Extinction Dynamics in the American Marten (Martes americana)

We constructed a model of marten population dynamics and used it to investigate extinction processes across a wide range of parameter values. The model was based on rules governing the behavior and physiology of individual martens and focused on energy balance. Spatial dynamics and demographic and environmental stochasticity were incorporated. The outcome was the probability of extinction and quasiextinction (20 females remaining) over 500 years. Three qualitative forms of extinction were delineated. The first was deterministic extinction, associated with those parameter combinations leading to a negative population growth rate. The second was probabilistic extinction in systems with a strong positive growth rate but restricted population size due to habitat constraint. The transition from 100% persistence to 100% quasiextinction, as the input habitat size was decreased, was abrupt. The final form of extinction was in systems with a growth rate of approximately zero. Prey availability maintained an upper limit on these populations, but otherwise fluctuations in population size were essentially random, leading to nontrivial probabilities of extinction in even relatively large populations. A number of issues requiring further empirical research were identified. These included the relationship between habitat quality and marten reproduction, dispersal patterns and dispersal mortality, the effect of habitat edge on marten reproduction and mortality, and the characterization of the severity and frequency of catastrophic mortality as experienced by marten populations. Construimos un modelo de la dinamica poblacional de la marta y lo utilizamos para investigar el proceso de extinciones a lo largo de un amplio rango de valores de los parametros. El modelo se baso en reglas que gobiernan el comportamiento y la fisiologia individual de las martas y se centro en el balance energetico. La dinamica espacial y la estocasticidad demografica y ambiental fueron incorporadas al analisis. Como resultado se obtuvo la probabilidad de extincion y cuasi-extincion (subsistencia de 20 hembras) a lo largo de 500 anos. Se delinearon tres formas cualitativas de extincion. La primera fue la extinction deterministica asociada con aquellas combinaciones de los parametros que condujeron a una tasa de crecimiento poblacional negativa. La segunda fue la extincion probabilistica en sistemas con una tasa de crecimiento fuertemente positiva, pero con un tamano poblacional restringido debido a limitaciones del habitat. La transicion de un 100% de persistencia a un 100% de cuasi-extinction fue abrupta, a medida que el tamano original del habitat fue reducido. Una ultima forma de extincion fue aquella observada en sistemas que poseian una tasa de crecimiento aproximadamente nula. La disponibilidad de presas mantuvo un limite superior sobre estas poblaciones, pero excluyendo este factor, las fluctuaciones en al tamano poblacional fueron esencialmente aleatorias resultando en probabilidades no triviales de extincion, aun en el caso de poblaciones relativamente numerosas. Se identificaron un numero de temas que requieren investigacion empirica adicional. Estos incluyen la relacion entre la calidad del habitat y la reproduction de la marta, los patrones de dispersion y mortalidad durante la dispersion, el efecto de la borde del habitat sobre la reproduccion y la mortalidad de la marta, y la caracterizacion de la severidad y frecuencia de la mortalidad catastrofica experimentada por las poblaciones de martas.