Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2765
Title: Effetti della qualità degli habitat sull'ecologia dei micromammiferi forestali in paesaggi frammentati dell'Italia centrale
Other Titles: Habitat quality effects on forestry small mammals ecology in fragmented landscapes of central Italy
Authors: Schiavano, Andrea
Keywords: Qualità degli habitat;Frammentazione;Micromammiferi;Habitat quality;Fragmentation;Micromammiferi;BIO/05
Issue Date: 17-Jun-2013
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 25. ciclo
Abstract: 
Il processo di frammentazione degli habitat e la misurazione della loro qualità sono tra i temi più importanti che concernono la Biologia della conservazione.
La frammentazione del paesaggio o frammentazione degli “habitat” è una delle principali cause di declino della biodiversita (Fahrig, 2003, Foley et al., 2005). Per frammentazione dell’habitat, si intendono almeno quattro fenomeni distinti:
perdita di habitat (habitat loss);
frammentazione per se (habitat subdivision);
degradazione dell’habitat (habitat degradation);interruzione della connettività (connectivity break).
I primi due fenomeni tendono a coesistere nella maggior parte dei paesaggi reali e sono difficili da distinguere, nel senso che nella maggior parte dei paesaggi frammentati si osservano contemporaneamente entrambi. La degradazione dell’habitat è quel processo che porta ad un graduale deterioramento della qualità dell’habitat e può verificarsi indipendentemente dalla perdita e dalla frammentazione dell’habitat, sebbene possa essere facilitato da questi ultimi due (Mortelliti et al., 2010b). Per connettività si intende il grado di permeabilità del paesaggio ai movimenti degli individui tra i diversi frammenti di habitat (Taylor et al., 1993).
La qualità dell’habitat può essere definita come la capacità dell'ambiente di fornire le condizioni adeguate per la persistenza degli individui e della popolazione (Hall et al., 1997), tuttavia altre definizioni insistono sugli effetti che essa produce sui parametri demografici e sulle dinamiche di popolazione (vedi Van Horne, 1983; Pulliam, 1988; Runge et al., 2006). Misurare e valutare la qualità degli habitat in funzione del loro ruolo nella biologia di una specie, è spesso difficile. Diverse ricerche hanno dimostrato che la qualità dell’habitat in un frammento determina i modelli di distribuzione di popolazioni spazialmente strutturate (Mortelliti et al., 2010b; Thomas et al., 2001) e che i concetti di frammentazione e qualità degli habitat sono spesso complementari (Mortelliti et al., 2010b). Bisogna fare attenzione, nell’elaborazione del disegno sperimentale e nelle successive analisi, a separare il contributo indipendente delle risorse dal ruolo della geometria del frammento e, successivamente, verificare l'interazione tra risorse del frammento e le caratteristiche geometriche.
L’obiettivo di questo studio è in primo luogo, capire quali risorse giocano un ruolo chiave nella determinazione di parametri demografici strettamente connessi alla qualità degli habitat come la
fecondità e la densità, in secondo luogo, valutare il ruolo che tali risorse hanno nelle dinamiche di popolazione e nei modelli di distribuzione di quattro specie di roditori forestali (Muscardinus avellanarius, Apodemus flavicollis, A. sylvaticus e Myodes glareolus) e, infine, forniregli strumenti per elaborare strategie di conservazione ottimali per le specie suddette in paesaggi agricoli, focalizzando le azioni di conservazione che massimizzano la persistenza delle popolazioni al minimo costo..
Per M. avellanarius l’area di studio include tre diversi paesaggi:
il territorio del Comune di Fara Sabina, in Provincia di Rieti (11 siti);
il territorio dei Comuni di Viterbo e Montefiascone, in Provincia di Viterbo (9 siti);
la Riserva Naturale Regionale Selva del Lamone in Provincia di Viterbo, considerata come area di controllo, in quanto continuum ambientale non frammentato (10 griglie).
Per il topo selvatico, il topo selvatico a collo giallo e l'arvicola rossastra:
il paesaggio di Viterbo (29 siti);
Tutti i paesaggi indagati sono caratterizzati da un elevato livello di perdita di habitat (meno del 20% di copertura forestale) e di frammentazione.
Per paesaggio, in questo studio, si intende un’area definita e delimitata arbitrariamente di forma quadrata (16x16 Km), all’interno della quale sono stati individuati dei frammenti in modo tale che per ognuno di essi fosse prevista una replica spaziale, sia all’interno del singolo paesaggio che tra paesaggi differenti.
Le analisi sono state condotte su dati di presenza/assenza (CMR) attraverso i modelli “occupancy” di MacKenzie et al. (2002, 2003) basati su rilevamenti sequenziali che permettono di incorporare la probabilita di cattura di una specie e quindi di tener conto del problema delle false assenze, e sui dati di densità e fecondità mediante modelli di regressione lineare. In entrambi i casi i modelli sono stati selezionati seguendo l’ ”information-theoretic approach” basato sul calcolo degli AIC (Akaike Information Criteria).
Dai risultati ottenuti, emerge che la presenza e la densità di M. avellanarius sono determinate dal grado di maturità arborea e dal numero di frammenti connessi a ciascun frammento; i processi di colonizzazione, invece, sono regolati dall’ammontare di habitat forestale che circonda i frammenti occupati dalla specie e dalla loro configurazione spaziale, mentre quelli di estinzione risentono della dimensione dei frammenti e dell’abbondanza di specie arbustive i cui frutti rientrano nella dieta abituale; sulla fecondità, infine, incidono negativamente le variabili esplicative dell’abbondanza di risorse trofiche e i valori di densità della specie stessa.
