantidad de hábitat en el paisaje, se reduce también la calidad de los parches. En particular, el paisaje norteño presentó el mayor porcentaje de parches ocupados, así como la mayor abundancia estimada de primates (Fig. 4), siendo el paisaje con parches de mayor tamaño, menos aislados entre sí y de forma más irregular (Fig. 5). A diferencia de los otros paisajes, en este paisaje los campesinos acostumbran a delimitar sus propiedades con “cercas vivas”, y suelen mantener la vegetación arbórea en las orillas de los ríos. Aunque esto hace que la forma de los parches sea más irregular (Fig. 5C), lo cual puede afectar la composición y estructura de la vegetación a través de los efectos de borde (ver 74 adelante), reduce considerablemente su aislamiento (Fig. 5D) pudiendo facilitar el movimiento de primates entre parches (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Arroyo-Rodríguez et al., 2005; Mandujano et al., 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Esto puede permitir que aquellos parches cuyas poblaciones estén disminuyendo puedan ser “rescatadas” de la extinción mediante la llegada de nuevos individuos, lo cual incrementa su probabilidad de persistencia en el tiempo (Gilpin y Soulé, 1981; Hanski, 1999; Fig. 6). Sin embargo, cuando la cantidad de hábitat y tamaño de las poblaciones son pequeñas, el incremento de borde puede tener un efecto negativo para la persistencia de la metapoblación, ya que en estos casos el efecto de borde es mayor, lo cuál puede reducir la disponibilidad de alimento para los primates. Así, estos paisajes pueden estar dominandos por parches pequeños que actúan como “sumideros” reduciendo la persistencia de la metapoblación a largo plazo (ver Escobedo-Morales, 2005), y que pueden ser escogidos erroneamente por losprimates (trampas ecológicas; e.g., Battin, 2004). Sureño Central Norteño 30 350 25 300 No. individuos % Ocupación Norteño 20 15 10 5 0 Sureño Central 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 % Hábitat 20 25 0 5 10 15 20 25 % Hábitat Fig. 4. Relación entre el porcentaje de ocupación y abundancia de monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) y la proporción de hábitat remanente en cada paisaje. Puesto que sólo se cuenta con tres puntos, no se realizó un análisis de regresión formal. Las flechas indican los puntos de inflexión de las curvas (i.e., posibles umbrales; ver Sección 7.3.2.). La abundancia de monos se corresponde a la reportada por los siguientes autores: paisaje norteño = Cristóbal-Azkarate et al. (2005); paisaje sureño = Mandujano et al. (2006); y paisaje central = V. Arroyo-Rodríguez (obs. pers.). 75 Fig. 5. Relación entre diferentes características estructurales del paisaje y la proporción de hábitat remanente en cada paisaje (Fahrig, 2003). Cada punto es un paisaje. Puesto que la figura original no incluye los valores de cada eje, la localización de los paisajes de estudio en cada gráfico se hizo de manera aproximada. Los valores reales para cada uno de los paisajes de estudio pueden verse en la Tabla I del capítulo 5. En contraste, el paisaje central presentó la menor proporción de parches ocupados y menor abundancia estimada de primates (Fig. 4). Esto puede ser explicado por la poca cantidad de hábitat remanente (tan sólo el 4%), el pequeño tamaño de los parches (50% de los parches fueron < 2 ha), y el gran aislamiento entre parches (50% de los parches estuvieron a > 200 m de otro parche), ya que estos atributos afectan la dinámica metapoblacional, incrementando la probabilidad de extinción de los parches ocupados, y reduciendo tanto la colonización de parches vacíos, como la persistencia de la metapoblación a largo plazo (e.g., Hanski, 1999; Fig. 6). Sin embargo, el patrón de ocupación observado en los tres paisajes también puede ser explicado por la pérdida de calidad de hábitat, ya que, independientemente de las 76 diferencias en tamaño de parches entre paisajes, se encontró que el paisaje central presentó la menor riqueza total de plantas leñosas y menor riqueza de árboles primarios, mientras que el paisaje norteño presentó una mayor riqueza en árboles con DAP > 60 cm. Puesto que estudios previos en Los Tuxtlas demostraron que la abundancia de aulladores se encuentra positiva y significativamente asociada a la diversidad de especies arbóreas en los parches (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Cristóbal-Azkarate et al., 2005), esta reducción en el número de especies como consecuencia de la pérdida de hábitat puede explicar la baja abundancia de primates y bajo porcentaje de ocupación encontrados en los paisajes con menor cantidad de hábitat remanente. 7.2.2. La fragmentación y la estructura espacial del paisaje Si bien, por azar, inicialmente la fragmentación puede provocar que unos parches tengan más calidad que otros, así como diferente estructura demográfica (el llamado “efecto de muestreo”), con el paso del tiempo, diferentes procesos naturales y/o inducidos por el hombre pueden ir alterando la calidad de los parches, así como la estructura de las poblaciones de primates presentes en los fragmentos. Los resultados de este estudio sugieren que el tamaño del parche es el atributo espacial más importante que explica la presencia de aulladores en los tres paisajes. Este resultado es consistente con la teoría metapoblacional, así como con otros estudios de campo con primates y otras especies de animales (e.g., Lovejoy et al., 1989; Chiarello, 2000; Gilbert, 2003; Deng y Zheng, 2004; Anzures-Dadda y Manson, 2007; ver Sección 1.1.2.1.). Puesto que los parches más grandes tienen poblaciones más grandes (e.g., Lynch y Whigam, 1984; Andrén, 1994; Bierregard et al., 1992; Deng y Zheng, 2004; ArroyoRodríguez et al., 2007a), su probabilidad de extinción local por cambios estocásticos ambientales y/o demográficos disminuye, aumentando su persistencia a largo plazo (Gilpin y Soulé, 1986; Paine, 1988; Berger, 1990; Akçakaya et al., 1999). 