From bat species occupancy to effective conservation plans

Abstract

Anthropogenic actions are increasingly disrupting ecosystems worldwide, threatening the functioning of global ecological processes that maintain the health of the biosphere. Understanding the differential impacts of pressures on the distribution patterns of threatened species has presented significant challenges for conservation planning, particularly when detection probabilities vary across species and survey methods. This thesis addresses a fundamental challenge in biodiversity conservation: how to reliably estimate species occurrence and inform conservation planning for cryptic taxa with imperfect detection. Through systematic literature synthesis, best practices were identified in acoustic monitoring and occupancy modelling for animal research. Using bats in Portugal as a model system, this thesis demonstrates how habitat structural complexity, measured through integrated spaceborne LiDAR data and synthetic aperture radar data, influences species occurrence. It establishes the importance of three-dimensional habitat characteristics in species occupancy models under Bayesian approach. The research validates the benefits of combining acoustic monitoring and mist-netting data within integrated occupancy frameworks, showing that multimethod approaches improve detection and occupancy estimates for rare species. These methodological advances are applied to map species distributions using spatial multi-species occupancy models on a comprehensive national dataset. The analysis revealed distinct biogeographic patterns with species richness varying considerably across landscapes; the key environmental predictors of occupancy were forest cover, temperature seasonality, and artificial lighting. A significant finding of the conservation value analysis that incorporated species threat status, was the identification of important priority areas for protection. Whilst spatial patterns of diversity and threatened species hotspots did not always coincide, this research demonstrates how advanced multi-method multi-species occupancy modelling can inform evidence-based conservation planning for cryptic taxa at national scale. The thesis advances both methodological understanding, establishing when and how data integration improves inference, as well as applicable conservation recommendations while generating the first comprehensive, detection-incorporated distribution maps for Portugal's bat community; Da ocupação de espécies de morcegos a planos de conservação efetiva - Resumo: As atividades do ser humano estão a moldar os ecossistemas em todo o mundo, ameaçando o funcionamento dos processos ecológicos que mantêm a saúde da biosfera. Os impactos das atividades humanas sobre a distribuição de espécies ameaçadas apresentam desafios significativos para a conservação. Esta tese aplica abordagens de modelação usando ocorrência para avaliar a distribuição de espécies de morcegos e delinear prioridades de conservação. Através de uma revisão sistemática, foram identificadas boas práticas na monitorização acústica e modelação da ocupação de espécies. Esta tese demonstra como a estrutura da vegetação, medida através de detecção remota com integração de dados LiDAR e radar, influencia a ocorrência de espécies. A tese estabelece a importância das características tridimensionais do habitat nos modelos de ocupação recorrendo à metodologia bayesiana. O trabalho também valida os benefícios de combinar dados de monitorização acústica com redes em modelação integrada de ocupação. Demonstra que a abordagem com recurso a múltiplos métodos melhora estimativas de detecção e ocupação para espécies raras. Esta metodologia é aplicada para mapear a distribuição das espécies usando modelos de ocupação para múltiplas espécies, com dados à escala nacional. A análise revelou padrões biogeográficos bem definidos, com a riqueza específica a variar consideravelmente entre habitats. Com a cobertura florestal, variação da temperatura e luz artificial definidas como principais variáveis que influenciam a ocorrência de morcegos. Além disso, a implementação de uma análise que considera o estatuto de conservação identificou áreas importantes para proteção dos morcegos. Embora as previsões de riqueza e previsões das áreas críticas para espécies ameaçadas nem sempre coincidam, este trabalho demonstra como a modelação da ocupação de múltiplas espécies pode ajudar a informar o planeamento de conservação. Este trabalho fornece uma estrutura metodológica para a monitorização e gestão de espécies ameaçadas, focando na necessidade de reforçar a interface entre a investigação e a gestão para a conservação.