CICLO DI UN PROGETTO CICLO PROGETTO GESTIONE FAUNISTICA E MEDICINA TERZA LEZIONE PRINCIPI GESTIONE FAUNISTICA AA LAURA BONESI

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1 TERZA LEZIONE PRINCIPI GESTIONE FAUNISTICA CICLO DI UN PROGETTO AA LAURA BONESI Dipartimento di Biologia Università di Trieste 1 GESTIONE FAUNISTICA E MEDICINA 1. La gestione faunistica per molti aspetti e simile alla medicina e soffre anche degli stessi problemi 2. In medicina le conoscenze avanzano anche grazie ai clinical trials 3. In gestione faunistica e piu difficile perche il paziente e un intera popolazione; perche c e meno interesse a curare le popolazioni che a curare la salute umana; perche i cambiamenti sono piu lenti 4. Sia in medicina che in gestione faunistica c e una discrepanza tra la pratica e l evidenza 5. Sviluppo di Medicina Basata sull Evidenza e della Conservazione Basata sull Evidenza (http://www.conservationevidence.com/) 2 CICLO PROGETTO Aggiustare Diagnosi del problema Stabilire cura Valutare Pianificare Monitorare Implementare azioni 3 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 1

2 ADAPTIVE MANAGEMENT Aggiustare Diagnosi del problema Stabilire cura Valutare Pianificare Monitorare Implementare azioni 4 ADAPTIVE MANAGEMENT E un modo di concepire un progetto [di gestione faunistica o conservazione] che implica un processo sistematico per migliorare in continuazione le politiche e la pratica di gestione attraverso l apprendimento dai risultati di programmi operazionali. Nella sua forma piu efficace l adaptive management impiega programmi di gestione che sono strutturati in modo da comparare attraverso esperimenti particolari politiche o pratiche di gestione attraverso la valutazione di ipotesi alternative riguardanti il sistema che sta venenedo manipolato. Imparare dagli errori! 5 RIASSUNTO 1. Un caso di gestione faunistica puo' essere paragonato ad un caso medico 2. Per risolvere i problemi di gestione faunistica possiamo individuare un ciclo composto da passi precisi 3. La medicina si occupa prevalentemente di singole persone mentre la gestione faunistica si occupa prevalentemente di popolazioni per cui problemi sono piu difficili da diagnosticare 4. Gli errori di diagnosi sono frequenti 5. E importante sviluppare una gestione faunistica/conservazione basata sull evidenza e non soltanto sull intuizione 6 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 2

3 DIAGNOSI CICLO PROGETTO Aggiustare Diagnosi del problema Stabilire cura Valutare Pianificare Monitorare Implementare azioni 8 PROBLEMI DI DIAGNOSI 1. Spesso ci sono opinioni contrastanti riguardo la diagnosi (errori di diagnosi) 2. A volte succede che sembri che i ricercatori dimostrino cio che e ovvio 3. C e la tendenza a riportare tutte le cause di un problema senza evidenziare quelle piu importanti (problema in Liste Rosse) 9 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 3

4 ESEMPIO DI UN ERRORE DI DIAGNOSI Pavoncella (Vanellus vanellus) Pettegola (Tringa totanus)) Immagini da Wikipedia Studio: Aspen et al., DIAGNOSTICARE IL DECLINO Caughley (1994) Conferma che la specie sta effettivamente declinando o che in passato era piu abbondante o che aveva una distribuzione piu ampia (monitoraggio) Sudia la storia naturale della specie e raccogli tutta l informazione possibile sul suo status ed ecologia (studio e/o ricerca bibliografica e/o consultazione esperti) Fai una lista di tutte le possibili cause del declino se c e sufficiente informazione da cui partire (metodo delle ipotesi multiple/alternative) Fai una lista delle predizioni di ciascun ipotesi per il declino e cerca di specificare predizioni contrastanti dalle differenti ipotesi. Verifica su campo le ipotesi piu probabili con esperimenti per identificare la/le cause del declino (idealmente rimuovi la causa ipotizzata). Applica cio che hai trovato alla gestione della specie/popolazione minacciata (continuando a monitorare). 11 IL METODO SCIENTIFICO: SCHEMA Osservazione Ipotesi (più d una) Nuove osservazioni/ ipotesi Predizione falsa Predizioni Esperimento Raccolta dati Analisi dati (statistica) Interpretazione risultati Predizione vera Spiegazione Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 4