77 Sin embargo, consistente con varios estudios revisados por Ewers y Didham (2006) con diferentes organismos, nuestros resultados sugieren que, además del tamaño de los parches, existen otros factores que pueden estar afectando de forma sinérgica la ocupación de parches (Fig. 6). En particular, en el paisaje norteño la ocupación estuvo dada por una combinación entre el tamaño y la forma de los parches, mientras que en el paisaje sureño, la ocupación estuvo dada por una combinación entre el tamaño y la distancia a poblados humanos. 7.2.2.1. Tamaño y forma de los parches En el paisaje norteño, los parches más pequeños y de forma más irregular tuvieron menor probabilidad de estar ocupados por aulladores. Esto puede estar relacionado con la disponibilidad de recursos alimenticios, ya que por efecto de muestreo (i.e., por azar), inmediatamente después de la fragmentación, los parches más pequeños tendrán menos probabilidad de presentar recursos alimenticios suficientes para los primates. Además, estos parches presentan mayores efectos de borde, y con el paso del tiempo, estos efectos pueden modificar la composición y estructura de la vegetación, reduciendo la disponibilidad de alimento para los aulladores. Por ejemplo, considerando que los efectos de borde pueden suceder en mayor grado en los primeros 100 m de borde (Laurance y Yensen, 1991; Laurance et al., 2002), encontramos que sólo 7 de los 45 parches muestreados presentaron interior libre de la influencia del borde, y ninguno de estos parches estuvieron presentes en el paisaje central. Esto tiene importantes implicaciones para la vegetación de los parches. Por ejemplo, los parches sin interior (i.e., toda su superficie es borde) mostraron menor área basal total, menor densidad de árboles grandes (DAP > 60 cm) primarios, y mayor riqueza y densidad de especies secundarias que la Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas (EBTLT) y los parches con interior. Considerando las 10 especies con mayor índice de valor de importancia (IVI), encontramos que en la EBTLT 6 especies son consideradas muy importantes dentro de la dieta de los aulladores, mientras que en los parches sólo 4 de las 10 especies con mayor IVI pueden considerarse importantes en la dieta de los aulladores. Además, a medida que disminuyó el tamaño de los parches, la riqueza y el área basal de este grupo de especies fueron significativamente menores. 78 Fig. 6. Factores que pueden afectar la ocupación de parches por monos aulladores (Alouatta palliata mexicana) en paisajes fragmentados. En negrita se indican las cajas estudiadas en la presente tesis. El signo de cada relación (representadas por flechas) indica si la relación es positiva o negativa. Las flechas gruesas indican relaciones teóricas ampliamente documentadas, y las delgadas las poco documentadas. Flechas punteadas indican relaciones teóricas con pocas evidencias empíricas y que necesitan ser estudiadas con mayor detalle. La accesibilidad de los parches para los humanos puede afectar el tamaño poblacional vía caza furtiva, y la calidad del hábitat vía tala selectiva. Estos cambios en la composición y estructura de la vegetación pueden alterar la cantidad y calidad de los recursos alimenticios para estos primates, afectando negativamente su supervivencia (Fig. 6). Por ejemplo, se ha reportado que la presencia y abundancia de primates, incluidos los monos aulladores, están positivamente relacionadas con la diversidad, abundancia y área basal de los recursos alimenticios más importantes (Estrada y Coates-Estrada, 1996; Balcomb et al., 2000; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Chapman et al., 2006), estando el número y tamaño de los árboles positivamente correlacionados con la abundancia de primates (Medley, 1993; 79 Mbora y Meikle, 2004; Wieczkowski, 2004; Worman y Chapman, 2006; Anzures-Dadda y Manson, 2007). Consistente con estos estudios, los resultados de la presente tesis demuestran que la ausencia de grandes árboles, y particularmente la falta de las especies que son más importantes dentro de la dieta de estos primates, puede estar afectando negativamente la presencia de aulladores en los parches más pequeños. Paralelamente a la reducción en la disponibilidad de recursos alimenticios, la densidad de primates suele aumentar en los parches más pequeños (Rodríguez-Toledo et al., 2003; Cristóbal-Azkarate et al., 2005; Van Belle y Estrada, 2005, 2006), incrementando la competencia inter- e intraespecífica por los recursos (Fig. 6). Aunque los monos aulladores parecen responder a esta baja disponibilidad de alimento consumiendo una gran cantidad de especies secundarias y demandantes de luz, e incluso de partes vegetales diferentes a las que suelen consumir (corteza, pecíolos, etc.), no sabemos las repercusiones que puede tener el consumo de estos alimentos alternativos a largo plazo (CristóbalAzkarate y Arroyo-Rodríguez, 2007). Por ejemplo, sabemos que la baja disponibilidad de recursos alimenticios puede incrementar la susceptibilidad de los primates ante el ataque de parásitos, ya que el estado nutritivo del hospedero puede afectar el establecimiento y desarrollo de los parásitos así como el curso de la infección, pudiendo reducir el tamaño de las poblaciones de primates (Santa-Cruz et al., 2000; Milton, 1996; Stoner et al., 2005; Chapman et al., 2006; ArroyoRodríguez et al., 2007b; Fig. 6). Además de la calidad del hábitat, altas cargas parasitarias en A. palliata han sido relacionadas también con altas densidades poblacionales en parches de selvas caducifolias de Costa Rica, ya que estas condiciones favorecen el contacto entre hospederos y la transmisión de los parásitos (Stuart et al., 1990; Fig. 6). Si bien, existen evidencias de que algunas de las plantas consumidas por los primates pueden presentar compuestos desparasitantes (e.g., género Ficus; Stoner et al., 2005, 2006), el presente estudio, así como otros realizados en Los Tuxtlas (Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a, 2006b), sugieren que la pérdida y fragmentación del hábitat pueden alterar la composición y estructura de la vegetación, lo cuál afecta negativamente la supervivencia de algunas de estas plantas. 