Novos métodos em Ecologia de Estradas : correção da heterogeneidade espacial na análise de agregação de atropelamentos de fauna e definição da suficiência amostral

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017.O atropelamento de fauna é considerado por diversos autores como a principal causa direta de morte de animais na natureza. No entanto, as intervenções necessárias para mitigar este efeito negativo das rodovias são geralmente onerosas e por isso é preciso ter confiabilidade na proposição de locais para intervir. As análises de agregação de atropelamento usadas em Ecologia de Estrada não corrigem o efeito da heterogeneidade de densidade de primeira ordem gerando uma auto correlação espacial entre os atropelamentos maior do que a real. O primeiro capítulo desta dissertação apresenta um método de correção, denominado Windowned Method, que pondera os resultados obtidos em um raio de análise por uma janela de observação com menor heterogeneidade que a área total de estudo. O método proposto apresentou menores taxas de erro de classificação de hotspot e sofreu menos influência da heterogeneidade de distribuição dos eventos, quando comparado com dois outros métodos usados em Ecologia de Estradas. Esta dissertação também abordou a deficiência de uma análise de suficiência amostral para estudos de Ecologia de Estradas. No segundo capítulo desta dissertação foi verificado que existe uma relação positiva entre a precisão de classificação de hotspot e o tamanho da amostra. Por meio de simulações por reamostragem Bootstrap e por extrapolações utilizando Regressão Quantílica, esta relação foi utilizada para a construção de uma Curva de Precisão, com a qual é possível identificar o tamanho da amostra desejada para se atingir um grau de precisão determinado pelo pesquisador. Com este método, a suficiência amostral pode ser determinada pelo acúmulo de registros, permitindo protocolos de coletas diversos, permitindo ao pesquisador variar a velocidade de busca por carcaças e frequência de campanhas de coletas, conforme sua conveniência.Several authors consider road kills as the primary direct cause of death of animals in nature. However, the interventions needed to mitigate this adverse effect of the highways are usually onerous, and therefore it is necessary to have reliability in proposing sites for them. The roadkill aggregation analyzes used in Road Ecology do not correct the effect of first order density heterogeneity by generating spatial autocorrelation between events greater than it is actual. The first chapter of this dissertation presents a method of correction, called Windowned Method, which weighs the results obtained in a radius of analysis by an observation window with less heterogeneity than the total area of study. The proposed method presented lower hotspot classification error rates and was less influenced by the heterogeneity of event distribution when compared to two other methods used in Road Ecology. This dissertation also addressed the deficiency of a sample adequacy analysis for Road Ecology studies. In the second chapter of this thesis, it was verified that there is a positive relationship between the hotspot classification accuracy and the sample size. Using Bootstrap resampling simulations and extrapolations using Quantile Regression, this relation was used to construct a Precision Curve with which it is possible to identify the desired sample size to reach a degree of accuracy determined by the researcher. With this method the sampling sufficiency can be limited by the accumulation of record allowing diverse collection protocols, it permits researchers to vary both the speed of carcasses search as the frequency of collections campaigns, according to their convenience

Carcass persistence and detectability : reducing the uncertainty surrounding wildlife-vehicle collision surveys

Carcass persistence time and detectability are two main sources of uncertainty on roadkill surveys. In this study, we evaluate the influence of these uncertainties on roadkill surveys and estimates. To estimate carcass persistence time, three observers (including the driver) surveyed 114km by car on a monthly basis for two years, searching for wildlife-vehicle collisions (WVC). Each survey consisted of five consecutive days. To estimate carcass detectability, we randomly selected stretches of 500m to be also surveyed on foot by two other observers (total 292 walked stretches, 146 km walked). We expected that body size of the carcass, road type, presence of scavengers and weather conditions to be the main drivers influencing the carcass persistence times, but their relative importance was unknown. We also expected detectability to be highly dependent on body size. Overall, we recorded low median persistence times (one day) and low detectability (<10%) for all vertebrates. The results indicate that body size and landscape cover (as a surrogate of scavengers' presence) are the major drivers of carcass persistence. Detectability was lower for animals with body mass less than 100g when compared to carcass with higher body mass. We estimated that our recorded mortality rates underestimated actual values of mortality by 2±10 fold. Although persistence times were similar to previous studies, the detectability rates here described are very different from previous studies. The results suggest that detectability is the main source of bias across WVC studies. Therefore, more than persistence times, studies should carefully account for differing detectability when comparing WVC studies

Variação da taxa de atropelamento de animais entre rodovias com diferentes tipos de pavimentação e número de pistas.

