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Title: Sviluppo e validazione di un modello d'idoneità ambientale su una specia minacciata: il leone in Ghana
Other Titles: Application and validation of a habitat suitability model about a threatened species : the lion (panthera leo) in Ghana
Authors: Petrozzi, Fabio
Keywords: Lion;Panthera Leo;Habitat suitability model;Ghana;West Africa;Leone;Modello di idoneità ambientale;Africa;BIO/05
Issue Date: 20-Mar-2012
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato in Evoluzione biologica e biochimica 24.ciclo
Abstract: 
Il leone africano (Panthera leo) nel corso dello scorso secolo ha subito un forte decremento
di popolazione a causa di molti fattori quali la perdita di habitat (sfruttamento dei territori a
fini agricoli, distruzione dell’habitat a causa di guerre, estrazione di materie prime dal
sottosuolo, etc), e la persecuzione diretta , sia come animale “nocivo” rispetto le attività
antropiche, sia per l'utilizzo di alcune parti del suo corpo, per rituali tribali e/o legati
all’animismo.
Studiando le stime della popolazione africana, dalla metà del secolo scorso ad oggi si nota
una diminuzione drastica del suo numero. Infatti la popolazione storica dei leoni in tutta
l’Africa, all’inizio del XX secolo, si aggirava intorno alle 400.000 unità, nel 1990 si
stimava una popolazione che andava dai 30.000 ai 100.000 leoni.
Per quanto riguarda l’areale storico, esso si estendeva in tutta l’Africa, ad eccezione del
deserto del Sahara e delle foreste del Congo, quello attuale, altamente frammentato, è
stimato intorno ai 3.000.000 km2, in pratica meno di un quarto dell’areale storico.
Uno degli ultimi gruppi di leone occidentale è rappresentato dall’esiguo numero presente
nel Mole National Park (12-28 individui), che risulterebbe essere la quasi totalità della
popolazione di leoni del Ghana.
Risulta così estremamente importante il ruolo svolto da questo parco, vasta area protetta
(4.800 Km2 circa) che può garantire l’oculata conservazione e gestione dei leoni, una volta
identificati e monitorati, per la sua vicinanza con altre aree protette di nazioni limitrofe.
La popolazione di leone presente in questo parco non è mai stata studiata, ad eccezione di
alcuni studi recenti sulla presenza di carnivori, a carattere introduttivo.
Lo scopo della presente ricerca è quello di creare e validare un modello di idoneità
ambientale per il leone.
L'elaborazione di tale modello è stata sviluppata analizzando gli avvistamenti storici di
leone all’interno del parco ed interpolandoli con le tipologie di habitat presenti nell'area,
andando poi a costruire un nuovo modello ed esaminare dove la presenza del leone risulta
maggiormente probabile. Ciò è stato fatto in visione anche del differente habitat in cui la
specie vive in Africa occidentale, ed in modo particolare nel Mole National Park, la cui
estensione è principalmente occupata da savana molto chiusa (savana occidentale o
guineana) e circondata da foreste, un fattore altamente discriminante.
Una volta creato il modello di idoneità si è proceduto alla validazione di questo tramite due
metodologie: l’utilizzo di foto-trappola e l’esecuzione di transetti sia a piedi, che su
autoveicolo 4x4 per osservazioni e record vari diretti e/o indiretti, come tracce di leone
(orme, resti di predazione, escrementi). Tramite transetto, sia in automobile che a piedi,
sono stati coperti complessivamente circa 900 Km. Per i transetti effettuati tramite
autoveicolo si è proceduto con una velocità media di 20 km orari con 5 osservatori. I
transetti effettuati a piedi avevano una lunghezza che variava dai 2 ai 4 Km ognuno.
Le foto-trappola posizionate sono state 18 in differenti aree del parco, sia a livello
territoriale, sia a livello di potenziale idoneità ambientale, per un totale di 3600
giorni/trappola e di 23 postazioni, spostando 5 foto-trappola. I luoghi dove sono state
ubicate sono principalmente aree nei pressi di pozze, fiumi o zone di abbeverata,
approfittando del fatto che soprattutto durante la stagione secca gli animali tendono a
concentrarsi in tali aree.
Le analisi statistiche, modelli backward stepwise e modello di Von Bertalannfy, hanno dato
come risultato cinque variabili correlate alla presenza del leone e dimostrano come la
popolazione selezioni positivamente la savana chiusa e le aree nei pressi di foreste -(P <
0.033), modello backward stepwise AIC = 75.006 e modello di Von Bertalannfy AIC =
75.117; ΔAIC = 0.111-, evitando la savana aperta; inoltre dimostrano come la presenza
della popolazione del parco sia influenzata positivamente dall’indice pluviometrico -
(P<0.001), con i modelli backward stepwise (AIC = 48.663) e Von Bertalannfy (AIC =
44.714) (ΔAIC = 3.949) che hanno un risultato simile-, dalla presenza di bacini di acqua -
(P<0.045), con una calibrazione in entrambi i modelli quasi simile (rispettivamente AIC =
77.114 e 77.361; ΔAIC = 0.247-, probabilmente a causa della preferenza di quelle aree da
parte delle prede potenziali. Tali peculiarità sono alquanto discordanti con quelle delle
popolazioni di leone dell’Africa Australe ed Orientale. Infatti quest’ultime sono solite
prediligere gli ambienti aperti (savana aperta), e solitamente non abbisognano della
presenza di molta acqua per la loro sopravvivenza. Il modello GIS, in cui sono state
utilizzate tutte le variabili positive dell’analisi statistica, ha suffragato tali risultati, la
percentuale di avvistamenti storici che rientra all’interno dell’alta idoneità ambientale è
pari a circa l’88,7% degli avvistamenti totali (P<0.002). Inoltre l’elaborazione di tale
modello ha indicato le aree di idoneità suddivise accorpandole in tre categorie (alta, media
e bassa).
