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Rainforest Ecology-Biodiversity Conservation

An analysis of Biodiversity in the Amazon jungle:

Habitat fragmentation and biodiversity loss along the Transoceanic Highway.

This project  will investigate the consequences of habitat loss and fragmentation on animal species with the construction of the Transoceanic Highway (see map above, from Masuco to Assis Brasil) in South America. This will increase the rate and quantity of logging (Conver, 2003; Danielsen and Heegaard, 1995). Therefore rates of biodiversity and habitat loss within the region will also become elevated compared with present levels.

The construction of this highway is part of economic improvements linked to the Mexico-based Pueblo-Panama Plan for the exploitation of natural resources such as mahogany and oil.

The aim is to investigate the consequence of habitat fragmentation on populations of species and species density. The research will focus on the consequences of disturbance on animal and bird species within the area in which this highway is under construction. Species surveys will be carried out within fragmented and disturbed areas and within undisturbed continuous forest.

Habitat fragmentation dramatically alters forest dynamics and micro climate; in turn this affects species distribution and biodiversity. Habitat fragmentation also produces edge effects, where tree mortality and damage is high as a result of micro climatic and light changes and exposure to wind  (Carvalho and Vasconcelos, 1999; Mesquita et al, 1999). Biodiversity is affected by habitat size, when a habitat becomes fragmented and there is a minimum viable habitat size that is able to sustain a species. The size may impose restrictions on a population depending on the species’ ecological requirements, for example: Many tree species are dependent on frugivorous animals to disperse their seed. Loss of seed dispersers may reduce local species richness of new seedlings and reduction of seedlings may in turn affect biodiversity and density of frugivorous species (Corlett, 1998; Hovestadt et al 1999; Webb and Peart 2001). Species are affected by habitat fragmentation in different ways. Some will show a marked decline in numbers, others may not change and for some there may be an advantage (Chaplin et al, 2000; Forman, 1995; Mac Nally et al, 2000).

Plant and animal species become extremely vulnerable to extinction within fragmented blocks of forest remnants. Gene pools and genetic diversity may be reduced in smaller isolated populations (Tomimatsu, 2003). There may be a deterministic sequence of species lost from disturbed forests depending on the proportion of local extinction or immigration rates among species (Patterson & Atmar, 1986; 2000). For those species sensitive to habitat disturbance, there may be no migration due to land barriers such as the highway construction, cleared areas of forest, cropland and cattle pastures (Mesquita et al 1999).


Biodiversity surveys within the tree canopies will be carried out using a number of transects within mosaics of forest adjacent to or within reasonable distance of the highway. Canopies contain a high proportion of the species richness. The purpose of the survey is to compare species richness and abundance of selected terrestrial species. This may show the difference in the composition of selected wildlife taxa in isolated remnant blocks of forest, compared with those from continuous undisturbed forest.

The assumption is that species richness is greater in undisturbed forest than in disturbed forest, (Foreman, 1995; Fredricksen and Fredricksen, 2002). It is important to note that the species being surveyed may have not reached a stage of relaxation. This is because the road construction is relatively recent. Some species’ numbers may be undergoing local extinction rates or will not have had time to recover population numbers whilst adapting to an altered habitat. It would be valuable to survey the same areas again in several years to establish which species have adapted and are within relatively balanced populations and which have suffered the greatest losses (Patterson & Atmar, 1986; 2000).


There are difficulties with accessing data within the tree canopy and logistical limitations in moving between canopy sampling plots; for example, causing disturbance to canopy species and damaging trees. Ground operated canopy sampling techniques will be used with regard to using a procedure for unbiased and methodical data collection within the sampling area.

Surveys will be carried out using line transects and quadrats in randomly selected areas of the forest adjacent to the highway, in addition to areas of continuous forest further away from the highway.  Small mammal surveys will be along transects around 100-200 metres apart (depending on size of forest fragment). Particular attention will be to collecting data from frugivorous species. Frugivorous animal droppings will also be examined for seed identification to provide data on tree diversity. Live animal sampling will be done using Tomahawk traps and Sherman traps, baited with fruit and placed at random points within tree canopies. Rope pully operated systems will be rigged to allow the traps to be lowered for regular inspection. This will allow minimal disturbance to the tree canopy. The animals will be identified, tagged and released (Gascon et al, 1999; Lima and Gascon, 1999; Sutherland, 2001). Birds can be surveyed in plots; identification will be by visual and aural means, or by using a remote controlled camera. Observation will take place several times a day at dawn and dusk, (Mac Nally et al, 2000; Sutherland, 2001). 