5 ESEMPIO DI DIAGNOSI E METODO SCIENTIFICO DECLINO DEL VISONE IN UK ~ 3200 siti di 600 m monitorati per il visone (e la lontra) (National Otter Survey - Vincent Wildlife Trust Environment Agency JNCC) 14 IPOTESI ALTERNATIVE Possibili ipotesi alternative per spiegare il declino della specie esotica invasiva Mustela vison in Inghilterra: 1) Diminuzione delle prede 2) Diminuzione degli allevamenti 3) Diminuzione dei gamekeepers 4) Aumento dell inquinamento 5) Aumento della puzzola 6) Aumento della lontra 7) Diffusione malattie 15 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 5

6 EVIDENZA DI CORRELAZIONE Percentage of sites lost or gained by mink (Photo Harry Harrington) Percentage of sites with otters at t = 1 16 (Bonesi, Strachan and Macdonald, 2006) APPROCCIO SPERIMENTALE Lontre rilasciate qui Lontre assenti DECLINO DEL VISONE Percentage of sites occupied by mink Impact Control 0 Mar 99 Jul 99 Oct 99 Jan 00 Mar 00 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 6

7 LA DIETA DEL VISONE CAMBIA Relative frequency of occurrence Aquatic prey Terrestrial prey n = 91 n = 42 Ipresenza della lontra la dieta del visone include piu prede di origine acquatica che prede di origine terrestre. (χ 2 = 4.71, df = 1, p = 0.03). 0 Otters scarce ( ) Otters abundant ( ) (Bonesi, Chanin and Macdonald, 2004) HABITAT E DURATA DELLA COESISTENZA Percentage of habitat No coexistence (0-6 yrs); n = 19 Short coexistence (7-14 yrs); n = 23 Long coexistence (15-28 yrs); n = La lontra e il visone coesistono piu a lungo nei fiumi circondati da bassa boscaglia piuttosto che da boschi (Tukey test on PCs: q= 3.40, p <0.005). 2. In Inghilterra aree con boscaglia ospitano buone popolazioni di conigli Oryctolagus cuniculus e altre prede terrestri che non vivono invece nei boschi 0 Broadleaf wood Scrub 3. I segni della lontra e del visone coesistono piu a lungo nei fiumi con maggiore abbondanza di prede terrestri Habitat type (Bonesi, and Macdonald, 2004) IL METODO SCIENTIFICO Il metodo scientifico in comparazione con i metodi informali non scientifici e come un gran bulldozer lento, tedioso, pesante, laborioso, ma invincibile ci si mette il doppio del tempo, il quintuplo del tempo, forse una dozzina di volte di piu che con i metodi informali, ma alla fine si comprende Robert Pirsig in Lo zen e l arte della cura della motocicletta Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 7

8 RIASSUNTO 1. Per fare la diagnosi del problema in gestione faunistica si usa il metodo scientifico 2. E importante considerare tutte le ipotesi alternative plausibili 3. Gli studi rivelano nel tempo sempre maggiori dettagli. 4. Osservazioni ripetute portano alla formulazione di teorie DIAGNOSI: METODI DI RICERCA IL METODO Ci sono quattro aspetti di metodo devo decidere quando comincio una ricerca: Il tipo di strategia di ricerca adottata [Tipo di analisi statistiche che posso fare] Disegno sperimentale Metodo di campionamento Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 8

