Effectiveness of Panama as an intercontinental land bridge for large mammals.

Habitat fragmentation is a primary driver of wildlife loss, and establishment of biological corridors is a common strategy to mitigate this problem. A flagship example is the Mesoamerican Biological Corridor (MBC), which aims to connect protected forest areas between Mexico and Panama to allow dispersal and gene flow of forest organisms. Because forests across Central America have continued to degrade, the functioning of the MBC has been questioned, but reliable estimates of species occurrence were unavailable. Large mammals are suitable indicators of forest functioning, so we assessed their conservation status across the Isthmus of Panama, the narrowest section of the MBC. We used large-scale camera-trap surveys and hierarchical multispecies occupancy models in a Bayesian framework to estimate the occupancy of 9 medium to large mammals and developed an occupancy-weighted connectivity metric to evaluate species-specific functional connectivity. White-lipped peccary (Tayassu pecari), jaguar (Panthera onca), giant anteater (Myrmecophaga tridactyla), white-tailed deer (Odocoileus virginianus), and tapir (Tapirus bairdii) had low expected occupancy along the MBC in Panama. Puma (Puma concolor), red brocket deer (Mazama temama), ocelot (Leopardus pardalis), and collared peccary (Pecari tajacu), which are more adaptable, had higher occupancy, even in areas with low forest cover near infrastructure. However, the majority of species were subject to ≥1 gap that was larger than their known dispersal distances, suggesting poor connectivity along the MBC in Panama. Based on our results, forests in Darien, Donoso-Santa Fe, and La Amistad International Park are critical for survival of large terrestrial mammals in Panama and 2 areas need restoration.

Efectividad de Panamá como un Puente Terrestre Intercontinental para Mamíferos Mayores Resumen La fragmentación del hábitat es un causante primario de la pérdida de biodiversidad, y el establecimiento de corredores biológicos es una estrategia común para mitigar este problema. El Corredor Biológico Mesoamericano (CBM) es un ejemplo notable que pretende conectar áreas boscosas protegidas entre México y Panamá para permitir la dispersión y flujo genético de organismos del bosque. El funcionamiento del CBM se ha cuestionado debido a que la degradación de los bosques en Centroamérica continúa, pero no se dispone de estimaciones confiables de la ocurrencia de especies. Los mamíferos grandes son indicadores adecuados del funcionamiento de los bosques tropicales Por lo tanto evaluamos su estado de conservación en el Istmo de Panamá, la sección más angosta del CBM. Utilizamos muestreos con cámaras trampa y modelos de ocupación para múltiples especies bajo un modelo Bayesiano para estimar la ocupación de 9 especies de mamíferos medianos a grandes, y desarrollamos una métrica de conectividad ponderada por la ocupación para evaluar la conectividad funcional para cada especie. El puerco de monte (Tayassu pecari), jaguar (Panthera onca), hormiguero gigante (Myrmecophaga tridactyla), venado cola blanca (Oidocoileus virginianus), y tapir (Tapirus bairdii) presentaron una ocupación baja en el CBM en Panamá. El puma (Puma concolor), venado corzo (Mazama temama), ocelote (Leopardus pardalis) y el saino (Pecari tajacu), que son más adaptables, presentaron mayor ocupación, aún en áreas con poca cobertura boscosa, cercanas a infraestructura. Sin embargo, la mayoría de las especies estuvo sujeta a ≥ 1 vacío que era mayor que sus distancias de dispersión conocidas, lo que sugiere una conectividad pobre a lo largo del CBM en Panamá. Basados en nuestros resultados, los bosques de Darién, Donoso-Santa Fé y el Parque Internacional La Amistad son críticos para la supervivencia de mamíferos terrestres grandes en Panamá mientras que 2 áreas requieren restauración.

Reserve design to optimize functional connectivity and animal density.

Ecological distance-based spatial capture-recapture models (SCR) are a promising approach for simultaneously estimating animal density and connectivity, both of which affect spatial population processes and ultimately species persistence. We explored how SCR models can be integrated into reserve-design frameworks that explicitly acknowledge both the spatial distribution of individuals and their space use resulting from landscape structure. We formulated the design of wildlife reserves as a budget-constrained optimization problem and conducted a simulation to explore 3 different SCR-informed optimization objectives that prioritized different conservation goals by maximizing the number of protected individuals, reserve connectivity, and density-weighted connectivity. We also studied the effect on our 3 objectives of enforcing that the space-use requirements of individuals be met by the reserve for individuals to be considered conserved (referred to as home-range constraints). Maximizing local population density resulted in fragmented reserves that would likely not aid long-term population persistence, and maximizing the connectivity objective yielded reserves that protected the fewest individuals. However, maximizing density-weighted connectivity or preemptively imposing home-range constraints on reserve design yielded reserves of largely spatially compact sets of parcels covering high-density areas in the landscape with high functional connectivity between them. Our results quantify the extent to which reserve design is constrained by individual home-range requirements and highlight that accounting for individual space use in the objective and constraints can help in the design of reserves that balance abundance and connectivity in a biologically relevant manner.

Diseño de Reservas para Optimizar la Conectividad Funcional y la Densidad Animal Resumen Los modelos de captura-recaptura espacial (CRE) basados en distancias ecológicas son un método prometedor para estimar la densidad animal y la conectividad, las cuales afectan los procesos poblacionales espaciales y, en última instancia, la persistencia de las especies. Exploramos cómo se puede integrar a los modelos CRE en los marcos de diseño de reserva que explícitamente reconocen tanto la distribución espacial de los individuos como su uso del espacio resultante de la estructura del paisaje. Formulamos el diseño de reservas de vida silvestre como un problema de optimización de presupuesto limitado y realizamos una simulación para explorar 3 diferentes objetivos de optimización informados por CRE que priorizaron diferentes metas de conservación mediante la maximización del número de individuos protegidos; la conectividad de la reserva y la conectividad ponderada por la densidad. También estudiamos el efecto sobre nuestros objetivos de hacer que los requerimientos individuales de uso de espacio fuesen satisfechos por la reserva de manera que se pudiese considerar que los individuos estaban protegidos (referidos como restricciones de rango de hogar). La maximización de la densidad de la población local resultó en reservas fragmentadas que probablemente no contribuyan a la persistencia de la población a largo plazo, mientras que la maximización de la conectividad produjo reservas que protegían al menor número de individuos. Sin embargo, la maximización de la conectividad ponderada por la densidad o la imposición preventiva de restricciones de rango de hogar en el diseño de reservas produjo reservas compuestas por conjuntos de parcelas mayormente compactas espacialmente que cubrían áreas de densidad alta en el paisaje con alta conectividad funcional entre ellas. Nuestros resultados cuantifican la extensión a la cual el diseño de reservas esta limitado por los requerimientos de rango de hogar individuales y resaltan que la consideración del uso de espacio individual en el objetivo y limitaciones puede ayudar al diseño de reservas que equilibren la abundancia y la conectividad de manera biológicamente relevante.