The Pacuare Reserve Landscape: land cover change and implications for biodiversity conservation in Costa Rica

Habitat loss due to land use and land cover change (LUCC) has been identified as the main cause of global environmental change, responsible for biodiversity decline and the deterioration of ecological processes. Habitat loss and fragmentation have been driven by processes of LUCC such as deforestation, agricultural expansion and intensification, urbanization, and globalization. The objective of this research was to determine the effects of LUCC on the process of habitat loss and the patterns of fragmentation in the surrounding landscape of the Pacuare Reserve (PR) in the Caribbean lowlands of Costa Rica. The PR is a protected area of 800 ha surrounded by an agricultural landscape with a history of over 150 years of bananas monocultures. Landsat satellite images from 1978 to 2020 were used to conduct a temporal analysis of LUCC around the PR. Patterns of change were explored using landscape metrics from the land classification images. To explore potential connectivity routes, the least cost path analysis was used to connect the PR to other protected areas. Overall, forest cover decreased in the study area at a rate of -4.8% per year during the period of 1992-1997. In the year 2001 it reached its lowest cover and then increased at a mean annual rate of 1.6%. A mean overall accuracy of 92% was obtained for the land classification process. A clear fragmentation process was observed, as shown by a decreased in forest mean patch area and largest patch index and by the increase in patch density. Although forest cover increased in the last decade, fragmentation metrics suggest this recover happened in a spatially scattered manner, due to agricultural land abandonment. Connectivity maps showed the importance of forest fragments and of the already established biological corridors for the movement of species to and from the PR, however it also evidenced the lack of connectivity between the coastal forest fragments and further inside the country located protected areas, as well as the need to promote reforestation projects, particularly between fragments of the corridors identified.La pérdida de hábitat debido al cambio de cobertura del suelo (CCS) ha sido identificada como la principal causa del cambio ambiental global, responsable del declive de la biodiversidad y el deterioro de procesos ecológicos. En las regiones tropicales, la pérdida y fragmentación del hábitat ha sido impulsada por procesos de CCS como la deforestación, la expansión e intensificación agrícola, la urbanización y la globalización. El objetivo de esta investigación fue determinar los efectos del CCS sobre el proceso de pérdida de hábitat y los patrones de fragmentación en el paisaje circundante de la Reserva Pacuare (RP) en las tierras bajas del Caribe de Costa Rica. La RP es un área protegida de 800 ha rodeada de un paisaje agrícola con una historia de más de 150 años de monocultivos de banano. Se utilizaron imágenes de satélite Landsat de 1978 a 2020 para realizar un análisis temporal de CCS alrededor de la RP. Se exploraron patrones de cambio utilizando métricas de paisaje y se trazaron nuevas rutas de conectividad desde la RP a otras áreas protegidas utilizando el análisis de ruta de menor costo. En general, la cobertura forestal disminuyó en el área de estudio a una tasa del -4,8% anual durante el período 1992-1997. En el año 2001 alcanzó su cobertura más baja y luego aumentó a una tasa media anual del 1,6%. Se obtuvo una precisión general media del 92% para el proceso de clasificación de cobertura del suelo. Se observó un claro proceso de fragmentación, como lo demuestra la disminución en el área promedio de parches de la cobertura forestal y en el índice de parches más grande y por el aumento en la densidad de parches. Si bien la cobertura forestal aumentó en la última década, las métricas de fragmentación sugieren que esta recuperación ocurrió de manera espacialmente dispersa, debido al abandono de tierras agrícolas. Los mapas de conectividad mostraron la importancia que tienen corredores biológicos ya establecidos en el movimiento de especies hacia y desde el RP, sin embargo, también se evidencio la falta de conectividad de este remanente forestal con otras áreas protegidas del interior de la matriz y la necesidad de promover proyectos de reforestación, particularmente entre fragmentos de bosque dentro de los corredores identificados