Per A. flavicollis l’abbondanza di risorse (produzione di ghiande, abbondanza, ricchezza e diversità di specie arbustive) incide fortemente nello spiegare i valori di densità registrati, mentre la
connettività assume rilevanza nei confronti della probabilità di estinzione. I modelli elaborati riguardo la fecondità per A. flavicollis, non hanno fornito un quadro chiaro sulle variabili che influenzano questo parametro e sul loro relativo peso. Con ogni probabilità le variabili considerate hanno un ruolo marginale nel determinare i processi riproduttivi della specie.
Le dinamiche di colonizzazione/estinzione in A. sylvaticus sembrano influenzate rispettivamente dalla connettività e dalla produzione di ghiande. Per questo roditore, la produzione di ghiande dimostra di avere affetti positivi sull’attività riproduttiva, ma negativi sui valori di densità. Nessuna delle variabili prese in considerazione ha mostrato una correlazione con la probabilità di colonizzazione di M. glareolus, mentre le dimensioni del frammento e il numero di siepi ne condizionano la probabilità di estinzione. Questa circostanza, unitamente alla riduzione della capacità riproduttiva nelle aree in cui le densità di A. flavicollis e A. sylvaticus sono più elevate, fa supporre l’esistenza di una competizione interspecifica che sfavorisce il cricetide.

Habitat fragmentation process and their quality surveying are among the most important matters concerning conservation Biology. Landscape fragmentation or “habitat” fragmentation is one of the main causes of biodiversity decline (Fahrig, 2003, Foley et al., 2005).
The habitat fragmentation concerns four different circumstances:
habitat loss;
habitat subdivision;
habitat degradation;
connectivity break.
The first two phenomenons usually coexist in most of real landscapes and are very difficult to recognize because both can be observed contemporaneously in fragmented landscapes. Habitat degradation leads to a gradual worsening of the habitat quality and it can occur independently of the habitat loss and fragmentation, even if it can be eased by these last two circumstances (Mortelliti et al., 2010b). Connectivity refers to the landscape permeability level to the individuals transfers among the different habitat fragments (Taylor et al., 1993).
We can consider the habitat quality to be the environment ability to promote the endurance of the individuals and the population (Hall et al., 1997), anyway there are also some definition based on the effects the habitat quality produces on demographical parameters and the population dynamics (Van Horne, 1983; Pulliam, 1988; Runge et al., 2006). It is very difficult to evaluate and take into consideration habitat quality according to their role in the biology of a species. Different researches show that the habitat quality in a fragment determines the patterns of distribution in spatially structured populations (Mortelliti et al., 2010b; Thomas et al., 2001) and that habitat fragmentation and habitat quality are often collateral concepts (Mortelliti et al., 2010b).
During the processing of the experimental project and the following analisys, it's important to pay attention to the separation of the independent contribute of environmental resources from the fragments spatial configuration role and, then, to the check of the interaction between the fragment resources and geometrical characteristics.
Firstly, by this study, we would like to understand which resources play a key-role in determining demographical parameters strictly connected to the habitat quality such as fecundity
and density, secondly we want to evaluate the role of resources abundance in population dynamics and patterns of distribution of four species of forestry rodents (Muscardinus avellanarius, Apodemus flavicollis, A. sylvaticus e Myodes glareolus) and, in the end, to give the instruments to elaborate the best conservation strategies for this species in agricoltural landscapes, focusing on conservation actions that can optimize the population endurance with lowest costs.
M. avellanarius has been studied in three different landscapes:
the area of Fara Sabina, in Rieti district (11 siti);
the area of Viterbo e Montefiascone, in Viterbo district (9 siti);
the Regional Natural Reserve “Selva del Lamone” in Viterbo district, considered as a check area because it is a not fragmented environmental continuum (10 grids).
Apodemus flavicollis, A. sylvaticus and Myodes glareolus in:
Viterbo landscape (29 patches);
All these landscapes are characterized by a high level of habitat loss (less than 20% of forestry cover) and fragmentation.
In this work we call “landscape” an arbitrarily well defined and delimited area square shaped (16x16 Km), where we have distinguished some fragments in order that for each of them there would be a spatial repetition into the landscape itself and among different landscapes.
Analisys are based on presence/absence data using occupancy models by MacKenzie et al. (2002, 2003) based on progressing survey that allow to understand the capture probability of a species and to focus the false absences, and linear models are fitted to density and fertility data. Patch and landscape scale metrics together with patch internal structure and resource availability were used as predictor variables.
In both cases the models have been chosen following the ”information-theoretic approach” based on AIC evaluation (Akaike Information Criteria).
According to the results, M. avellanarius presence and density are determined by patch maturity level and by the number of fragments connected to each fragment; colonization processes, instead, are regulated by the forestry habitat around the fragments occupied by the species and their spatial configuration, instead the extinction processes depend on patch size and the abundance of bush species producing fruits that are part of rodents' diet; in the end, fecundity is negatively influenced
by the abundance of food resources and the density values of the species itself.
Concerning A. flavicollis, the abundance of resources (acorn production, abundance and variety of bush species) is very important to explain the density values collected, while connectivity becomes important for extinction probabilitiy. Regard to fecundity, the models we have elaborated don't show clearly which variables influence this parameter. Probably, they have a low influence on the reproduction process of this species.
Colonization/extinction dynamics in A. sylvaticus seem to depend, respectively, from connectivity and acorn production. In fact acorns seem to have positive effects on this rodent reproduction, but have negative ones on density values.
Neither of the variables we have considered seem to influence M. glareolus colonization probability, on the contrary, the patch size and the number of hedgerows influence its extinction probability. This condition, together with the reduction of reproduction ability in the areas where A. flavicollis and A. sylvaticus densities are more elevated, presumes the existence of a inter-species competition that penalises the bank vole.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia forestale
URI: http://hdl.handle.net/2067/2765
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