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Auliz-Ortiz DM, Benítez-Malvido J, Arroyo-Rodríguez V, Dirzo R, Pérez-Farrera MÁ, Luna-Reyes R, Mendoza E, Álvarez-Añorve MY, Álvarez-Sánchez J, Arias-Ataide DM, Ávila-Cabadilla LD, Botello F, Braasch M, Casas A, Campos-Villanueva DÁ, Cedeño-Vázquez JR, Chávez-Tovar JC, Coates R, Dechnik-Vázquez Y, del Coro Arizmendi M, Dias PA, Dorado O, Enríquez P, Escalona-Segura G, Farías-González V, Favila ME, García A, García-Morales LJ, Gavito-Pérez F, Gómez-Domínguez H, González-García F, González-Zamora A, Cuevas-Guzmán R, Haro-Belchez E, Hernández-Huerta AH, Hernández-Ordoñez O, Horváth A, Ibarra-Manríquez G, Lavín-Murcio PA, Lira-Saade R, López-Díaz K, MacSwiney G. MC, Mandujano S, Martínez-Camilo R, Martínez-Ávalos JG, Martínez-Meléndez N, Monroy-Ojeda A, Mora F, Mora-Olivo A, Muench C, Peña-Mondragón JL, Percino-Daniel R, Ramírez-Marcial N, Reyna-Hurtado R, Rodríguez-Ruíz ER, Sánchez-Cordero V, Suazo-Ortuño I, Terán-Juárez SA, Valdivieso-Pérez IA, Valencia V, Valenzuela-Galván D, Vargas-Contreras JA, Vázquez-Pérez JR, Vega-Rivera JH, Venegas-Barrera CS, Martínez-Ramos M. Underlying and proximate drivers of biodiversity changes in Mesoamerican biosphere reserves. Proc Natl Acad Sci U S A 2024; 121:e2305944121. [PMID: 38252845 PMCID: PMC10861858 DOI: 10.1073/pnas.2305944121] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 04/20/2023] [Accepted: 12/12/2023] [Indexed: 01/24/2024] Open
Abstract
Protected areas are of paramount relevance to conserving wildlife and ecosystem contributions to people. Yet, their conservation success is increasingly threatened by human activities including habitat loss, climate change, pollution, and species overexploitation. Thus, understanding the underlying and proximate drivers of anthropogenic threats is urgently needed to improve protected areas' effectiveness, especially in the biodiversity-rich tropics. We addressed this issue by analyzing expert-provided data on long-term biodiversity change (last three decades) over 14 biosphere reserves from the Mesoamerican Biodiversity Hotspot. Using multivariate analyses and structural equation modeling, we tested the influence of major socioeconomic drivers (demographic, economic, and political factors), spatial indicators of human activities (agriculture expansion and road extension), and forest landscape modifications (forest loss and isolation) as drivers of biodiversity change. We uncovered a significant proliferation of disturbance-tolerant guilds and the loss or decline of disturbance-sensitive guilds within reserves causing a "winner and loser" species replacement over time. Guild change was directly related to forest spatial changes promoted by the expansion of agriculture and roads within reserves. High human population density and low nonfarming occupation were identified as the main underlying drivers of biodiversity change. Our findings suggest that to mitigate anthropogenic threats to biodiversity within biosphere reserves, fostering human population well-being via sustainable, nonfarming livelihood opportunities around reserves is imperative.
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Affiliation(s)
- Daniel Martín Auliz-Ortiz
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Julieta Benítez-Malvido
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Víctor Arroyo-Rodríguez
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
- Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, Mérida97357, Mexico
| | - Rodolfo Dirzo
- Department of Biology, Stanford University, Palo Alto, CA9430
- Department of Earth Systems Science, Stanford University, Palo Alto, CA9430
| | - Miguel Ángel Pérez-Farrera
- Herbario Eizi Matuda, Laboratorio de Ecología, Evolutiva, Instituto de Ciencias Biológicas Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, Tuxtla Gutiérrez29039, Mexico
| | - Roberto Luna-Reyes
- Dirección de Áreas Naturales y Vida Silvestre, Secretaría de Medio Ambiente e Historia Natural, Tuxtla Gutiérrez29000, Mexico
| | - Eduardo Mendoza
- Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia58337, Mexico
| | | | - Javier Álvarez-Sánchez
- Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Dulce María Arias-Ataide
- Centro de Investigación y Educación Ambiental Sierra de Huautla, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca62914, Mexico
| | - Luis Daniel Ávila-Cabadilla
- Escuela Nacional de Estudios Superiores Unidad Mérida, Universidad Nacional Autónoma de México, Mérida97357, Mexico
| | - Francisco Botello
- Departamento de Zoología, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Marco Braasch
- Faktorgruen, Landschaftsarchitekten bdla Beratende Ingenieure, Abteilung Landschaftsplanung, Rottweil, Baden-Württemberg78628, Germany
| | - Alejandro Casas
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Delfino Álvaro Campos-Villanueva
- Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, San Andrés Tuxtla, Veracruz95701, Mexico
| | - José Rogelio Cedeño-Vázquez
- Departamento de Sistemática y Ecología Acuática, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Chetumal, Chetumal77014, Mexico
| | - José Cuauhtémoc Chávez-Tovar
- Departamento de Ciencias Ambientales, Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Lerma, Lerma, Estado de México52006, Mexico
| | - Rosamond Coates
- Estación de Biología Tropical Los Tuxtlas, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, San Andrés Tuxtla, Veracruz95701, Mexico
| | - Yanus Dechnik-Vázquez
- Pre-Planning Center of the Gulf, Federal Electricity Comission, Boca del Río, Veracruz94295, Mexico
| | - María del Coro Arizmendi
- Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalneplantla54090, Mexico
| | - Pedro Américo Dias