9 DIAGNOSI: STRATEGIE DI RICERCA STRATEGIE DI RICERCA SPERIMENTALE: si manipolano i sistemi per capirene i meccanismi COMPARATIVA: si comparano diversi sistemi sotto diverse condizioni DESCRITTIVA: si raccolgono informazioni e si cerca un pattern MODELLISTICA e SIMULAZIONE AL COMPUTER ESPERIMENTO MANIPOLATIVO Uno studio sperimentale controllato compara i risultati ottenuti da un campione sperimentale contro un campione di controllo che è praticamente identico al campione sperimentale tranne un aspetto il quale effetto viene testato (Wikipedia). In uno studio sperimentale il sistema viene manipolato. Esperimento manipolativo in campo - Krebs experiment Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 9

10 ESPERIMENTO NATURALE Gli esperimenti naturali, o studi comparativi, sono quelli che si affidano solamente alle osservazioni delle variabili del sistema sotto studio piuttosto che manipolare una o piu variabili cosi come avviene negli esperimenti controllati in laboratorio. In GF vengono comparate popolazioni in condizioni diverse. Esperimento naturale - Orso e lupo (Berger, Stacey, Bellis e Johnson, 2001) STUDIO DESCRITTIVO Relazione tra il peso dei carnivori e quello delle loro prede. (Carbone et al. 1999) Uno studio descrittivo o di osservazione e di trarre delle conclusioni (fare dell inferenza) riguardo ai possibili effetti di un dato evento su dei soggetti (poplazione) ma senza avere la possibilita di confrontare I risultati con un gruppo di controllo. In questo caso l evidenza e molto spesso l esistenza di una correlazione. STRATEGIE DI RICERCA Descrittiva Comparativa Sperimentale Un sistema in un punto nel tempo Esperimenti misurativi o naturali Compara due o piu sistemi Esperimenti in campo Esperimenti manipolativi Esperimenti in laboratorio Raccogli dati e cerca un pattern Solo primi passi del metodo scientifico Usa le condizioni esistenti e compara i sistemi Crea le condizioni per la comparazione (Diamond, 1986; Keddy, 2000) Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 10

11 DIAGNOSI: DISEGNO SPERIMENTALE DISEGNO SPERIMENTALE Il disegno sperimentale definisce la struttura logica di un esperimento, dove un esperimento e il tentativo di testare un ipotesi e un ipotesi e una possibile spiegazione di un pattern o un processo osservato COMPONENTI ESPERIMENTI 1. Unita sperimentale: una persona animale, pianta o cosa che e studiata dal ricercatore; e l oggetto sul quale un esperimento viene fatto e sul quale si raccolgono i dati. Quella entita fisica che puo essere assegnata al trattamento o al controllo (Krebs, 1999). 2. Trattamento e controllo: ogni esperimento in ecologia fatto in campo deve avere un controllo simultaneo dove non viene fatta/registrata nessuna perturbazione/trattamento (Krebs, 1999). Ad esempio il trattamento nel caso dei lupi e : presenza di lupi;il controllo e : assenza di lupi. 3. Repliche: sono la ripetizione dell unita di base dell esperimento data da uno o piu trattamenti e da un controllo. Le repliche servono a evitare che eventi dovuti al caso ci inducano a trarre delle conclusioni errate. Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 11

12 PERCHE AVERE REPLICHE? Esempio: Voglio studiare l efficacia dell utlizzo di reti per la protezione delle rane dai predatori aviari La replicazione e una sorta di garanzia contro l intrusione di eventi dovuti al caso negli esperimenti ecologici. DESIGN SPERIMENTALE:COMPONENTI Controllo/SituazioneA Unita sperimentale Unita sperimentale Unita sperimentale 3 repliche Trattamento/SituazioneB Unita sperimentale Unita sperimentale Unita sperimentale ESTINZIONE DEI PREDATORI La presenza di lupi e orsi ha un effetto significativo sulla sopravvivenza dei piccoli di alce 1. Unita sperimentale? 2. Trattamento/controllo? 3. Repliche? (Berger, Stacey, Bellis e Johnson, 2001) 36 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 12