O Projeto Rodofauna monitora atropelamento de fauna no entorno de 11 Unidades de Conservação no Distrito Federal. Esse estudo analisou a variação na taxa de atropelamento em diferentes tipos de rodovias: Implantadas, Pavimentadas e Duplicadas. Verificaram-se maiores taxas de atropelamento nas rodovias Duplicadas (0,23 N/km/dia), seguidas das Pavimentadas (0,09 N/km/dia) e Implantadas (0,01 N/km/dia). Considerando cada classe individualmente verificou-se diferença significativa na taxa de atropelamento entre Implantadas e Duplicadas (p<0,05) para todas as classes; entre Implantadas e Pavimentadas (p<0,05) existe diferença apenas para aves e mamí­feros; e entre Pavimentadas e Duplicadas, apenas para aves não há diferença. A variação encontrada no padrão de atropelamento entre rodovias com larguras diferentes diverge do esperado pela bibliografia e quanto ao tipo de pavimento. Independentemente das causas potencializadoras para atropelamentos, os dados sugerem correlação entre o número de pistas e o tipo de pavimento com as taxas de atropelamento

Variação da taxa de atropelamento de animais entre rodovias com diferentes tipos de pavimentação e número de pistas.

O Projeto Rodofauna monitora atropelamento de fauna no entorno de 11 Unidades de Conservação no Distrito Federal. Esse estudo analisou a variação na taxa de atropelamento em diferentes tipos de rodovias: Implantadas, Pavimentadas e Duplicadas. Verificaram-se maiores taxas de atropelamento nas rodovias Duplicadas (0,23 N/km/dia), seguidas das Pavimentadas (0,09 N/km/dia) e Implantadas (0,01 N/km/dia). Considerando cada classe individualmente verificou-se diferença significativa na taxa de atropelamento entre Implantadas e Duplicadas (p<0,05) para todas as classes; entre Implantadas e Pavimentadas (p<0,05) existe diferença apenas para aves e mamí­feros; e entre Pavimentadas e Duplicadas, apenas para aves não há diferença. A variação encontrada no padrão de atropelamento entre rodovias com larguras diferentes diverge do esperado pela bibliografia e quanto ao tipo de pavimento. Independentemente das causas potencializadoras para atropelamentos, os dados sugerem correlação entre o número de pistas e o tipo de pavimento com as taxas de atropelamento

Model-averaged coefficients (β), respective confidence intervals from unconditional standard errors (95% LCI and 95% UCI), estimates of the hazards ratio (e^β), and importance value of the top mixed Cox models (ΔAICc<2.0) to 3-km buffer.

<p>Variables are ordered according to their importance.</p

Survival curves from Kaplan-Meier models and corresponding 95% confidence intervals for global data, and body mass classes.

<p>Survival curves from Kaplan-Meier models and corresponding 95% confidence intervals for global data, and body mass classes.</p

Summary of the top Akaike’s Information Criterion models (ΔAICc<2.0) of the mixed Cox proportional hazard function for persistence data with 3-km buffer radius.

<p>All models included site as random effect. LogLik: maximum likelihood value; R²: variance explained by the model; ΔAICc: Akaike’s Information Criterion rank; <i>w</i>: AIC model weights.</p

Estimates of total roadkills corrected for biases introduced by carcass persistence and survey method.

<p>f–detectability (%), s–estimated median carcass persistence time (days), p–probability of a carcass being detected after one day. N'–mortality estimate with correction for detectability and carcass persistence (roadkills/day/km). C’–mortality estimates without correction for detectability and carcass persistence (roadkills/day/km). Confidence intervals are provided when available.</p

Study area with location of monitored roads and protected areas.

<p>Reprinted from Brasilia Environmental Institute (IBRAM) under a CC BY license, with permission from the head of the management of environmental information of IBRAM, original copyright 2016.</p