- Primate Behavioral Ecology Lab, Instituto de Neuroetología, Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz91190, Mexico
| | - Oscar Dorado
- Centro de Investigación y Educación Ambiental Sierra de Huautla, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca62914, Mexico
| | - Paula Enríquez
- Departamento de Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad San Cristóbal, San Cristóbal de Las Casas, Chiapas29290, Mexico
| | - Griselda Escalona-Segura
- Departamento de Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Campeche, Campeche24500, Mexico
| | - Verónica Farías-González
- Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalneplantla54090, Mexico
| | - Mario E. Favila
- Red de Ecoetología, Instituto de Ecología, A.C., Xalapa, Veracruz91070, Mexico
| | - Andrés García
- Estación de Biología Chamela, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, San Patricio48980, Mexico
| | - Leccinum Jesús García-Morales
- Departamento de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Ciudad Victoria, Ciudad Victoria, Tamaulipas87010, Mexico
| | - Fernando Gavito-Pérez
- Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán, Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, Autlán de Navarro48903, Mexico
| | - Héctor Gómez-Domínguez
- Herbario Eizi Matuda, Laboratorio de Ecología, Evolutiva, Instituto de Ciencias Biológicas Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, Tuxtla Gutiérrez29039, Mexico
| | - Fernando González-García
- Red Biología y Conservación de Vertebrados, Instituto de Ecología, A.C., Xalapa, Veracruz91073, Mexico
| | - Arturo González-Zamora
- Instituto de Investigaciones Biológicas, Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz911901, Mexico
| | - Ramón Cuevas-Guzmán
- Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Centro Universitario de la Costa Sur, Universidad de Guadalajara, Autlán de Navarro48900, Mexico
| | | | | | - Omar Hernández-Ordoñez
- Departamento de Zoología, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Anna Horváth
- Quirón, Centro de Intervenciones Asistidas con Equinos y Formación para el Bienestar y Sustentabilidad, Asociación Civil, Comitán de Domínguez30039, Mexico
| | - Guillermo Ibarra-Manríquez
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Pablo Antonio Lavín-Murcio
- Instituto de Ciencias Biomédicas, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Ciudad Juárez, Chihuahua32315, Mexico
| | - Rafael Lira-Saade
- Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalneplantla54090, Mexico
| | - Karime López-Díaz
- Centro de Investigación en Ciencias Cognitivas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca62209, Mexico
| | | | - Salvador Mandujano
- Red Biología y Conservación de Vertebrados, Instituto de Ecología, A.C., Xalapa, Veracruz91073, Mexico
| | - Rubén Martínez-Camilo
- Unidad Villa Corzo, Facultad de Ingeniería, Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, Villa de Corzo30520, Mexico
| | | | - Nayely Martínez-Meléndez
- Orquidario y Jardín Botánico "Comitán", Secretaría de Medio Ambiente e Historia Natural, Comitán de Domínguez30106, Mexico
| | | | - Francisco Mora
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Arturo Mora-Olivo
- Instituto de Ecología Aplicada, Universidad Autónoma de Tamaulipas, Ciudad Victoria, Tamaulipas87019, Mexico
| | - Carlos Muench
- Coordinación Universitaria para la Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Juan L. Peña-Mondragón
- Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología -Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
| | - Ruth Percino-Daniel
- Departamento de Ecología Evolutiva, Instituto de Ecología, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Neptalí Ramírez-Marcial
- Departamento de Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad San Cristóbal, San Cristóbal de Las Casas, Chiapas29290, Mexico
| | - Rafael Reyna-Hurtado
- Departamento de Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Campeche, Campeche24500, Mexico
| | - Erick Rubén Rodríguez-Ruíz
- Comisión de Parques y Biodiversidad de Tamaulipas, Gobierno del Estado de Tamaulipas, Ciudad Victoria, Tamaulipas87083, Mexico
| | - Víctor Sánchez-Cordero
- Departamento de Zoología, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Coyoacán, Ciudad de México04510, Mexico
| | - Ireri Suazo-Ortuño
- Instituto de Investigaciones sobre los Recursos Naturales, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia58337, Mexico
| | - Sergio Alejandro Terán-Juárez
- División de Estudios de Posgrado e Investigación, Tecnológico Nacional de México, Campus Ciudad Victoria, Ciudad Victoria, Tamaulipas87010, Mexico
| | - Ingrid Abril Valdivieso-Pérez
- División de Estudios de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Conkal, Tecnológico Nacional de México, Conkal97345, Mexico
| | - Vivian Valencia
- Department of Environment, Agriculture and Geography, Bishop’s University, Sherbrooke, QCJ1M 1Z7, Canada
| | - David Valenzuela-Galván
- Centro de Investigación en Biodiversidad y Conservación, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca62209, Mexico
| | | | - José Raúl Vázquez-Pérez
- Departamento de Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad San Cristóbal, San Cristóbal de Las Casas, Chiapas29290, Mexico
| | - Jorge Humberto Vega-Rivera
- Estación de Biología Chamela, Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, San Patricio48980, Mexico
| | - Crystian Sadiel Venegas-Barrera
- Departamento de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Ciudad Victoria, Ciudad Victoria, Tamaulipas87010, Mexico
| | - Miguel Martínez-Ramos
- Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, Universidad Nacional Autónoma de México, Morelia58190, Mexico
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