80 Finalmente, un estudio reciente con monos aulladores negros (Alouatta pigra) en Balancán, Tabasco, México, demostró que el estrés fisiológico (niveles de cortisol fecal) fue menor en aulladores habitando un bosque continuo que en aulladores habitando varios fragmentos, sugiriendo que las condiciones impuestas por la fragmentación pueden incrementar el estrés fisiológico de los individuos (Martínez-Mota et al., 2007). De forma similar, estudios recientes con A. palliata en Los Tuxtlas demostraron que el estrés en machos (mayores concentraciones de testosterona) y hembras (mayores concentraciones de cortisol) puede aumentar como consecuencia del incremento de machos solitarios en parches aislados (Cristóbal-Azkarate et al., 2006, 2007), ya que la llegada de machos solitarios puede desencadenar enfrentamientos muy agresivos con los machos residentes (Cristóbal-Azkarate et al., 2004), y en caso de que logren establecerse en el grupo, los machos solitarios pueden llegar a matar a las crías de las hembras residentes (e.g., Clarke, 1983; Clare et al., 1994). Este aumento en estrés promueve un mayor gasto energético, lo cuál puede afectar negativamente la supervivencia de los individuos dada la baja disponibilidad de alimento existente en parches pequeños (Fig. 6). 7.2.2.3. Tamaño y distancia a poblados humanos En el paisaje sureño la ocupación estuvo asociada positivamente al tamaño de los parches y a la distancia a los poblados humanos. Esto puede estar relacionado con una mayor incidencia de actividades antropogénicas en este paisaje, ya que fue el paisaje con mayor número de poblados humanos. Entre las actividades antropogénicas que afectan en mayor medida la supervivencia de los primates caben destacar la cacería y la tala selectiva de árboles (Peres, 2001; Fig. 6). La cacería puede ser más fácil en los parches más pequeños, donde los animales son más fáciles de localizar (Peres, 1990, 2001; Chiarello y de Mello, 2001). Si bien, es probable que en Los Tuxtlas la cacería ya no sea tan común como antaño, Escobedo-Morales (2005) reportó la muerte de una hembra de aullador en el paisaje sureño que presentaba heridas de bala. 81 Por otro lado, se ha reportado que la tala selectiva puede modificar significativamente la composición y estructura de la vegetación de este paisaje (Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006a), lo cuál puede reducir la disponibilidad de alimento para los primates (Peres, 2001; Arroyo-Rodríguez y Mandujano, 2006b; Fig. 6). Si consideramos que la tala selectiva se esté dando a una tasa constante, la pérdida de árboles grandes será proporcionalmente mayor en los parches más pequeños, ya que contienen menos árboles grandes, y por tanto, los primates estarán mayormente afectados por la tala selectiva en los parches más pequeños. Otro proceso que está sucediendo en la región, y que puede explicar el patrón de ocupación observado en estos paisajes, es la conversión de campos de cultivo (e.g., pastos, milpa) a bosques secundarios (i.e., acahuales). En Los Tuxtlas muchos campesinos abandonan sus terrenos, permitiendo el proceso regenerativo de la selva alta (GómezPompa y Vazquez-Yanes, 1985). Despues de aproximadamente 10 a 40 años (dependiendo de factores como la incidencia de actividades humanas, la pendiente, características del suelo, aislamiento, etc.), los acahuales pueden alcanzar más de 10 m de altura (GómezPompa y Vazquez-Yanes, 1985), pudiendo confundirse con remanentes de selva original. Por tanto, es posible que algunos de los parches muestreados fuesen (total o parcialmente) acahuales viejos, y no remanentes de selva original. Esto es particularmente probable para los parches más pequeños. Por tanto, quizás estos parches nunca estuvieron ocupados por monos, y debido a su aislamiento, no pudieron ser colonizados. Sin embargo, yo esperaría que, debido a su inaccesibilidad, los campesinos abandonasen más frecuentemente los campos más alejados a los poblados. Así, si este proceso estuviese afectando de manera significativa la ocupación de parches por monos aulladores, encontraríamos que los parches más pequeños y alejados a los pueblos tendrían menor probabilidad de estar ocupados. Puesto que aquí se encontró la relación contraria (i.e., los parches más alejados de los pueblos tuvieron mayor probabilidad de estar ocupados), no podemos asegurar que este porceso esté afectando la ocupación de parches de manera significativa. Si bien, los resultados de esta tesis indican fuertemente que los factores que afectan la distribución de primates son diferentes en paisajes con diferente proporción de hábitat 82 remanente, el hecho de que ambos modelos (norteño y sureño) predijeran correctamente un alto número de parches ocupados y desocupados en los demás paisajes, sugiere que ambos procesos (pérdida de calidad de hábitat y aumento en las presiones antropogénicas) pueden ser importantes para los aulladores a nivel regional. 