Identifying predictors of translocation success in rare plant species

Conserv Biol. 2024 Apr;38(2):e14190. doi: 10.1111/cobi.14190. Epub 2023 Dec 11.

Abstract

The fundamental goal of a rare plant translocation is to create self-sustaining populations with the evolutionary resilience to persist in the long term. Yet, most plant translocation syntheses focus on a few factors influencing short-term benchmarks of success (e.g., survival and reproduction). Short-term benchmarks can be misleading when trying to infer future growth and viability because the factors that promote establishment may differ from those required for long-term persistence. We assembled a large (n = 275) and broadly representative data set of well-documented and monitored (7.9 years on average) at-risk plant translocations to identify the most important site attributes, management techniques, and species' traits for six life-cycle benchmarks and population metrics of translocation success. We used the random forest algorithm to quantify the relative importance of 29 predictor variables for each metric of success. Drivers of translocation outcomes varied across time frames and success metrics. Management techniques had the greatest relative influence on the attainment of life-cycle benchmarks and short-term population trends, whereas site attributes and species' traits were more important for population persistence and long-term trends. Specifically, large founder sizes increased the potential for reproduction and recruitment into the next generation, whereas declining habitat quality and the outplanting of species with low seed production led to increased extinction risks and a reduction in potential reproductive output in the long-term, respectively. We also detected novel interactions between some of the most important drivers, such as an increased probability of next-generation recruitment in species with greater seed production rates, but only when coupled with large founder sizes. Because most significant barriers to plant translocation success can be overcome by improving techniques or resolving site-level issues through early intervention and management, we suggest that by combining long-term monitoring with adaptive management, translocation programs can enhance the prospects of achieving long-term success.

Identificación de pronosticadores del éxito de reubicación en especies raras de plantas Resumen El objetivo fundamental de la reubicación de plantas raras es la creación de poblaciones autosuficientes con resiliencia evolutiva que persistan a la larga. De todas maneras, la mayoría de las síntesis de estas reubicaciones se enfocan en unos cuantos factores que influyen sobre los parámetros a corto plazo del éxito (supervivencia y reproducción). Los parámetros a corto plazo pueden ser engañosos si se intenta inferir el crecimiento y la viabilidad en el futuro ya que los factores que promueven el establecimiento pueden diferir de aquellos requeridos para la persistencia a largo plazo. Ensamblamos un conjunto grande de datos representativos en general (n = 275) de las reubicaciones de plantas en riesgo bien documentadas y monitoreadas (7.9 años en promedio) para identificar los atributos de sitio más importantes, las técnicas de manejo y los rasgos de las especies para seis parámetros de ciclos de vida y medidas poblacionales del éxito de reubicación. Usamos el algoritmo de bosque aleatorio para cuantificar la importancia relativa de las 29 variables de pronosticadores para cada medida del éxito. Los factores en los resultados de las reubicaciones variaron con los marcos temporales y las medidas de éxito. Las técnicas de manejo tuvieron la mayor influencia relativa sobre la obtención de parámetros de ciclos de vida y tendencias poblacionales a corto plazo, mientras que los atributos de sitio y los rasgos de la especie fueron más importantes para la persistencia poblacional y las tendencias a largo plazo. En específico, las grandes cantidades de fundadores incrementaron el potencial de reproducción y reclutamiento de la siguiente generación, mientras que la declinación de la calidad del hábitat incrementó el riesgo de extinción y el trasplante de especies con baja producción de semillas redujo el rendimiento del potencial reproductivo a la larga. También detectamos interacciones novedosas entre algunos de los factores más importantes, como el aumento en la probabilidad del reclutamiento en la siguiente generación en especies con tasas mayores de producción de semillas, pero sólo cuando se emparejó con grandes cantidades de fundadores. Ya que las barreras más significativas para el éxito de la reubicación de plantas pueden superarse al mejorar las técnicas o resolver los temas a nivel de sitio por medio de un manejo y una intervención temprana, sugerimos que con la combinación del monitoreo a largo plazo con el manejo adaptativo los programas de reubicación pueden aumentar el prospecto de lograr el éxito a largo plazo.

【摘要】珍稀植物迁地的基本目标是建立能够自我维持、具有演化恢复力、能够长期续存的种群。然而, 大多数对植物迁地计划的综述研究都侧重于影响短期成功基准(如存活和繁殖)的几个因素。这些短期基准可能会对推断未来的生长和生存力产生误导, 因为利于种群建立的因素可能与种群长期续存所需要的因素不同。本研究收集了大量(n = 275)具有广泛代表性的数据集, 这些数据集包含了记录详实且受到监测(平均7.9年)的濒危植物迁地计划案例, 可用于确定指示迁地保护成功与否的6个生命周期基准及种群统计参数中最重要的位点属性、管理技术和物种特征。我们使用随机森林算法量化了29个预测变量对每个迁地保护成功指标的相对重要性, 发现不同时间段和不同成功指标的迁地保护结果驱动因素各不相同。管理技术对实现生命周期基准和短期种群趋势的影响最大, 而位点属性和物种特征对种群续存和长期趋势更为重要。具体来说, 奠基者数量多可以增加下一代繁殖和种群补充的潜力, 而栖息地质量下降和物种外植种子产量低则分别会导致灭绝风险增加和潜在的长期繁殖输出减少。我们还在一些最重要的驱动因素之间发现了新的相互作用, 例如种子产量高的物种下一代种群补充的概率会增加, 但只有在奠基者数量多的时候才存在这种关系。通过改进技术或通过早期干预及管理解决位点的问题, 可以克服植物迁地保护中主要的障碍, 因此我们建议将长期监测与适应性管理相结合, 以帮助迁地保护计划取得长期成效。【翻译:胡怡思;审校:聂永刚】.

Keywords: endangered species; especie amenazada; especie en peligro; population restoration; reclutamiento de plántulas; recuperación de especie; reintroducción; reintroduction; restauración poblacional; seedling recruitment; species recovery; threatened species; 出苗; 受威胁物种; 濒危物种; 物种恢复; 种群恢复; 重引入.

MeSH terms

  • Conservation of Natural Resources* / methods
  • Ecosystem
  • Plants*
  • Reproduction
  • Seeds