13 DIAGNOSI: CAMPIONAMENTO 37 DISEGNO CAMPIONARIO Stabilire il disegno campionario significa rispondere alla domanda: Come posso campionare (selezionare gli individui/unita dalla popolazione) in modo che i campioni che raccolgo/misuro siano rappresentativi dell intera popolazione che voglio studiare? In inglese sampling design 38 PASSI DEL CAMPIONAMENTO Per campionare devo: 1. Definire la popolazione studiata 2. Definire qual è l unità campionaria 3. Selezionare un campione 4. Raccogliere i dati 39 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 13

14 DECLINO DEL VISONE IN UK ~ 3200 siti di 600 m monitorati per il visone (e la lontra) (National Otter Survey - Vincent Wildlife Trust Environment Agency JNCC) 40 UNITA CAMPIONARIA Definire l unita campionaria non e banale. Esempio 1: confronto dei pesi degli animali unita campionaria = l animale Esempio 2: comparazione del numero di animali unita campionaria = popolazione (e.g. popolazione contenuta in un quadrato di 100mx100m, un albero, etc.) 41 SELEZIONARE CAMPIONE Decidere il metodo di campionamento significa rispondere a tre domande: 1. Dove raccolgo i campioni? 2. Come li raccolgo? 3. Quanti ne raccolgo? 42 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 14

15 RIASSUNTO 1. Ci sono quattro aspetti di metodo devo decidere quando comincio una ricerca: strategia di ricerca; analisi statistiche; disegno sperimentale; metodo di campionamento 2. In GF sono piu comuni gli esperimenti naturali oppure gli studi descrittivi 3. Ove possibile bisogna cercare di adottare un approccio sperimentale 4. Un esperimento comprende trattamento, controllo e repliche 5. Molto spesso non e possibile studiare tutta la popolazione di interesse ed e quindi necessario selezionare un campione rappresentativo della popolazione 43 BIBLIOGRAFIA ANDERSON, D. R., BURNHAM, K. P.&THOMPSON, W. L. (2000) Null hypothesis testing: Problems, prevalence, and an alternative. Journal of Wildlife Management, 64, HURLBERT, S. H. (1984) Pseudoreplication and the design of ecological field experiments. Ecological Monographs, 54, WOLFF, J. O. (2000) Reassessing research approaches in the wildlife sciences. Wildlife Society Bulletin, 28, KREBS, C. J. (2000). Hypothesis testing in ecology. In Research techniques in animal ecology. (eds L. Boitani & T. K. Fuller). Columbia University Press. CARBONE, C., MACE, G. M., ROBERTS, S. C. AND MACDONALD, D. W., Energetic constraints on the diet of terrestrial carnivores. Nature, 402, DIAMOND, J. M., Overview: laboratory experiments, field experiments and natural experiments. In Community Ecology. (eds Diamond, J. and Case, T. J.). Harper and Row, New York. KREBS, C. J., Ecological methodology. 2nd edn. Addison-Wesley Longman Inc., USA (capitoli 4, 7, 8) BIBLIOGRAFIA Ausden, M., Sutherland, W. J. & James, R. (2001) The effects of flooding lowland wet grassland on soil macroinvertebrate prey of wading brids. J. Appl. Ecol. 38: Bonesi, L., Chanin, P. & Macdonald, D. W. (2004) Competition between Eurasian otter Lutra lutra and American mink Mustela vison probed by niche shift. Oikos 106: Bonesi, L. & Macdonald, D. W. (2004a) Differential habitat use promotes sustainable coexistence between the specialist otter and the generalist mink. Oikos 106: Bonesi, L. & Macdonald, D. W. (2004b) Impact of released Eurasian otters on a population of American mink: a test using an experimental approach. Oikos 106: Bonesi, L., Strachan, R. & Macdonald, D. W. (2006) Why are there fewer signs of mink in England? Considering multiple hypotheses. Biol. Conserv. 130: Caughley, G. (1994) Directions in conservation biology. J. Anim. Ecol. 63: Sutherland, W. J. (2000) The conservation handbook. Oxford: Blackwell Science. Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 15

16 Terza lezione Principi di Gestione Faunistica 16

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