The data collected from these sites will be tested using a suitable statistical analysis to compare species richness and abundance between the fragmented areas and continuous areas. If further surveys of the same areas are granted then there is potential for analysing change of biodiversity and population numbers over a longer time period, which is a valuable opportunity for investigating effects of habitat fragmentation on species in further detail. Once all the capture data has been collated it is hoped it can then be geo-referenced within a GIS. Species data will be mapped into ArcInfo/ArcView. Spatial analyses (tests of spatial auto correlation) will be used to determine which species are evenly distributed throughout the forest on the local range and which species are characterized by capture records (Roy and Tomar, 2000; Millington et al, 2003). Again it would be valuable to geo-reference data collected from several years after the first survey (to accommodate relaxation of population numbers) for a comparison of change in the region’s biodiversity.

It is hoped that the results of this study may be used to understand how the underlying fragility of tropical ecosystem structure is affected when species numbers are reduced. Effects of fragmentation may emerge through ecological findings such as with the earlier example of the dependant relationship of some frugivorous animal species and fruit trees. This may contribute to supporting a conservation method for isolated forest fragments and to encourage the use and preservation of faunal corridors (Lima and Gasgon, 1999) within the region in which the survey will be conducted.

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Traducción al Español- Spanish Translation

Un análisis de la biodiversidad en la selva amazónica:

Fragmentación de los hábitats y pérdida de biodiversidad a lo largo de la Carretera Transoceánica.

Este proyecto investigará las consecuencias de la pérdida y fragmentación del hábitat sobre las especies animales con la construcción de la Carretera Transoceánica (véase más arriba del mapa, de Masuco de Assis Brasil) en América del Sur. Esto aumentará la cantidad y velocidad de registro (Conver, 2003; Danielsen y Heegaard, 1995). Por lo tanto las tasas de la biodiversidad y la pérdida de hábitat en la región también se elevan en comparación con los niveles actuales.

La construcción de esta carretera es parte de las mejoras económicas vinculadas a la basada en México, Pueblo-Panamá Plan para la explotación de los recursos naturales como la caoba y el petróleo.

El objetivo es investigar las consecuencias de la fragmentación del hábitat sobre las poblaciones de especies y densidad de especies. La investigación se centrará en las consecuencias de la perturbación en las especies animales y de aves dentro del área en la que esta carretera está en construcción. Especies encuestas se llevarán a cabo dentro de áreas fragmentadas y perturbadas y en bosque continuo sin ser molestados.

La fragmentación del hábitat altera dramáticamente la dinámica del bosque y el microclima, a su vez, esto afecta la distribución de especies y la biodiversidad. La fragmentación del hábitat también produce los efectos de borde, donde la mortalidad de los árboles y el daño es elevado como consecuencia de los cambios climáticos micro y la luz y la exposición al viento (Carvalho y Vasconcelos, 1999; Mesquita et al, 1999). La biodiversidad se ve afectada por el tamaño de hábitat, cuando se convierte en un hábitat fragmentado y hay un tamaño mínimo de hábitat viable que sea capaz de soportar una especie. El tamaño puede imponer restricciones a la población dependiendo de los requerimientos de la especie ecológica, por ejemplo: Muchas especies de árboles dependen de animales frugívoros para dispersar sus semillas. La pérdida de dispersores de semillas puede reducir la riqueza de especies locales de plantas nuevas y la reducción de las plántulas a su vez puede afectar a la biodiversidad y la densidad de las especies de frugívoros (Corlett, 1998; Hovestadt et al 1999; Webb y Peart 2001). Las especies son afectadas por la fragmentación del hábitat de diferentes maneras. Algunos muestran un marcado declive en los números, otros no pueden cambiar y para algunos puede ser una ventaja (Chaplin et al, 2000; Forman, 1995; Mac Nally et al, 2000).

