Mapping drivers of change for decision making in biodiversity conservation

Abstract

Aquesta tesi es fonamenta en els principis de l’ecologia del paisatge i la biologia de la conservació per desenvolupar eines que contribueixin a desentrellar les complexes relacions entre les espècies, els seus trets, els hàbitats que ocupen i els processos ecològics que els connecten. Emmarcada en el context ciència-política configurat pels acords internacionals sobre biodiversitat, aquesta recerca pretén aportar un enfocament metodològic sòlid per comprendre on, quan i per què estan canviant les distribucions i poblacions de les espècies, amb l’objectiu final de donar suport a una presa de decisions més eficaç en la planificació de la conservació i la restauració. El fil conductor d’aquesta recerca és la cartografia dels factors de canvi com a eina efectiva en la planificació i orientació de la gestió de la biodiversitat. Perquè aquesta eina assoleixi l’impacte desitjat, cal considerar en profunditat tres aspectes clau. En primer lloc, m’he centrat en la informació de les espècies, posant èmfasi en la importància de comprendre la seva vulnerabilitat a través de les sensibilitats específiques i la disponibilitat dels requeriments d’hàbitat. En segon lloc, he abordat els aspectes metodològics menys explorats de la cartografia dels factors de canvi, demostrant que la resolució temàtica i temporal d’aquests mètodes influeix profundament en la qualitat i utilitat de les decisions de conservació. En tercer lloc, he avaluat mètodes per integrar les dades d’espècies amb els motors ambientals, destacant la necessitat de comprendre els mecanismes ecològics, especialment les respostes de les espècies als canvis ambientals en funció dels seus requeriments d’hàbitat. Considerant aquest marc, podem avançar cap a un enfocament metodològic més coherent i operatiu que proporcioni als gestors del territori eines útils per prendre decisions més ben informades i contribuir de manera significativa a aturar la pèrdua de biodiversitat. Aquest enfocament s’estructura en quatre capítols que desenvolupen dos grans eixos temàtics: la informació sobre les espècies i la cartografia dels factors de canvi, els quals proporcionen informació clau per entendre millor on, quan i per què canvien les distribucions de les espècies. El primer capítol es centra en l’ús la informació específica de les espècie, com ara la distribució i la sensibilitat, per avaluar l’impacte d’un esdeveniment meteorològic extrem sobre una espècie d’ocell. El segon capítol tracta la cartografia dels factors de canvi, analitzant com la resolució temàtica influeix en la quantificació del risc de conservació. El tercer capítol examina el paper de la resolució temporal en els mapes dels factors de canvi i proposa un mètode per identificar les àrees i els períodes prioritaris per a prendre accions de conservació. Finalment, el quart capítol avalua com la incorporació de la disponibilitat de requeriments d’hàbitat de les espècies pot millorar la cartografia de riscos i també de les oportunitats, amb l’objectiu de guiar de manera més eficaç les accions de conservació i restauració.

La presente tesis se basa en los fundamentos de la ecología del paisaje y la ecología de la conservación para desarrollar herramientas que contribuyan a desentrañar las complejas relaciones entre las especies, sus rasgos, los hábitats que ocupan y los procesos ecológicos que los vinculan. Enmarcado en el contexto ciencia-política definido por los compromisos internacionales de protección de la biodiversidad, este trabajo busca aportar un enfoque metodológico sólido para comprender dónde, cuándo y por qué están cambiando las distribuciones y poblaciones de las especies, con el fin último de apoyar una toma de decisiones más efectiva en la planificación de la conservación y restauración. El hilo conductor de esta investigación es la cartografía costo-efectiva de los factores de cambio como una herramienta poderosa para guiar la gestión de la biodiversidad. Para que esta herramienta logre el impacto deseado, deben considerarse en profundidad tres aspectos clave. Primero, me he centrado en la información sobre las especies, destacando la importancia de comprender su vulnerabilidad a través de sus sensibilidades específicas y la disponibilidad de información precisa sobre sus requerimientos de hábitat. Segundo, he abordado los aspectos metodológicos menos explorados en la cartografía de los factores de cambio, demostrando que la resolución temática y temporal de los métodos de mapeo tiene un impacto profundo en la calidad y utilidad de los mapas de amenazas para la toma de decisiones en conservación. Tercero, he evaluado métodos para integrar datos de especies con factores ambientales, haciendo hincapié en la comprensión de los mecanismos ecológicos, especialmente las respuestas de las especies al cambio ambiental en el contexto de sus necesidades de hábitat. Al considerar este marco, podemos avanzar hacia un enfoque metodológico más coherente y operativo que proporcione a los responsables de políticas las herramientas e información necesarias para tomar decisiones mejor fundamentadas y contribuir de manera significativa a detener la pérdida de biodiversidad. Este enfoque se estructura en cuatro capítulos que desarrollan dos ejes temáticos principales: la información sobre las especies y la cartografía de los factores de cambio, ambos esenciales para comprender mejor dónde, cuándo y por qué están cambiando las distribuciones de las especies. El primer capítulo se centra en el uso de datos específicos de especies, como la distribución y la sensibilidad, para evaluar el impacto de un evento climático extremo en una especie de ave. El segundo capítulo aborda la cartografía de los factores de cambio mediante el análisis de cómo la resolución temática influye en la cuantificación del riesgo. El tercer capítulo examina el papel de la resolución temporal en los mapas de factores de cambio y propone un método para identificar áreas y períodos prioritarios para la acción en conservación. Finalmente, el cuarto capítulo evalúa cómo la incorporación de los requerimientos específicos de hábitat de las especies puede mejorar la cartografía de riesgos y oportunidades, orientando en última instancia esfuerzos más efectivos de conservación y restauración.

The present thesis builds upon the foundations of landscape and conservation ecology to develop tools that contribute to unravel the complex relationships between species, their traits, the habitats they occupy and the ecological processes that link them. Framed within the science-policy context shaped by international biodiversity protection commitments, this work aims to contribute with a robust methodological approach for understanding where, when, and why species distributions and populations are changing, ultimately supporting more effective decision-making in conservation and restoration planning. The central thread running through this research is the cost-effective mapping of drivers of change as a powerful tool to guide biodiversity management. To ensure this tool achieves its intended impact, three key aspects must be considered in depth. First, I have focused on species information, emphasizing the importance of understanding species’ vulnerability through their specific sensitivities and the availability of accurate information on their habitat requirements. Second, I have addressed the least explored methodological aspects of drivers of change mapping, demonstrating that the thematic and temporal resolution of mapping methods has a profound impact on the quality and usefulness of threat distribution maps for conservation decisions. Third, I have assessed methods to integrate species data with environmental drivers, emphasizing that understanding ecological mechanisms, especially species’ responses to environmental change in the context of their habitat requirements. By considering this framework, we can move towards a more consistent and operational methodological approach that provides policymakers with the tools and information needed to make better-informed decisions and contribute meaningfully to halting biodiversity loss. This approach is structured around four chapters that develop two main thematic axes: species information and drivers of change mapping, both of which provide essential input to better understand where, when, and why species distributions are changing. The first chapter focuses on the use of species-specific data, such as distribution and sensitivity, to assess the impact of an extreme weather event on a bird species. The second chapter addresses drivers of change mapping by analysing how thematic resolution influences the quantification of risk. The third chapter examines the role of temporal resolution in drivers of change maps and proposes a method to identify priority areas and time frames for conservation action. Finally, the fourth chapter evaluates how incorporating species-specific habitat requirements can improve the mapping of risks and opportunities, ultimately guiding more effective conservation and restoration efforts.