LL’’estat destat d’’invasiinvasióó de Catalunya de Catalunya per espper espèècies exòtiques:cies exòtiques:

primera diagnosiprimera diagnosi

Joan PinoJoan PinoJara Jara AndreuAndreuNNúúriaria GassGassóó

JuliolJuliol de 2010de 2010

Les invasions biològiques

Espècie nativa Espècie al·lòctona

Transport (fora de l’àrea de distribució nadiua,

per medis antròpics)

Espècie invasora

Expansió(àmbit regional o

local)

Espècie adventícia o no establerta

Introducció

Espècie naturalitzada o establerta

Naturalització

Duncan R.P., Blackburn T.M., Sol D. (2003) Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 34:71-98

Les invasions biològiques provoquen impactes ecològics i econòmics

Vilà et al. (2008) Frontiers in Ecology and the Environment

Richardson D.M., P. Pyšek (2008). Diversity & Distributions 14: 161-168.

Les invasions biològiques es troben en expansió. El seu interès científic i aplicat, també

Crooks J.A. (2005). Ecoscience 12: 316–329

25

50

75

100

01800 1850 1900 1950 2000

Any

Percentatge d’espècies exòtiques per regions

Any

Publicacions sobre invasions biològiques

Gassó, N. (2008).Tesi doctoral inèdita, UAB

Què determina l’èxit de les invasions?

Èxitd’invasió

de les espèciesGrau d’invasió

d’hàbitats i regions

Concordança climàtica

Capacitat invasora

Factors antropogènics

Pressió de propàgulTemps de residència

Via d’introducció

Invasibilitat

Èxitd’invasió

Èxit invasorde les espècies

Grau d’invasiód’hàbitats i regions

Concordança climàtica

Capacitat invasora

Factors antropogènics

Pressió de propàgulTemps de residència

Via d’introducció

Invasibilitat

Estat d’invasió de Catalunya: preguntes

• Quantes espècies exòtiques hi ha, en total i per grups taxonòmics?

• Quines són les més esteses?

• Quins són els territoris més envaïts?

• Quins són els hàbitats més envaïts?

• Els patrons d’invasió dels diversos grups són coincidents?

Macroecologia i invasions

Anàlisi de fenòmens ecològics a escales espacials i temporals grans, expansiva i sintètica alhora

Aproximació top-down, adequada per a l’estudi de patrons (bio)geogràfics d’abundància, distribució i diversitat

Resultats útils per a la presa de decisions, que ajuden a superar la coneguda “paradoxa del gestor”

“seeing the forest for the trees” (T.M. Blackburn)

Brown, J.H. 2000. Macroecology. University of Chicago Press. Gaston, K.J. and T.M. Blackburn. 2000. Pattern and Process in Macroecology. Blackwell Sci.

El Banc de dades de Biodiversitat de Catalunya (BDBC)

Citacions

Inventaris

Recull la major part de les citacions florístiques i els inventaris de vegetacióde Catalunya, inèdits i publicats:

1.200.000 citacions

17.000 inventaris

Organitzats per quadrats UTM (10x10 km)

Hereu de l’ORCA (http://biodiver.bio.ub.es/orca/)

Esforç de mostreig heterogeni entre UTM

http://biodiver.bio.ub.es/biocat/homepage.html

El Sistema d’Informació de les Espècies Exòtiques dels Ecosistemes Aquàtics de Catalunya (SI-ExoAqua).

En desenvolupament per part de l’ACA i el CREAF

Pretén reunir la informació disponible sobre els organismes exòtics del medi aquàtic, organitzada en quatre mòduls:

•Organismes (característiques relacionades amb el seu estat d’expansió)

•Territori (distribució de les espècies i els hot spots d’invasió; variables relacionades)

•Experts (persones i grups de recerca)

•Dades i metadades (links, bibliografia, etc)

Quantes espècies exòtiques hi ha a Catalunya?

• Algues: 24 (15 macroalgues, 2 dinoflagelats i 7 diatomees)

• Plantes vasculars: 657 (17 arqueòfits i 58 invasores)

• Peixos: 34 (27 continentals i 7 marins)

• Amfibis: 3

• Rèptils: 16 (5 arqueozoa)

• Ocells: 159 (8 establerts)

• Mamífers: 9 (6 arqueozoa)

TOTAL: 902

Quines són les més esteses? Algues

Asparagopsis armata (19 UTMs)

Codium fragile (13 UTMs)

Quines són les més esteses? Plantes vasculars

Medicago sativa (395 UTMs)

Amaranthus retroflexus (341 UTMs) Amaranthus blitoides (379 UTMs)

Arundo donax (382 UTMs)

Quines són les més esteses? Peixos

Micropterus salmoides (120 UTMs)

Carassius auratus(133 UTMs) Cyprinus carpio (161 UTMs)

Gambusia holbrooki (141 UTMs)

Quines són les més esteses?

