Minimum area requirements for an at-risk butterfly based on movement and demography.

Determining the minimum area required to sustain populations has a long history in theoretical and conservation biology. Correlative approaches are often used to estimate minimum area requirements (MARs) based on relationships between area and the population size required for persistence or between species’ traits and distribution patterns across landscapes. Mechanistic approaches to estimating MAR facilitate prediction across space and time but are few. We used a mechanistic MAR model to determine the critical minimum patch size (CMP) for the Baltimore checkerspot butterfly (Euphydryas phaeton), a locally abundant species in decline along its southern range, and sister to several federally listed species. Our CMP is based on principles of diffusion, where individuals in smaller patches encounter edges and leave with higher probability than those in larger patches, potentially before reproducing. We estimated a CMP for the Baltimore checkerspot of 0.7–1.5 ha, in accordance with trait-based MAR estimates. The diffusion rate on which we based this CMP was broadly similar when estimated at the landscape scale (comparing flight path vs. capture-mark-recapture data), and the estimated population growth rate was consistent with observed site trends. Our mechanistic approach to estimating MAR is appropriate for species whose movement follows a correlated random walk and may be useful where landscape-scale distributions are difficult to assess, but demographic and movement data are obtainable from a single site or the literature. Just as simple estimates of lambda are often used to assess population viability, the principles of diffusion and CMP could provide a starting place for estimating MAR for conservation. Requisitos Minimos de Area para una Mariposa en Riesgo con Base en su Movimiento y Demografia Resumen La determinacion del area minima requerida para sostener poblaciones tiene una larga historia en la biologia teorica y de la conservacion. Las estrategias de correlacion se usan continuamente para estimar los requisitos minimos de area (RMA) con base en las relaciones entre el area y el tamano de la poblacion requerido para su persistencia o entre las caracteristicas de las especies y los patrones de distribucion a lo largo de los paisajes. Las estrategias mecanicas para estimar los RMA facilitan la prediccion en el espacio y el tiempo pero son pocas. Usamos un modelo mecanico de RMA para determinar el tamano critico de fragmento (TCF) para la mariposa Euphydryas phaeton, una especie abundante localmente en declinacion a lo largo de su extension surena, y especie hermana de varias especies enlistadas a nivel federal. Nuestro TCF esta basado en los principios de difusion, en el que los individuos en pequenos fragmentos encuentran bordes y se dispersan con mayor probabilidad que aquellas en fragmentos mas grandes, potencialmente previo a la reproduccion. Estimamos un TCF de 0.7 – 1.5 ha para esta mariposa, de acuerdo con estimados de RMA con base en caracteristicas. La tasa de difusion sobre la que basamos este TCF fue similar en general cuando se estimo a escala de paisaje (comparar la ruta de vuelo versus datos de captura-marca-recaptura) y la tasa estimada de crecimiento de poblacion fue consistente con las tendencias observadas en el sitio. Nuestra estrategia mecanica para estimar los RMA es adecuada para especies cuyo movimiento sigue un camino aleatorio correlacionado y puede ser util donde las distribuciones paisaje-escala son dificiles de evaluar, pero los datos demograficos y de movimiento se pueden adquirir de un solo sitio o de la literatura. Asi como los estimados simples de lambda se usan frecuentemente para evaluar la viabilidad poblacional, los principios de difusion y el TCF puede proporcionar un punto de origen para estimar los RMA para la conservacion.