7.3. Probabilidad de extinción 7.3.1. Vortex de extinción Como hemos visto, las poblaciones de primates que habitan paisajes altamente fragmentados deben enfrentarse a múltiples amenazas (Fig. 6 y 7). Por un lado, la reducción en la cantidad y calidad del hábitat remanente disminuyen el tamaño de las poblaciones. La disponibilidad de alimento en los parches de hábitat puede disminuir como consecuencia de los efectos de borde y la tala selectiva. Esto puede incrementar la competencia por el alimento, incrementando el estrés de los individuos y su vulnerabilidad ante la incidencia de parásitos. Esta baja disponibilidad de alimento también puede aumentar como consecuencia del incremento de la densidad de monos en los remanentes pequeños, mientras que la caza furtiva puede ser más fácil en estos parches debido a su pequeño tamaño y mayor accesibilidad. Las poblaciones remanentes también ven limitada su capacidad de dispersión debido al incremento de la distancia entre parches, lo cuál puede aumentar la cantidad de machos solitarios en los parches, ya que son expulsados de sus grupos natales, pero no pueden salir en busca de otros grupos. Como vimos, esto puede incrementar el estrés de los individuos así como su gasto energético, lo cuál puede afectar negativamente su supervivencia dada la baja disponibilidad de alimento en estos remanentes pequeños. La reducción de las tasas de dispersión de individuos entre parches también puede disminuir la diversidad genética de los individuos, reduciendo a largo plazo su capacidad de adaptación ante cambios en el ambiente (Malgrem y Brush, 1978; Pope, 1992; James et al., 83 1997). Sin embargo, estudios más recientes con poblaciones de Alouatta pigra en hábitats fragmentados reportan que la heterocigosidad promedio fue superior a la reportada en estos estudios (Winkler et al., 2004; García del Valle et al., 2005). Esto puede ser debido a las diferencias en las metodologías empleadas, al pequeño tamaño de muestra, al poco tiempo de aislamiento de las poblaciones, o a que el aislamiento no es tan intenso como se supone, lo cuál sugiere que son necesarios más estudios para probar el efecto del aislamiento de las poblaciones sobre la variabilidad genética (García del Valle et al., 2005). Otro aspecto importante relacionado con el pequeño tamaño de las poblaciones, es que son más vulnerables ante la incidencia de catástrofes naturales (Fig. 7). Por ejemplo, en un estudio reciente del impacto del huracán Iris sobre la población de monos aulladores (Alouatta pigra) en Belice, Pavelka et al. (2003) reportan que el huracán derribó completamente los árboles del dosel. Esto provocó importantes cambios en la estructura del grupo (i.e., hubo una desorganización social), con cambios importantes en el área de actividad así como en la dieta de los primates. Los individuos se vieron forzados a alimentarse de los árboles caídos, así como de arbustos del estrato inferior, lo cuál puede aumentar la probabilidad de que sean atacados por perros, o depredados por felinos y/o boas (Estrada y Coates-Estrada, 1996). Aunado a todas estas amenazas, un estudio demográfico reciente en el paisaje sureño, sugiere que a medida que disminuye el tamaño de las poblaciones, se reduce el número de hembras por grupo, así como el número de crías por hembra (tasa de fecundidad), disminuyéndose el éxito reproductivo de estas pequeñas poblaciones (Escobedo-Morales, datos no publicados). De forma similar, Estrada et al. (2001) y Cristóbal-Azkarate et al. (2005) sugieren que la baja disponibilidad de recursos alimenticios en los parches remanentes pueden derivar en un incremento de la tasa de mortalidad de inmaduros. Así, las poblaciones más pequeñas pueden entrar en “Vortex de extinción”, ya que deben enfrentarse a todas estas amenazas, las cuáles incrementan su probabilidad de extinción (Gilpin y Soulé, 1986; Akçakaya et al., 1999; Fig. 7). 84 Catástrofes naturales Variación ambiental Pérdida y fragmentación del hábitat Degradación del hábitat Cacería Variación demográfica Degradación del hábitat Deriva génica Endogamia Cacería EXTINCIÓN Fig. 7. Los llamados “Vortex de extinción” pueden reducir progresivamente el tamaño de las poblaciones llevando a la extinción irremediable de la población. 7.3.2. Umbrales de extinción Finalmente, regresando a la escala de paisaje, varios autores señalan que por debajo de cierto umbral de porcentaje de hábitat la probabilidad de persistencia de las poblaciones cae significativamente (e.g., Andrén, 1994; Fahrig, 1997, 1998; With, 1997; With et al., 1997; Flather y Bevers, 2002). Considerando la abundancia de aulladores en cada paisaje (Fig. 4), el presente estudio sugiere que por debajo de 14-17% de hábitat remanente la abundancia de primates cae bruscamente. De forma similar, e incluyendo en este caso datos de otros trabajos publicados (los cuáles no reportan abundancias de primates) encontramos que el 85 porcentaje de ocupación cae cuando los paisajes tienen menos de 16% de hábitat remanente (Fig. 8). Estos umbrales de porcentaje de hábitat son cercanos a los reportados en estudios previos [< 20% (Fahrig, 1998); 10-30% (Andrén, 1994)], y sugieren que la persistencia de poblaciones de aulladores que habitan paisajes altamente deforestados, como es el caso del paisaje central, puede estar comprometida a largo plazo. 60 y = 10.117e 2 50 % Ocupación LT 0.055x R = 0.73 40 30 LT CH LT 20 10 LT 0 0 5 10 15 20 25 30 % Hábitat remanente Fig. 8. Relación entre el porcentaje de parches ocupados por monos aulladores (Alouatta palliata) y el porcentaje de hábitat remanente en diferentes paisajes fragmentados: LT = Los Tuxtlas (Mandujano y Estrada, 2005; presente estudio); CH = Chiapas (AnzuresDadda y Manson, 2007). Tras explorar el coeficiente de determinación lineal (R2) para los modelos de regresión lineal, logarítmico y exponencial, el modelo que mejor se ajusta a los datos es el modelo exponencial. La fleja indica el punto de inflexión de la curva (umbral). Sin embargo, debido al pequeño número de paisajes de estudio, estos umbrales deben tomarse con cautela. Además, estos paisajes están modificándose continuamente, lo cual añade incertidumbre a la hora de predecir lo que sucederá con estas poblaciones en un lapso de tiempo largo. Por ejemplo, con una tasa anual de deforestación del 4%, un estudio reciente en la región sur de Los Tuxtlas estimó mediante simulaciones que la población de aulladores tendrá una probabilidad de extinción del 35% en los próximos 30 años (Mandujano et al., 2006; Escobedo-Morales y Mandujano, 2007). Sin embargo, si se restauran únicamente 112-170 ha en zonas clave de este paisaje, estos autores predicen que la probabilidad de extinción de la metapoblación se reduciría al 1%. Por tanto, la 86 persistencia de la metapoblación va a depender principalmente de las acciones que se lleven a cabo en las próximas décadas en la región, y particularmente en la zona de amortiguamiento de la Reserva. 