Amfibis: Discoglossus pictus

Rèptils: Trachemys scripta (72 UTMs)

Hemidactylus turcicus (50 UTMs)

Quines són les més esteses? Ocells

Psittacula krameri (17 UTMs)

Myopsitta monachus (66 UTMs)

Aix galericulata (19 UTMs)

Quines són les més esteses? Mamífers

Mus musculus Rattus norvegicus Rattus rattus

Mustela vison (73 UTMs)

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

Riquesa de plantes exòtiques

[1, 17]

[18,34]

[35, 51]

[52, 68]

[69, 84]

[85, 101]

[102, 118]

[119, 135]

[136, 152]

Riquesa de plantes exòtiques

[1, 17]

[18,34]

[35, 51]

[52, 68]

[69, 84]

[85, 101]

[102, 118]

[119, 135]

[136, 152]

Riquesa de plantes exòtiques

[1, 17]

[18,34]

[35, 51]

[52, 68]

[69, 84]

[85, 101]

[102, 118]

[119, 135]

[136, 152]

Riquesa d’algues exòtiques

1

2

3

4

5

Riquesa d’algues exòtiques

1

2

3

4

5

Riquesa d’algues exòtiques

1

2

3

4

5

Plantes vasculars

Algues

Quins són els territoris més envaïts?

Rèptils

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

Peixos

[1, 3]

[4, 5]

[6, 8]

[9, 10]

[11, 13]

Riquesa de peixos exòtics

[1, 3]

[4, 5]

[6, 8]

[9, 10]

[11, 13]

Riquesa de peixos exòtics

[1, 3]

[4, 5]

[6, 8]

[9, 10]

[11, 13]

Riquesa de peixos exòtics

[1, 3]

[4, 5]

[6, 8]

[9, 10]

[11, 13]

Riquesa de peixos exòtics

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN 10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

1

2

3

4

5

6

Riquesa de rèptils exòtics

1

2

3

4

5

6

Riquesa de rèptils exòtics

1

2

3

4

5

6

Riquesa de rèptils exòtics

Quins són els territoris més envaïts?

Mamífers

Ocells

Quins són els territoris més envaïts?

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

[1, 7]

[8, 13]

[14, 19]

[20, 25]

[26, 31]

[32, 37]

[38, 43]

[44, 49]

[50, 56]

Riquesa d’aus exòtiques

[1, 7]

[8, 13]

[14, 19]

[20, 25]

[26, 31]

[32, 37]

[38, 43]

[44, 49]

[50, 56]

Riquesa d’aus exòtiques

[1, 7]

[8, 13]

[14, 19]

[20, 25]

[26, 31]

[32, 37]

[38, 43]

[44, 49]

[50, 56]

Riquesa d’aus exòtiques

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

1

2

3

4

5

6

Riquesa de mamífers exòtics

1

2

3

4

5

6

Riquesa de mamífers exòtics

1

2

3

4

5

6

Riquesa de mamífers exòtics

Una visió conjunta

10 0 50 kmN 10 0 50 kmN

Riquesa total d'espècies exòtiques

[1, 21]

[22, 41]

[42, 62]

[63, 82]

[83, 103]

[104, 123]

[124, 144]

[145, 164]

[165, 185]

Riquesa total d'espècies exòtiques

[1, 21]

[22, 41]

[42, 62]

[63, 82]

[83, 103]

[104, 123]

[124, 144]

[145, 164]

[165, 185]

Riquesa total d'espècies exòtiques

[1, 21]

[22, 41]

[42, 62]

[63, 82]

[83, 103]

[104, 123]

[124, 144]

[145, 164]

[165, 185]

Algues Plantes Peixos Amfibis Rèptils OcellsAlguesPlantes 0.19Peixos -0.07 0.24Amfibis 0.30 0.38 0.17Rèptils 0.20 0.48 0.25 0.15Ocells 0.11 0.47 0.28 0.15 0.50Mamífers 0.01 0.32 0.26 0.29 0.23 0.24

Correlacions entre grups: moderades i generalment positives

Regions més envaïdes

Planes i maresmes litorals (Empordà, Baix Llobregat)