Dalle tre tipologie di idoneità sono state scelte le aree in cui effettuare i transetti e ubicare
le foto-trappola. Le escursioni sul campo hanno permesso di registrare un’impronta di
leone, in prossimità di un fiume, e un ruggito, mentre una delle foto-trappola ha registrato
un filmato di un giovane maschio mentre si aggirava in una zona densamente alberata.
I risultati di questo studio hanno delle forti implicazioni di tipo conservazionistico per il
leone nel parco, soprattutto perchè la sua popolazione è limitata e per l’ubicazione
geografica strategica del Mole N.P.
Inoltre, questa metodologia può essere applicabile in altre zone dove la specie (o anche
specie paragonabili dal punto di vista ecologico) manifesta abitudini elusive, come
nell’area di studio, in cui non era stato registrato per 11 anni alcun record del felide (1998-
2009).

During the past century, African lion (Panthera leo) suffered a strong population decline
because of several factors as loss of habitat (exploitation of the land for agricultural
purposes, habitat destruction due to wars, extraction of raw materials from the
underground, etc.), and direct persecution, both as an "harmful" animal for human
activities, both for the use of some parts of his body, related to tribal rituals and / or
animism.
Studying the estimation of African population, since the second half of the past century
until today, we can notice a dramatic decrease. In fact, at the beginning of the XX century,
in the whole Africa, lion population was about 400,000 units; in 1990 it was estimated
between 30,000 and 100,000 lions.
Historical range occupied the whole Africa, except for the Sahara and the rainforests in
Congo; the current range, highly fragmented, is estimated about 3,000,000 km2, that is less
than a quarter of the historical distribution.
One of the last group of Western lion population is represented by the small group in the
Mole National Park (perhaps 12-28 lions), which would be almost the entire population of
them in Ghana.
Because of its proximity to other protected areas in neighboring countries, it is extremely
important the role played by this park, a vast protected area (about 4,800 km2) that can
ensure the conservation and management of lions, once they are identified and monitored.
Lion population in Mole National Park has never been studied, with the exception of some
recent general studies about the presence of carnivores.
The aim of this research is to create and validate an environmental suitability model for the
lion.
The model has been developed by analyzing historical sightings of lion in the park and
linking them with the types of habitats in the area, then building a new model and
examining where the lion is more likely to be.
This was done considering also the different habitat where the species lives in West Africa,
and particularly in the Mole National Park, whose extension is mainly occupied by very
closed savannah (Western savannah) and surrounded by forests, a high discriminating
factor.
Once the model was created, I proceeded to validate it with two methods: By using camera
traps, and by carrying out transects on foot, or by car (4 wheel drive) to collect direct and /
or indirect records, as tracks of a lion (footprints, remains of predation, scats).
Through transept, both by car and on foot, we covered in total about 900 km.
About transects done by car, the vehicle proceeded at an average speed of 20 km/h, with 5
observers. The transects carried out on foot had a range of distance from 2 to 4 km each.
Camera-traps were placed in 18 different areas of the park, both at the regional level and in
terms of potential environmental suitability, for a total amount of 3600 days / trap and 23
stations, shifting 5 camera traps.
The places where they were located were mainly in areas near ponds, rivers or watering
areas, taking advantage of the fact that, especially during the dry season, the animals tend
to concentrate in these areas.
The statistical analysis, applying both backward stepwise model, and Von Bertalannfy
model, resulted in five variables that are related to the presence of the lion and that show
how population selects positively closed savannah and areas near forests - (P <0.033),
model backward stepwise AIC = 75,006 and Von Bertalannfy model AIC = 75,117; ΔAIC =
0.111-, avoiding the open savannah. They also demonstrate how the presence of the
population in the park is positively influenced by the rainfall - (P <0.001), with models
backward stepwise (AIC = 48,663) and Von Bertalannfy (AIC = 44,714) (ΔAIC = 3949)
which have a similar result-, by the presence of water basins - (P <0.045), with model
fitting almost similar in both models (AIC = 77,114 and 77,361 respectively; ΔAIC =0.247,
probably because potential preys prefer those areas.
These distinctive features are somewhat discordant with those of lion populations in
Southern and Eastern Africa. In fact, these ones prefer open places (open savannah), and
they usually don’t require the presence of plenty of water for their survival.
The GIS model, in which all positive variables of the statistical analysis have been used,
corroborated these results, the percentage of historical sightings that falls within high
environmental suitability is about 88, 7% of total sightings (P <0.002). Furthermore, the
development of this model indicated the suitability areas, divided into three categories
(high, medium, and low).
We chose the places where carry out transects and locate camera-traps from these three
categories of suitable areas.
The transects permitted to record a lion footprint, near a river, and a roar, while a cameratrap
recorded a video of a young lion moving in a densely wooded area.
Study results have a strong implication on the conservation of lion in the park, especially
because its population is limited and because of the strategic geographical location of Mole
NP.
Furthermore, this methodology may be applicable in other areas where the species (or
comparable species from an ecological point of view) has elusive habits, as in the study
area, in which any record of the cat was not recorded for 11 years (1998 -2009).
Description: 
Dottorato di ricerca in Evoluzione biologica e biochimica
URI: http://hdl.handle.net/2067/2551
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