8. IMPLICACIONES DE CONSERVACIÓN Y MANEJO En primer lugar, quisiera llamar la atención sobre la importancia que tiene la región de Los Tuxtlas para la conservación de esta subespecie de primate. Si consideramos como hábitat potencial para el mono aullador la selva alta perennifolia (Silva-López et al., 1988) que se distribuye entre 0 y 700 msnm, en Los Tuxtlas actualmente existen cerca de 11,000 ha de hábitat disponible con un alto grado de fragmentación (Castillo-Campos y Laborde, 2004). Sin embargo, este primate en ocasiones puede utilizar la selva mediana perennifolia presente entre los 650 y 1,000 msnm (Silva-López et al., 1988), que actualmente abarca una extensión en la sierra de 20,000 ha (Castillo-Campos y Laborde, 2004). Por lo tanto, sin ser demasiado estrictos podemos considerar que en Los Tuxtlas puede haber del orden de 11,000 a 30,000 ha de hábitat para los monos aulladores. Puesto que el área de actividad máxima reportada para un grupo de aulladores en esta región es de 30-60 ha (Estrada y Coates-Estrada, 1994; Trejo-Vargas, 1980), y el tamaño medio de grupos es de 7 individuos (rango, 3-14), podemos entonces estimar que la población potencial de aulladores que podría habitar esta región es de aproximadamente 2,333 individuos (20,000/60 x 7) si consideramos que dichas áreas de actividad no se traslapan. Obviamente esta es una sobreestimación ya que, como hemos visto en este estudio, una gran parte del área considerada está fragmentada en parches menores a 10 ha, en los cuales la probabilidad de supervivencia de estos grupos es muy reducida. Sin embargo, esta cifra puede darnos idea de la importancia que tiene esta región para la conservación del mono aullador en término de número de animales. Debemos considerar que esta región representa el límite más norteño de distribución de la selva alta, muestra una alta riqueza específica de plantas y animales, representa la zona de reproducción más ricas en aves del país y es un punto clave de paso de aves 87 migratorias (CONABIO, 2000). Estas son sólo algunas de las razones por las que actualmente Los Tuxtlas es considerada como una Región Prioritaria para la Conservación en México (CONABIO, 2000), y resalta algunos de los beneficios secundarios que puede tener la implementación de programas de conservación para el mono aullador. Puesto que esta especie es de gran tamaño, tiene hábitos diurnos, dedica una gran parte del tiempo al descanso (lo que facilita su seguimiento), y es muy carismática, puede ser empleada como “especie bandera” para el desarrollo de proyectos de restauración que beneficien tanto a los pobladores locales (e.g., beneficios económicos del ecoturismo, bienes y servicios ambientales, etc.) como a la biota que aún sobrevive en estos remanentes de selva. Entre las implicaciones de conservación y manejo que se desprenden de este estudio, cabe destacar: 1) Desarrollar estrategias de conservación a escala regional. Puesto que las características estructurales de los paisajes y los parches no son independientes de la proporción de hábitat remanente en cada paisaje, y éstas se encuentran fuertemente asociadas con la presencia y abundancia de primates, los proyectos de manejo y/o restauración de la selva no pueden hacerse solo a escala de parche, sino a escala regional, ya que de esta manera podemos integrar multitud de factores que varían espacialmente (e.g., tamaño y aislamiento de los parches) para localizar las áreas prioritarias de conservación. En este sentido, es importante señalar que en la región han surgido iniciativas por parte de algunas comunidades de campesinos que, preocupados por la conservación de la selva, están creando pequeñas reservas privadas. Por tanto, si se desarrollan programas a escala regional se pueden coordinar los esfuerzos de estos campesinos para que estos proyectos tengan un mayor impacto para la conservación de la selva. 2) El tamaño de los parches debe ser considerado como un factor de “primer orden” a la hora de elaborar cualquier estrategia de conservación. Consistentes con numerosos trabajos, los resultados de este estudio indican que el tamaño del parche es el factor más importante que determina la probabilidad de que un parche esté ocupado por aulladores. 88 El tamaño del parche no sólo determina la dinámica metapoblacional (colonización y extinción de parches), sino que está directamente relacionado con la abundancia y densidad de primates, con la calidad de los parches y con su accesibilidad para los humanos, e indirectamente relacionado con la competencia inter- e intraestecífica, el estrés fisiológico y la incidencia de parásitos. Por tanto, es necesario conservar los parches de mayor tamaño, y restaurar los parches de tamaño mediano (i.e., enriquecer con especies importantes en la dieta de los aulladores y reforestar sus bordes para incrementar su tamaño). 3) Restaurar los parches de selva de las tierras bajas. En esta región el tamaño de los parches de selva está relacionado positivamente con la elevación, ya que las fuertes pendientes los hace más inaccesibles para el hombre (Mendoza et al., 2005). Puesto que la selva alta es el principal hábitat para los monos aulladores (Estrada y Coates-Estrada, 1996), se distribuye principalmente por debajo de los 700 msnm (Castillo-Campos y Laborde, 2004), y es el tipo de hábitat que ha sufrido una mayor deforestación (CastilloCampos y Laborde, 2004), es urgente la restauración de los parches de selva de las tierras bajas (i.e., enriquecer y aumentar su tamaño). 