Costes metropolitanes (Maresme, Garraf)

Corredors prelitorals (Vallès)

Planes amb regadius(Selva, Gironès)

Regions menys envaïdes

Secans interiors (Segarra)

Serralades forestals prelitorals (Garrotxa)

Pirineu (Pallars Sobirà)

Paisatges agroforestals meridionals (Garrigues)

Anàlisi del grau d’invasió per plantes a Catalunya, a partir de FLORACAT

Per regions1. Distribució de la riquesa de plantes exòtiques per quadrats UTM

i anàlisi dels factors associats

Per hàbitats2. Distribució de la riquesa de plantes exòtiques per hàbitats EUNIS i

relació amb la riquesa de nadiues

Distribució de la riquesa de neòfits per UTM de 10 km a Catalunya i factors associats

Qüestions

1. Quin és el patró geogràfic del grau d’invasió perUTM a Catalunya?

2. Podem associar el grau d’invasió a determinadesvariables?

3. Hi ha relació entre la riquesa per UTM de nadiues i d’exòtiques ?

Mètodes

•Obtenció del nombre i percentatge de plantes exòtiques (neòfits) per UTM (FLORACAT)

•Anàlisi de l’homogeneïtat en l’esforç de mostreig

•Selecció i càlcul d’un conjunt de variables predictores per UTM

•Eliminació de les variables més redundants

(correlacions de Pearson, límit |r|=0.75)

•Ortogonalització de les variables restants

(ACP, rotació varimax)

•Anàlisi de l’associació de la riquesa i el percentatge de neòfits per UTM amb les components principals

(Models de regressió backward stepwise amb tractament de l’autocorrelació espacial)

Riquesa d’espècies nadiues

Diversitat geològica (Índex de Shannon)

Mitjana de les temp. mínimes de gener (ºC)Mitjana de les temp. màximes de juliol (ºC)Temperatura mitjana anual (ºC)Pluviositat mitjana al mes de gener (mm)Pluviositat mitjana al mes de juliol (mm)Precipitació mitjana anual (mm)Radiació mitjana anual (kJ m-2 dia-1)

Percentatge de recobriment d’àrees urbanesPercentatge de recobriment de conreusPercentatge de recobriment de boscPercentatge de recobriment de matollars i pratsPercentatge de recobriment de sòl nuDiversitat de cobertes (índex de Shannon)Freqüència d’incendis entre 1973 i 2000

Altitud mitjana (m)Rang d’altituds (m)Distància als rius principalsDistància a la costa

Densitat de població (hab km-2)Distancia a les carreteres principals (m)Distància a ciutats de més de 50000 hab. (m)

Percentatge d’àrees protegidesDistància a les àrees protegides (m)

UTM X (km)UTM Y (km)UTM XY (km2)UTMX2 (km2)UTMY2 (km2)UTM XY2 (Km3)UTM X2Y (km3)UTM X3 (km3)UTM Y3 (km3)

Models: variables predictores

(Gris: variables eliminades)

Relacions amb el clima, la diversitat del paisatge i l’activitat humana

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20

Temperatura mitjana anual (ºC)

Riq

uesa

d'e

spèc

ies

0

20

40

60

80

100

120

140

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5Diversitat de cobertes (I Shannon)

Riq

uesa

d'e

spèc

ies

0

20

40

60

80

100

120

140

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6Proporció d'urbà

Riq

uesa

d'e

spèc

ies

Diversitat de cobertes (Shannon) Temp. Mitjana anual (ºC)

