Will global change modify the distribution of the Anadenanthera colubrina (Fabales: Fabaceae) plant, a key species in dry tropical forest?

Introduction: Seasonally dry tropical forests (SDTF) are one of the most threatened terrestrial ecosystems on the planet as a consequence of global change. They harbor high biodiversity and provide a wide range of ecosystem services; therefore, their conservation is a priority worldwide. Climate warming, as well as land use patterns, are leading to species distribution range shifts. Objective: The objective of this work was to study the current and future potential distribution of a SDTF representative tree species (Anadenanthera colubrina) in the Argentinian Sub Andean Piedmont nucleus and to assess the effects of land use and climate changes. Methods: Current and future potential distribution was modeled with Maxent, using 49 presence points and 20 variables. Climate change effects were estimated in four different temperature and carbon dioxide concentration scenarios. Land use changes were determined subtracting the deforested area until 2017 to the current and future potential distribution of the species. Results: A. colubrina current distribution represents 18 % of Northwestern Argentina. Land use changes decreased almost 25 % of it and climate change will probably cause a retraction in the East and a slight expansion towards the West and South of the current distribution. The synergistic effect of land use and climate change projected to the worst scenario would reduce 63 % of its current distribution. Conclusions: Our data demonstrate the central role of distribution range studies to assess the effects of anthropic activities. Climate change and land use change would have a negative and synergistic effect on the distribution of A. colubrina. Although a possible expansion of the Sub Andean Piedmont nucleus of SDTF would occur, this expansion may be limited by the Sub Andean mountain range that could act as an orographic barrier.

Introducción: Los Bosques Tropicales Estacionalmente Secos (BTES) son unos de los ecosistemas terrestres más amenazados del planeta como consecuencia del cambio global. Estos bosques albergan una alta biodiversidad y proporcionan una amplia gama de servicios ecosistémicos, por lo que su conservación es una prioridad a nivel mundial. El cambio climático y el cambio en los usos del suelo están afectando la distribución de las especies. Objetivo: El objetivo de este trabajo fue estudiar la distribución potencial de una especie representativa de BTES (Anadenanthera colubrina) en el núcleo del Piedemonte subandino argentino y evaluar los efectos del cambio en los usos del suelo y del cambio climático sobre su distribución. Métodos: La distribución actual y futura de A. colubrina fue modelada con Maxent, utilizando 49 puntos de presencia y 20 variables. Los efectos del cambio climático se estimaron en cuatro escenarios que difieren en los niveles de temperatura y concentración de dióxido de carbono. Los efectos del cambio en el uso del suelo se estimaron descontando el área deforestada hasta el 2017 a la distribución actual y futura de la especie. Resultados: La distribución actual de A. colubrina representa un 18 % del Noroeste Argentino. Los cambios en el uso del suelo produjeron una disminución del 25 % del área de distribución actual y el cambio climático probablemente causará una retracción al Este y una expansión hacia el oeste y sur de su distribución. El efecto sinérgico del cambio en el uso del suelo y el cambio climático podría producir una pérdida del 63 % considerando el peor escenario de cambio climático. Conclusiones: Nuestros datos demuestran el rol fundamental de los estudios de distribución para evaluar los efectos de las actividades antrópicas. Los cambios en los usos del suelo y el cambio climático podrían tener un efecto negativo y sinérgico sobre la distribución de A. colubrina. La posible expansión del núcleo Piedemonte de SDTF hacia el oeste y el sur de la región no estaría limitada por cambios en el uso del suelo, aunque las cadenas montañosas podrían actuar como barreras orográficas y limitar la expansión.

Using distribution models to estimate blooms of phytosanitary cyanobacteria in Brazil / Usando modelos de distribuição para estimar florações de cianobactérias fitossanitárias no Brasil

Abstract: The multiple uses of aquatic ecosystems by humankind and the continuous interference of their activities have contributed to the emergence of potentially toxic cyanobacteria blooms. Here, we firstly created a database of occurrences of cyanobacteria blooms in Brazil through a systematic review of the scientific literature available in online platforms (e.g. Web of Science, Capes Thesis Catalogue). Secondly, we carried out ecological niche models with occurrence data obtained from these studies to predict climatically suitable areas for blooms. We select 21 bioclimatic variables input environmental data. We used five modeling methods for the current climate scenario: (1) Maxent; (2) Support Vector Machines; (3) Random Forest; (4) Maximum Likelihood e (5) Gaussian. We found that the number of publications about bloom events was higher in 2009 with a decline in the years 2012, 2013 and 2017. Furthermore, the years with the higher records of blooms in freshwater environments were 2005, 2011 e 2014. These events occurring mainly in public supply reservoirs and are mostly of the genera Microcystis Lemmermann, 1907, Dolichospermum (Ralfs ex Bornet & Flahault) P.Wacklin, L.Hoffmann & J.Komárek, 2009 and Raphidiopsis F.E.Fritsch & F.Rich, 1929. Modeling the potential distribution of blooms, we found sampling gaps that should be targeting for future researches, especially in the Amazon biome. Overall, the models did not predict highly suitable areas in the /north of Brazil, while other regions were relatively well distributed with a higher number of occurrence records in the Southeast region.