4) Los modelos de incidencia más adecuados para predecir los parches ocupados en otros paisajes de Los Tuxtlas deben incluir los factores tamaño y forma de parche, o tamaño de parche y distancia a los pueblos más cercanos. Si bien, estos resultados son similares a los reportados previamente por otros autores (e.g., Rodríguez-Toledo et al., 2003; Mandujano et al., 2006), la relevancia de este estudio se debe a que: 1) se reportan las fórmulas y los parámetros que pueden ser utilizados en la identificación de áreas prioritarias para la conservación de los aulladores (las pruebas de validación de los modelos indicaron que tienen una alta capacidad para predecir los parches ocupados); y 2) las relaciones encontradas entre las características de los parches y la probabilidad de ocupación fueron diferentes entre paisajes, lo cuál llama la atención sobre la importancia que tiene el desarrollo de proyectos a escala de paisaje. 89 5) En planes de manejo y/o restauración del hábitat es importante considerar la calidad de los parches. Como resultado de este estudio, y consistente con investigaciones realizadas con gran cantidad de especies de primates, los factores del hábitat más importantes que deben considerarse a la hora de realizar cualquier proyecto de restauración y/o manejo para la conservación de monos aulladores son: la densidad de árboles grandes (DAP > 60 cm), el área basal total, el área basal de especies persistentes, y/o el área basal de las especies más importantes dentro de la dieta de estos primates. Estos factores pueden usarse para caracterizar la calidad del hábitat de estos primates, lo cual puede servir, por ejemplo, para localizar áreas prioritarias de conservación y/o áreas potenciales para la translocación de monos aulladores. En el caso de la restauración de los parches, se recomienda sembrar especies primarias en el interior de los parches que sirvan de alimento para los primates (ver listado completo en Cristóbal-Azkarate y Arroyo-Rodríguez, 2007), así como especies secundarias y demandantes de luz en los bordes de los parches que puedan ser usadas por los primates (e.g., Ficus spp., Bursera simaruba, y Cecropia obtusifolia). Estos últimos grupos de especies son de rápido crecimiento, y pueden generar las condiciones apropiadas para el establecimiento y crecimiento de las especies primarias. En este sentido, es importante mencionar la existencia de programas nacionales (e.g., CONAFOR) que están apoyando económicamente a proyectos de restauración. 6) Es importante establecer también programas de conservación para impedir que desaparezcan los parches más pequeños y controlar la tala selectiva. Los paisajes de estudio están dominados por parches muy pequeños (< 10 ha). Aunque estos parches quizás no son adecuados para la supervivencia de los primates, algunos de ellos muestran una composición y estructura similar a la de los fragmentos grandes, y son reservorio de una gran diversidad de especies vegetales (incluidas algunas especies amenazadas de extinción). Por tanto, es importante impedir que desaparezcan estos fragmentos, ya que sirven como reservorios de biodiversidad a escala local y regional, y aumentan la conectividad del paisaje, reduciendo el inminente peligro de aislamiento de las poblaciones de plantas y animales. Además, hay que tomar medidas urgentes para evitar que sigan talando árboles en los parches más pequeños (en particular árboles 90 grandes (DAP > 60 cm) y de las especies que son importantes dentro de la dieta de los aulladores), ya que estos parches son los que sufren un deterioro proporcionalmente mayor. 7) Translocación de grupos de aulladores. Aunque se halla mencionado al final, esta estrategia de manejo es quizás la única solución para la supervivencia de muchos grupos de primates en la región. Como hemos visto en este estudio, debido a sus características espaciales, muchos parches ocupados deberían estar desocupados, lo cual nos sugiere que tienen una alta probabilidad de extinción (Tabla IV, Capítulo 5). Por tanto, es urgente considerar su translocación a parches más adecuados, los cuáles deben ser seleccionados en función de su tamaño, forma, y distancia a pueblos, así como por la densidad de árboles grandes, y la presencia de importantes recursos alimenticios para los aulladores. Cabe mencionar que la translocación de grupos de primates se ha llevado a cabo con éxito con varias especies en varias áreas del país, e incluso hay un grupo de primatólogos en la Universidad Veracruzana que se ha especializado en el tema. Finalmente, quisiera remarcar la urgencia que tiene la implementación de estrategias de manejo para la conservación de esta especie, ya que actualmente esta región experimenta una tasa de crecimiento poblacional humana muy alta (Laborde, 2004). Por ejemplo, comunidades dentro de las áreas de estudio como son Montepío, Dos de Abril, La Perla del Golfo, Arrecifes y Zapotitlan tienen tasas de crecimiento poblacional de hasta el 2% y el 5% anual (INEGI, 2000). Considerando que los paisajes de estudio tienen densidades poblacionales de entre 10 y 200 hab./km2, el crecimiento poblacional de los próximos años puede tener un alto impacto sobre los parches de vegetación que aún quedan en la región (Laborde, 2004). 