Las especies vegetales y animales a ser extremadamente vulnerables a la extinción dentro de los bloques fragmentados de los restos forestales. reservas genéticas y la diversidad genética puede ser reducida en poblaciones pequeñas y aisladas (Tomimatsu, 2003). Puede haber una secuencia determinista de la especie perdida de bosques alterados en función de la proporción de la extinción local o las tasas de inmigración entre las especies (Patterson & Atmar, 1986; 2000). Para las especies sensibles a la perturbación del hábitat, es posible que no la migración debido a la tierra las barreras tales como la construcción de carreteras, despejó las zonas de bosque, tierras de cultivo y pastos para ganado (Mesquita et al 1999).


encuestas de biodiversidad dentro de la copa de los árboles se llevará a cabo mediante una serie de transectos dentro de mosaicos de bosque adyacente o una distancia razonable de la carretera. Toldos contienen una alta proporción de la riqueza de especies. El propósito del estudio es comparar la riqueza de especies y abundancia de algunas especies terrestres. Esto puede mostrar la diferencia en la composición de los taxones de fauna seleccionados en bloques aislados de bosque remanente, en comparación con los de los bosques en estado natural continua.

El supuesto es que la riqueza de especies es mayor en los bosques no alterados que en bosque perturbado, (Foreman, 1995; Fredricksen y Fredricksen, 2002). Es importante señalar que la especie se hace la encuesta pueden no haber llegado a una fase de relajación. Esto se debe a la construcción de carreteras es relativamente reciente. Algunos números de la especie pueden ser sometidos a las tasas de extinción o locales no han tenido tiempo para recuperar las cifras de población adaptándose a un hábitat alterado. Sería de gran valor para inspeccionar las áreas mismo otra vez en varios años para determinar qué especies se han adaptado y están dentro de las poblaciones relativamente equilibrada, y que han sufrido las mayores pérdidas (Patterson & Atmar, 1986; 2000).


Hay dificultades en el acceso a datos dentro de la copa de los árboles y las limitaciones logísticas en el movimiento entre la copa de parcelas de muestreo, por ejemplo, la perturbación que causa a las especies del dosel y daña a los árboles. Baja operada dosel técnicas de muestreo se utilizará en lo que respecta a la utilización de un procedimiento para la recogida de datos imparciales y metódico en el área de muestreo.

Las encuestas se llevarán a cabo utilizando transectos de línea y las parcelas en las zonas seleccionadas al azar del bosque adyacente a la carretera, además de áreas de bosque continuo más lejos de la carretera. Pequeños mamíferos encuestas será a lo largo de transectos en torno a 100-200 metros de distancia (dependiendo del tamaño de los fragmentos de bosque). Se prestará especial a la recogida de datos de especies frugívoras. excrementos de animales frugívoros también se examinarán para la identificación de semillas para obtener datos sobre la diversidad de árboles. toma de muestras de animales vivos se realizará mediante trampas Tomahawk y trampas Sherman, cebadas con fruta y se colocan en puntos aleatorios dentro de copas de los árboles. Cuerda polea sistemas serán operados equipado para que las trampas que se bajará de la inspección periódica. Esto permitirá que el menor trastorno posible a las copas de los árboles. Los animales serán identificados, marcados y liberados (Gascon et al, 1999; Lima y Gascón, 1999; Sutherland, 2001). Las aves pueden ser inventariados en parcelas, la identificación se realizará por medios visuales y auditivas, o usando una cámara de control remoto. La observación se llevará a cabo varias veces al día al amanecer y al anochecer, (Mac Nally et al, 2000; Sutherland, 2001).


Los datos recogidos en estos sitios se pondrá a prueba mediante un análisis estadístico adecuado para comparar la riqueza de especies y abundancia entre las áreas fragmentadas y áreas continuas. Si las encuestas más de las mismas áreas se conceden a continuación, existe la posibilidad de analizar el cambio de la biodiversidad y los números de la población durante un período de tiempo más largo, que es una valiosa oportunidad para investigar los efectos de la fragmentación del hábitat sobre las especies con mayor detalle. Una vez que todos los datos de captura ha sido recopilada se espera que puede ser una referencia geográfica dentro de un SIG. Especies de datos se asignan a ArcInfo / ArcView. Los análisis espaciales (pruebas de auto-correlación espacial) se utiliza para determinar qué especies se distribuyen uniformemente por todo el bosque en el rango de locales y de las especies se caracterizan por los registros de captura (Roy y Tomar, 2000; Millington et al, 2003). Una vez más, sería muy útil a los datos de referencia geográfica recogidos de varios años después de la primera encuesta (para dar cabida a la relajación de los números de población) para una comparación de cambio en la biodiversidad de la región.