Proporció de cobertes urbanes

Riq

uesa

de

neòf

its

Riq

uesa

de

neòf

its

Riq

uesa

de

neòf

its

Relacions amb la riquesa de nadiues

PC1 PC5 PC2 PC4 PC8 PC3 PC9 PC7 PC6 PC10Land use Shannon diversity index -0.24 0.12 0.35 -0.16 0.23 -0.19 0.20 0.73Geologic Shannon diversity index 0.97Distance to main roads 0.24 0.15 -0.20 0.89 0.13 -0.11Distance to main cities 0.80 0.14 -0.26 0.27 -0.13 0.16Distance to main rivers 0.11 0.11 0.95Distance to the sea 0.92 -0.14Solar Radiation -0.13 -0.82 0.10 -0.26 -0.11Mean January temperature -0.93 -0.12 0.15 0.19Mean July temperature 0.83 -0.46 -0.14 -0.13Mean annual temp. -0.90 -0.33 -0.12 -0.13January precipitation 0.39 0.83 0.15 0.13 0.16July precipitation 0.69 0.6 -0.10Annual precipitation 0.55 0.74 0.17Mean altitude 0.90 0.28 0.19 0.12Altitudinal range 0.78 0.42 0.14 0.24 0.15Population density -0.15 -0.13 0.90 -0.11No. habitats 0.99% Forest 0.11 0.76 -0.14 0.14 -0.42 -0.24 0.18 -0.12% Scrub 0.55 -0.15 0.72 0.21 0.20% Agriculture -0.44 -0.64 -0.11 -0.39 -0.26 0.14 0.12 -0.16 -0.15% Urban land use -0.37 0.74 -0.10 0.25 0.27% Bare soil 0.38 0.13 0.13 0.12 0.84 0.14Fire frequency -0.26 0.91 -0.15Cumulative Variance 0.31 0.49 0.56 0.63 0.68 0.73 0.78 0.83 0.88 0.92

Ordenació dels hàbitats (PCA)

Relacions amb la riquesa de nadiues

Quatre grups d’UTMs amb característiques diferents......

....però igual comportament pel que fa a la relació nadiues-exòtiquesRiquesa de nadiues

Riq

uesa

d’e

xòti

ques

Bartomeus et al., en prep.

2. Distribució de la riquesa de neòfits perhàbitats EUNIS a Catalunya i relació amb la riquesa de nadiues

Qüestions

1. Quin és el grau d’invasió dels diversos hàbitats?

2. Quina relació hi ha entre el nombre d’espèciesnadiues i el d’exòtiques entre hàbitats?

3. Quina relació hi ha entre el nombre d’espèciesnadiues i el d’exòtiques dins de cada hàbitat?

Mètodes

• Selecció de 15.655 inventaris de FLORACAT dotats d’adscripció sintaxonòmica (aliances SIGMA)

• Classificació en hàbitats EUNIS a partir de la seva aliança

• Obtenció del nombre i percentatge d’espècies nadiues (inc. arqueòfits) i exòtiques (neòfits) per inventari

• Anàlisi de la relació entre la riquesa de nadiues i de neòfits entre hàbitats (a partir dels valors mitjans per hàbitat) i dins de cada hàbitat

Patrons d’invasió dels hàbitats a Catalunya

Perc

enta

tge

de n

eòfi

ts

Hàbitats EUNIS

S’han detectat:•neòfits a 24 dels 32 hàbitats EUNIS estudiats (75%)•diferències significatives entre hàbitats en el nombre de neòfits i de nadiues per inventari

Hàbitats més i menys envaïts

I1 Conreus

E5.6, H5.6 Herbassars

ruderals i trepitjats

F9.1, F9.3Boscos i bosquines de ribera

Més Menys (gens)

D1, D2, D4Molleres i

torberes

E4, E5.5, F2Prats i matollars alpins i subalpins

F7Matollars

mediterranis espinosos

Entre hàbitats:La relació tendeix a ser unimodal

Els hàbitats amb una riquesa intermèdia de nadiues són els més envaïts

Relació escassa entre la riquesa de nadiues i la d’exòtiques

Dins de cada hàbitat:La relació és: positiva (7 casos), negativa ( 7) i i no significativa (10)

0

0.5

1

1.5

5 10 15 20 25 30

Mea

n nu

mbe

rofa

lien

spec

ies

perp

lot

Mean number of native species per plot

E1

E2

G1

C2 D1,D4,D2 F2,F7,E4,E5.5

E5.2

E3

E5.6

I1

F9.1

H5.6

H2

H3

F5

F3F4 F6

B1

C1 B3E6

E3

G2 G3

D6

Riquesa mitjana de nadiues

Riq

uesa

mit

jana

d’e

xòti

ques

El futur: què cal fer a curt termini?

1. Millorar l’estat de coneixement de molts grups

2. Completar la georeferenciació de les dades

3. Posar a punt mètodes específics per a avaluar, per a grups pocs coneguts:

• La capacitat invasora de les espècies (WRA)• La invasibilitat dels hàbitats i les regions

Utilitzar aquest coneixement en estratègies de prevenció, control i eradicació

Col·laboradors M. Vilà (Estación Biológica de Doñana, CSIC-EBD)D. Sol (CSIC-CREAF)N. Bartomeus (CREAF)C. Başnou (CREAF)X. Font (Dep. Biologia Vegetal UB)

Finançament

Agència Catalana de l’AiguaDepartament de Medi Ambient i Habitatge, Generalitat de Catalunya

Gràcies a tots