9. ALGUNAS CONSIDERACIONES PARA FUTUROS ESTUDIOS Aunque el presente estudio aporta información clave y novedosa acerca de las respuestas de los aulladores a la pérdida y fragmentación del hábitat, sin duda aún existen varias 91 preguntas por resolver, así como algunas limitaciones metodológicas que deben considerarse en futuros estudios. Una de las cuestiones más básicas es poder diferenciar entre el efecto de la pérdida y la fragmentación del hábitat (Fahrig, 2003). Para ello, es necesario incrementar el número de paisajes analizados, y así poder hacer un estudio a escala de paisaje (i.e., donde el paisaje sea la unidad de análisis). En este sentido, una posibilidad es dividir los paisajes que se muestrearon en un mayor número de paisajes, ya que el tamaño de los paisajes no tiene porqué ser estrictamente el que se consideró en este estudio (aprox. 5,000 ha). Los paisajes se escogieron con base en dos criterios: 1) que fuese logísticamente posible el muestreo de todos los parches presentes en los paisajes; y 2) que fuesen independientes (i.e., naturalmente delimitados por la costa y por grandes ríos, para evitar que grupos de monos puedan moverse entre paisajes). Por tanto, si queremos analizar de nuevo los paisajes estudiados únicamente hay que preocuparse del segundo criterio (la independencia de los paisajes). Para ello se pueden utilizar técnicas como el “análisis de redes” para identificar grupos de parches (archipiélagos) relativamente independientes de otros grupos de parches (Palacios-Silva y Mandujano, 2007), y así dividir cada paisaje en un número mayor de paisajes independientes. Un aspecto importante que puede afectar el patrón actual de ocupación de parches, y que no pudo probarse en este estudio, es la influencia de la historia de la fragmentación de cada paisaje (e.g., tiempo y velocidad de fragmentación, actividades productivas y grupos étnicos dominantes, patrón de fragmentación) sobre la distribución de aulladores. Algunos parches - especialmente los más pequeños - pueden ser acahuales viejos que se desarrollaron después del abandono de campos de cultivo. Quizás estos parches nunca estuvieron ocupados por aulladores, y debido a su aislamiento, nunca fueron colonizados. Así, la ausencia de monos en algunos parches pequeños quizás no tenga que ver con procesos ecológicos (e.g., pérdida de calidad de hábitat) o antropogénicos (e.g., tala selectiva, cacería), sino simplemente a que algunos parches son acahuales viejos, y no auténticos remanentes de selva original. En nuestro caso, todos los parches presentaron una gran diversidad y densidad de árboles primarios de mediano a gran tamaño, por tanto, es 92 poco probable que fuesen acahuales en su totalidad. Sin embargo, nosotros consideramos que todos los paisajes fueron fragmentados aproximadamente al mismo tiempo con base en un trabajo a escala regional (Guevara et al., 2004), y es probable que a menor escala existan importantes diferencias en la historia de cada parche que puedan haber afectado el patrón de distribución de primates. Por tanto, no podemos menospreciar la influencia potencial de este factor sobre el patrón de ocupación observado. Futuros estudios deben considerar este importante factor para tener un mejor entendimiento de los factores que afectan la ocupación de parches por monos aulladores en esta región. Alouatta palliata se distribuye desde Perú hasta México, ocupando una gran variedad de tipos de hábitat (e.g., selva alta perennifolia, selva baja perennifolia, selva baja caducifolia) (Crockett y Eisenberg, 1987; Rylands et al., 2006). Puesto que los efectos de la fragmentación del hábitat sobre estos primates pueden variar en función del tipo de hábitat y las características del paisaje (e.g., Villard, 2002; Henle et al., 2004; Ewers y Didham, 2006), es necesario repetir este tipo estudios en otros paisajes de Centro y Suramérica para averiguar si el patrón observado aquí es generalizable a otras regiones dentro de su distribución geográfica. Como señalan Fahrig y Merriam (1994), la estructura espacial del paisaje no es constante en el tiempo, sino que puede variar enormemente por procesos naturales o antropogénicos, modificando la dinámica y/o persistencia de las poblaciones. Entre los cambios que puede experimentar un paisaje cabe mencionar: 1) aumento, pérdida y/o fragmentación de hábitat; 2) incremento/pérdida en el número y/o calidad de las rutas de dispersión; y 3) reorganización espacial del hábitat (Fahrig y Merriam, 1994). En una salida reciente (abril de 2007) al paisaje sureño, se comprobó que en tan sólo tres años han ocurrido importantes cambios en el paisaje. Por ejemplo, los campesinos han talado gran parte del que era el parche más grande del paisaje. Además, uno de los parches cercanos a la playa que presentaba monos aulladores, ha desaparecido por completo; mientras que otros parches actualmente presentan una vegetación más densa y de mayor altura que en el año 2005. Sin duda, estos cambios deben haber promovido importantes cambios en la dinámica de las poblaciones de primates, y por tanto, es urgente realizar un nuevo censo de 93 todos los fragmentos para poder identificar dichos cambios, y poder dar un seguimiento a largo plazo de las dinámicas de ocupación/extinción de parches que están sucediendo en el paisaje a medida que va cambiando su estructura. Esto permitirá identificar tendencias en las poblaciones, ya que muchos efectos de la fragmentación son únicamente visibles a largo plazo (Tilman et al., 1994; Swart y Lawes, 1996; Cowlishaw, 1999). En cuanto a los factores que afectan la ocupación (Fig. 6; Sección 7.2.), es importante llevar a cabo meta-análisis para determinar qué factores (e.g., cantidad de hábitat, tamaño de parches, aislamiento, calidad, cacería, parasitismo, estrés, genética) son los que afectan en mayor medida la distribución y abundancia de aulladores. Esto puede realizarse, por ejemplo, a través de los análsis estadísticos llamados “Patch Analysis” (e.g., Chapman et al., 2006). En este sentido, es importante realizar estudios a largo plazo sobre genética de poblaciones para evaluar si realmente está habiendo una pérdida de diversidad genética, así como para poder identificar el parentesco entre subpoblaciones, y así