Se espera que los resultados de este estudio pueden ser utilizados para comprender cómo la fragilidad subyacente de la estructura de los ecosistemas tropicales se ve afectado cuando el número de especies se reducen. Efectos de la fragmentación puede emerger a través de los resultados ecológicos, como con el ejemplo anterior de la relación de dependencia de algunas especies animales frugívoros y árboles frutales. Esto puede contribuir a apoyar un método de conservación de fragmentos aislados de bosque y fomentar el uso y la preservación de corredores faunísticos (Lima y Gasgon, 1999) dentro de la región en la que se realizó la encuesta.


Carvalho, K.S.and Vesconcelos, H.L., Forest Fragmentation in Central Amazonian and its effects on litter dwelling ants. Biological Conservation. Vol 91, (2-3) 151-157

  • Chaplin, S., Zavaleta, E.S., Eviner,V.T., Naylor, R.L., Vitousek, P.M., Reynolds, H. L.,Hooper, D.U., Lavorel, S. Sala, O., Hobbie,S.E., Mack, M.C. & Diaz, S. 2000. Consequences of changing biodiversity. Nature, Vol 405, May 2000.
  • Conover, T. (2003). Peru’s Highway of Dreams. National Geographic. June 2003, pp. 80 -100.
  • Corlett, R.T.(1998). Frugivory and seed dispersal by vertebrates in the Oriental (Indomalayan) Region. Biological Reviews 73: 413-448.
  • Danielsen, F. and Heegaard, M. (1995). Impact of logging and plantation development on species diversity: a case study from Sumatra. pp. 73-92. In: O. Sandbukt (ed.). Management of tropical forests: towards an integrated perspective.
  • Foreman, R.T.T., 1995.Land Mosaics the ecology of landscapes and regions. Cambridge: Cambridge University Press.
  • Fredricksen, N.J., Fredricksen, T.S. (2002), Terrestrial wildlife responses to logging and fire in a Bolivian tropical humid forest. Biodiversity and Conservation, Januay 2002. Vol. 11, no. 1., pp. 27-38 (12).
  • Gascon, C., Lovejoy,T.E., Bierregaard,  R.O. Jr., Malcom, J. R., Stouffer, P.C., Vasconcelos, H.L., Laurance,W.F., Zimmerman,B.  Tocher, M., Borges, S., 1999. Matrix habitat and species richness in tropical forest remnants. Biological Conservation 91: 223-229
  • Hovestadt, T., Yao, P., Linsenmair, E. (1999) Seed dispersal mechanisms and the vegetation of forest islands in a West African forest-savannah mosaic. Plant Ecology 144  (1999) p.1-25.
  • Lima, de M.G. and Gasgon, C. (1999) The conservation value of linear forest remnants 
  • in central Amazonia, Biological Conservation 91 (2-3) (1999) pp. 241-247.
  • MacNally, R., Bennett, A., Horrocks, G.2000. Forecasting the impacts of habitat fragmentation. Evaluation of species-specific predictions of the impact of habitat fragmentation on birds in box-ironbark forests of Central Victoria, Australia. Biological Conservation 95 ( 2000) 7-29
  • Mesquita, R.C.G., Delamonica, P., Laurance, W. F. 1999. Effects of surrounding vegetation on edge-related tree mortality in Amazonian forest fragments. Biological Conservation 91 (1999) 129-134
  • Millington, A.C., Velez-Liendo, X. M., Bradley,A.V. Scale dependance in multitemporal mapping of forest fragmentation in Bolivia:implications for explaining temporal trends in landscape ecology and applications to biodiversity conservation
  • Patterson, B.D., Atmar, W.1986. Nested subsets and the structure of insular mammalian faunas and archipelagos. In: Heaney L.R. and Patterson B.D. (eds), Island biogeography of mammals. Academic Press, London, pp 65-82.
  • Patterson, B.D.,  Atmar, W.2000. Analyzing species composition in fragments. In: Rheinwald, G. (ed.), Isolated Vertebrate Communities in the Tropics, Bonn zool. Monogr. 46, pp. 9-24.
  • Roy. P.S., Tomar, S. Biodiversity characterization at landscape level using geospatial modelling technique, Biological Conservation 95(1) (2000) pp. 95-109.
  • Sutherland, W. 2001. The  Conservation  Handbook. Norwich: Blackwell Science.
  • Tomimatsu, H., Ohara, M., Genetic diversity and local population structure of fragmented populations of Trillium camschatcense (Trilliaceae), Biological Conservation 109 (2) (2003) pp. 249-258.
  • Webb, C.O., Peart, D.R. (2001).High seed dispersal rates in faunally intact tropical rain forest: Theoretical and Conservation Implications. Ecological Letters (2001) 4. 491- 499.

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