Population dynamics and connectivity of an endangered small mammal in Mediterranean farmland

Abstract

Earth’s ecosystems have been profoundly reshaped by human activities, with farmland landscapes standing as examples of long-term human-driven land use changes. Many species have adapted to these dynamic environments, for example by persisting as metapopulations. However, conservation efforts for rare and elusive species remain hindered by critical knowledge gaps, partly due to methodological limitations in studying small and cryptic local populations. This thesis investigates the drivers of population dynamics and landscape connectivity of the threatened Cabrera vole (Microtus cabrerae) in Mediterranean farmland, integrating ecological, genetic, and methodological developments to inform conservation strategies. Using genetic non-invasive sampling, a systematic survey was conducted across four seasons within a 462-ha area, allowing for an in-depth assessment of demographic parameters, dispersal patterns, and functional connectivity. Landscape composition and structure were found to be main drivers of demographic and contemporary gene flow dynamics. Notably, dirt road verge habitats were found to have a dual ecological function, increasing both survival and connectivity. Extensive pasture grasslands also had a positive effect on connectivity, while agricultural areas negatively affected survival. The seasonal dynamics of abundance and dispersal highlighted the high sensitivity of the species to habitat availability. These findings emphasize the ecological and conservation importance of maintaining extensive agricultural practices and naturalised linear habitats to support Cabrera vole populations. As agricultural intensification continues to threaten Mediterranean farmland biodiversity, this work reinforces the urgent need to sustainably reconcile agricultural activities with species conservation. Finally, it demonstrates the effectiveness of genetic non-invasive sampling for studying small mammals and develops techniques to model dispersal dynamics, contributing to methodological advances that further strengthen conservation efforts in rapidly changing landscapes.- Dinâmica populacional e conectividade de um pequeno mamífero ameaçado em paisagens agrícolas Mediterrânicas; Resumo: As atividades humanas transformaram profundamente os ecossistemas, alterações particularmente notórias em paisagens agrícolas. Muitas espécies conseguiram adaptar-se a estes ambientes dinâmicos, por exemplo persistindo como metapopulações. Contudo, a eficácia de conservação de espécies raras e difíceis de detectar continua limitada por lacunas de conhecimento, em parte devido a limitações metodológicas no estudo de populações pequenas e crípticas. Esta tese visa compreender os factores que influenciam a dinâmica populacional e a conectividade funcional do rato-de-Cabrera (Microtus cabrerae) em paisagens agrícolas mediterrânicas, integrando abordagens ecológicas, genéticas e inovações metodológicas para apoiar as estratégias de conservação. Com base em amostragem genética não-invasiva, monitorizou-se de forma sistemática uma área de 462 ha ao longo de quatro épocas, permitindo uma avaliação detalhada dos parâmetros demográficos, padrões de dispersão e conectividade funcional da paisagem. A composição e a estrutura da paisagem foram factores determinantes da dinâmica demográfica e do recente fluxo genético. Salientase que os habitats das bermas de estradas de terra-batida revelaram uma dupla função ecológica, aumentando tanto a sobrevivência como a conectividade. As áreas de pastagens extensivas também tiveram um efeito positivo na conectividade, enquanto as áreas agrícolas afectaram negativamente a sobrevivência. As dinâmicas sazonais de abundância e dispersão evidenciaram a elevada sensibilidade da espécie à disponibilidade de habitat. Estes resultados acentuam a importância de manter práticas agrícolas extensivas e faixas de habitats naturalizados para a persistência do rato-de-Cabrera. Face às ameaças à biodiversidade causadas pela crescente intensificação agrícola em paisagens agrícolas mediterrânicas, este trabalho reforça a urgência de conciliar de forma sustentável as actividades agrícolas com a conservação das espécies. Por fim, comprova a utilidade da amostragem genética nãoinvasiva no estudo de pequenos mamíferos e produz ferramentas para modelar a dinâmica de dispersão, reforçando assim os esforços de conservação em paisagens em rápida transformação.