RESUMO
Habitat connectivity is a key objective of current conservation policies and is commonly modeled by landscape graphs (i.e., sets of habitat patches [nodes] connected by potential dispersal paths [links]). These graphs are often built based on expert opinion or species distribution models (SDMs) and therefore lack empirical validation from data more closely reflecting functional connectivity. Accordingly, we tested whether landscape graphs reflect how habitat connectivity influences gene flow, which is one of the main ecoevolutionary processes. To that purpose, we modeled the habitat network of a forest bird (plumbeous warbler [Setophaga plumbea]) on Guadeloupe with graphs based on expert opinion, Jacobs' specialization indices, and an SDM. We used genetic data (712 birds from 27 populations) to compute local genetic indices and pairwise genetic distances. Finally, we assessed the relationships between genetic distances or indices and cost distances or connectivity metrics with maximum-likelihood population-effects distance models and Spearman correlations between metrics. Overall, the landscape graphs reliably reflected the influence of connectivity on population genetic structure; validation R2 was up to 0.30 and correlation coefficients were up to 0.71. Yet, the relationship among graph ecological relevance, data requirements, and construction and analysis methods was not straightforward because the graph based on the most complex construction method (species distribution modeling) sometimes had less ecological relevance than the others. Cross-validation methods and sensitivity analyzes allowed us to make the advantages and limitations of each construction method spatially explicit. We confirmed the relevance of landscape graphs for conservation modeling but recommend a case-specific consideration of the cost-effectiveness of their construction methods. We hope the replication of independent validation approaches across species and landscapes will strengthen the ecological relevance of connectivity models.
La conectividad entre hábitats es un objetivo fundamental de las políticas de conservación actuales y con frecuencia se modela con grafos de paisaje (conjuntos de teselas de hábitat [nodos] conectados por vías potenciales de dispersión [enlaces]). Estos grafos se construyen a menudo con opiniones de expertos y modelos de distribución de especies (MDE), por lo que carecen de la validación empírica a partir de datos que reflejan de mejor manera la conectividad funcional. Por consiguiente, analizamos si los grafos de paisaje reflejan cómo la conectividad de hábitats influye sobre el flujo genético, que es uno de los principales procesos evolutivos. Con este propósito, modelamos la red de hábitats de un ave forestal (Setophaga plumbea) en Guadalupe con grafos basados en la opinión de un experto, en el índice de especialización de Jacobs o en un MDE. Usamos datos genéticos (712 aves de 27 poblaciones) para computar los índices genéticos locales y las distancias genéticas entre pares de poblaciones. Por último, analizamos las relaciones entre los índices o distancias genéticas y las distancias de costo o las métricas de conectividad con modelos de distancias de tipo maximum-likelihood-population-effect y correlaciones de Spearman entre las métricas e índices. En general, los grafos de paisaje reflejaron de manera confiable la influencia de la conectividad sobre la estructura genética de las poblaciones; el R2 de validación llegó hasta 0.30 y los coeficientes de correlación llegaron hasta 0.71. Aun así, la relación entre la pertinencia ecológica de los grafos, los requerimientos de datos y los métodos de construcción y análisis no fue directa porque los grafos basados en el método de construcción el más complejo (modelado a partir de la distribución de la especie) a veces tuvieron menos pertinencia ecológica que los otros. Los métodos de validación cruzada y los análisis de sensibilidad nos permitieron hacer espacialmente explícitas las ventajas y limitaciones de cada método de construcción. Así, confirmamos la pertinencia que tienen los grafos de paisaje para la conservación, aunque recomendamos se considere caso por caso el ratio entre la complejidad y la calidad de los métodos de construcción. Esperamos que la replicación de estrategias de validación independiente por varios paisajes y especies fortalezcan la pertinencia ecológica de los modelos de conectividad.