poder inferir posibles dispersiones entre ellas. Hasta la fecha se sabe muy poco acerca del patrón de dispersión de los individuos, de la frecuencia de eventos migratorios entre parches, de las rutas que prefieren, ni de los criterios que utilizan para escoger uno u otro parche. Por tanto, es necesario realizar estudios que describan el patrón de dispersión de los individuos. Una posibilidad sería desarrollar estudios experimentales, liberando primates juveniles que estén en programas de reintroducción para seguir sus movimientos mediante telemetría en un paisaje fragmentado. Por otro lado, y dado el poco conocimiento que se tiene al respecto, es urgente evaluar el impacto directo de actividades como la caza y la tala selectiva sobre los primates. Aunque este estudio, al igual que otros realizados en Suramérica y África, sugieren que la caza y la tala selectiva pueden tener un efecto negativo importante sobre los primates, también sabemos que existen algunos parches en la región que están siendo protegidos activamente por los humanos. Por tanto, es necesario cuantificar el impacto humano sobre los primates: 1) estimando tasas de caza; 2) evaluando el impacto directo de la tala selectiva 94 sobre la calidad de los parches; y 3) identificando cuáles son las áreas más amenazadas de la reserva. Además, es necesario llevar a cabo estudios acerca del efecto de la cantidad y calidad del hábitat sobre el estrés de los primates, y relacionar éste con la salud de los individuos (e.g., incidencia de parásitos). Esta información es clave para identificar tanto los factores que pueden afectar la supervivencia de los primates en paisajes fragmentados, como las posibles interacciones sinérgicas entre factores, y así poder elaborar propuestas de manejo más adecuadas. Finalmente, y no por eso menos importante, debemos investigar el posible impacto ecológico de la ausencia de primates sobre la comunidad vegetal y el resto de organismos que están relacionados directa o indirectamente con los primates. Los monos aulladores son importantes dispersores primarios de semillas (e.g., Serio-Silva y Rico-Gray, 2002). Además, sus heces son visitadas por un gran número de especies de escarabajos coprófagos, los cuáles entierran las heces, y con ellas también pueden enterrar accidentalmente muchas semillas (dispersión secundaria; Andresen, 2005). Por otro lado, recientes evidencias indican que altas densidades de monos aulladores (A. seniculus) en islas del lago Guri, Venzuela, pueden tener un efecto positivo sobre la diversidad de aves, ya que los primates fertilizan el suelo con sus heces, incrementando la productividad de plantas en el estrato inferior, así como la calidad del hábitat para las aves (Feeley y Terborgh, 2006). Por tanto, la ausencia de primates puede tener importantes consecuencias para el resto de organismos que están asociados con ellos. 10. CONCLUSIONES GENERALES 1) A medida que disminuye la proporción de hábitat remanente en cada paisaje, también disminuye el porcentaje de ocupación y abundancia estimada de aulladores. 95 2) Este patrón puede ser explicado por los cambios en la estructura espacial de los parches, así como en la composición y estructura de la vegetación, que suceden como consecuencia de la pérdida y fragmentación del hábitat. 3) El tamaño del parche es el factor más importante que determina la presencia de monos aulladores a nivel regional (i.e., en los tres paisajes) 4) Otros factores particulares para cada paisaje afectaron de forma sinérgica la ocupación, i.e., los primates responden de diferente forma en cada paisaje debido a las características propias de cada paisaje. En el paisaje norteño la ocupación estuvo asociada al tamaño (relación positiva) y a la forma (negativa) de los parches, mientras que en el paisaje sureño la ocupación se asoció positivamente al tamaño de los parches y a la distancia a los poblados humanos. 5) A pesar de lo anterior, encontramos que los modelos de ocupación pueden servir para predecir con gran precisión la ocupación de parches en otros paisajes de la región. 6) Por debajo de cierto umbral de tamaño de parche (< 10 ha) la calidad del hábitat es un factor crucial que puede explicar la presencia de monos aulladores, siendo la ausencia de árboles grandes el factor más importante que afectó la distribución de monos aulladores en estos parches. 7) Para la conservación exitosa de los monos aulladores en la Reserva se propone: 1) desarrollar estrategias de conservación a escala local y regional (particularmente en la zona de amortiguamiento); 2) conservar todos los parches remanentes (siendo preferentes los parches de mayor tamaño); 3) restaurar (i.e., enriqueciendo y aumentando su área) los parches de pequeño y mediano tamaño; y 4) controlar la tala selectiva (particularmente en los parches más pequeños). Si se quiere predecir la ocupación de parches por monos aulladores en otras áreas de la Reserva se deben utilizar el tamaño y la forma de los parches, así como la distancia a los poblados humanos. En cualquier plan de manejo y/o restauración del hábitat debe considerarse la 96 calidad de los parches, tomando en cuenta el tamaño de los árboles - particularmente de aquellas especies importantes dentro de la dieta de los aulladores. Finalmente, es urgente translocar los grupos de aulladores que se encuentren en los parches menos adecuados. Fragmentos y potreros del paisaje Sureño. Al fondo la sierra de Santa Marta (Foto: Víctor Arroyo Rodríguez) 97 11. REFERENCIAS Achard F, Eva HD, Stibig HJ, Mayaux P, Gallego J, Richards T, y Malingreau JP. 2002. Determination of deforestation rates of the world’s humid tropical forest. Science 297: 999-1002. Akçakaya HR, Burgman MA, y Ginzburg LR. 1999. Applied Population Ecology. Principles and computer exercises using RAMAS® Ecolab 2.0. 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