Resumo: Os múltiplos usos dos ecossistemas aquáticos pela humanidade e a contínua interferência das suas atividades têm contribuído para o surgimento de florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. Aqui, primeiramente criamos um banco de dados de ocorrências de floração de cianobactérias no Brasil por meio de uma revisão sistemática da literatura científica disponível em plataformas on-line (por exemplo, Web of Science, Catálogo de Teses da Capes). Em segundo lugar, realizamos modelos de nicho ecológico com dados de ocorrência obtidos a partir desses estudos para prever áreas climaticamente adequadas para as florações. Selecionamos 21 variáveis bioclimáticas como dados ambientais de entrada. Usamos cinco métodos de modelagem diferentes para no cenário climático atual: (1) Maxent; (2) Support Vector Machines; (3) Random Forest; (4) Maximum Likelihood e (5) Gaussian. Encontramos que o número de publicações sobre eventos de floração foi maior em 2009 com um declínio nos anos de 2012, 2013 e 2017. Além disso, os anos com os registros mais altos de florescimento em ambientes de água doce foram 2005, 2011 e 2014. Esses eventos ocorrem principalmente em reservatórios de abastecimento público e são na sua maioria dos gêneros Microcystis Lemmermann, 1907, Dolichospermum (Ralfs ex Bornet & Flahault) P.Wacklin, L.Hoffmann & J.Komárek, 2009 e Raphidiopsis F.E.Fritsch & F.Rich, 1929. Modelando a distribuição potencial das florações, encontramos lacunas de amostragem que devem ser direcionadas para futuras pesquisas, especialmente no bioma Amazônia. Em geral, os modelos não previram áreas altamente adequadas no norte do Brasil, enquanto outras regiões estavam relativamente bem distribuídas com um número maior de registros de ocorrência na região Sudeste.

Riqueza potencial de las especies de ranas y mariposas diurnas en tres unidades biogeográficas del nororiente de Colombia: implicaciones para la conservación / Potential species richness of frogs and diurnal butterflies in three biogeographical units from northeastern colombia: conservation implications

ABSTRACT We present an estimation of the potential species richness of frogs, and diurnal butterflies distributed in the departments of Norte de Santander and Santander, Colombia, and analyze the implications for conservation of such high Andean species. From June 2012 to May 2016, we sampled across the Almorzadero, Santurbán and Tamá biogeographical units to gather presence data of 7 anuran species and 29 butterflies species from the superfamily Papilionoidea. We modeled the potential distribution of each species, converted every model to binary, and the sum up of unique species per cell allowed to estimate the model of potential richness, generating the total number of species for every 1 km2 cell. Every model was validated against field data, vegetation cover, and altitude. Our results suggest the existence of species' concentration zones, specifically in the places of convergence between biogeographical units; it was evident the high levels of data deficiency in some places. Finally, it was clear the importance of these zones as a continuum of biogeographic conditions to maintain the biological diversity.

RESUMEN Presentamos una estimación de la riqueza potencial y las implicaciones para la conservación de especies altoandinas de anuros y de mariposas diurnas, distribuidas en los departamentos de Norte de Santander y Santander. Durante junio de 2012 y mayo de 2016 se realizaron muestreos de campo en las unidades biogeográficas de Almorzadero, Santurbán y Tamá, para registrar los datos de presencia de siete especies de anfibios del orden Anura y 29 de mariposas de la superfamilia Papilionoidea. Realizamos modelamientos de la distribución potencial de cada especie, convertimos cada modelo en binario, y la suma de especies únicas por celda permitió estimar el modelo de riqueza potencial, obteniendo el número total de especies por cada celda de 1 km2; a su vez, los modelos fueron superpuestos sobre información de campo, cobertura vegetal y altitudinal. Nuestros resultados sugieren que existen zonas concretas de concentración de especies en las zonas de convergencia entre las unidades biogeográficas, así como zonas con vacíos de información. Resaltamos la importancia de estas zonas como un continuo de condiciones biogeográficas para mantener la diversidad.

The effect of highly variable topography on the spatial distribution of Aniba perutilis (Lauraceae) in the Colombian Andes

Topography is a factor that can significantly affect the diversity and the distribution of trees species in tropical forests. Aniba perutilis, a timber species listed as vulnerable to extinction, is widely distributed in Andean forest fragments, especially in those with highly variable topography. Based on field surveys and logistic regression analyses, we studied the population structure and the effect of highly variable topography on the spatial distribution of this tree in three protected forest fragments in the central Andes of Colombia. Individuals of A. perutilis were mainly found on mountain ridges and hills with gentle slopes; no individuals were found in valleys. Using a species distribution model with presence/absence data, we showed that the available habitat for A. perutilis is significantly smaller than the extension of the fragments and much smaller than the extension of the currently protected areas. Our results have important implications for the conservation of A. perutilis and likely for other threatened Andean tree species, which can also have locally restricted distributions due to highly variable local topography.

La topografía es un factor que puede afectar considerablemente la diversidad y la distribución de las especies de árboles tropicales. Aniba perutilis, una especie de árbol maderable vulnerable a la extinción, está ampliamente distribuida en fragmentos de bosques andinos, especialmente en aquellos con topografía altamente variable. A partir de trabajo de campo y análisis de regresión logística, estudiamos la estructura de la población y los efectos de la topografía sobre la distribución espacial de este árbol en tres fragmentos de bosque en la cordillera central de Colombia que actualmente se encuentran protegidos. Los individuos de A. perutilis se encontraron principalmente en los filos de montaña y colinas con gradientes topográficos suaves; no se encontraron individuos en los valles. A partir de un modelo de distribución de especies usando datos de presencia/ausencia, mostramos que el hábitat disponible para A. perutilis es considerablemente más pequeño que la extensión de los fragmentos y mucho más reducido que la extensión actual de las áreas protegidas. Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para la conservación de A. perutilis y probablemente otras especies de árboles andinos amenazados, los cuales pueden estar restringidos de forma similar debido a la variabilidad topográfica local.