バイアスされた相関ランダムウォークと進みのループ：どの動きの仮説が蝶のメタポピュレーションを駆動しますか？

断片化された景観にある動物は、低品質のマトリックスを介して高品質の生息地パッチ間を移動する大きな課題を抱えています。好みのパッチ（高品質の生息地や家庭の範囲など）の外側の動物が使用する動きを説明する2つの現在の機械的仮説は、偏った相関ランダムウォーク（BCRW）と進出ループ（FL）です。監督されたムーブメント（FLDM）を備えたFLのバリアントもあります。これらは蝶で最も広範囲にテストされていますが、メタポピュレーション全体および複数世代にわたるデータと同時にテストされたことはありません。パターン指向のアプローチを使用して、オレゴン州のウィラメットバレーの連邦危険にさらされているフェンダーのブルーバタフライ（Plebejus icarioides fenderi）の12のパッチに続く11年のデータセットで、これらの競合する仮説のサポートを11年間のデータセットで空間的に明示的な個人ベースのシミュレーションモデルと比較します。BCRWおよび中規模のFLおよびFLDMシナリオは、パッチ絶滅と同様に、12パッチのうち9パッチの9以上の年間総メタポピュレーションサイズを予測しました。しかし、重要な違いは、FLシナリオがパッチの植民地化と持続性を不十分に予測し、動きのダイナミクスを適切にキャプチャできないことでした。BCRWと1つのFLDMシナリオは、観察されたパッチのコロニー形成と持続性を合理的な確率で予測しました。ただし、この1つのFLDMシナリオには、予測間隔が大きくなりました。BCRWは、生物学的に最も単純で、したがって最もp類のような動きの仮説であり、9つの異なるすべてのテストで一貫してうまく機能し、蝶の保全のための最高品質のメタポピュレーション予測をもたらしました。

Animals in fragmented landscapes have a major challenge to move between high-quality habitat patches through lower-quality matrix. Two current mechanistic hypotheses that describe the movement used by animals outside of their preferred patches (e.g., high-quality habitat or home range) are the biased, correlated random walk (BCRW) and the foray loop (FL). There is also a variant of FL with directed movement (FLdm). While these have been most extensively tested on butterflies, they have never been tested simultaneously with data across a whole metapopulation and over multiple generations, two key scales for population dynamics. Using the pattern-oriented approach, we compare support for these competing hypotheses with a spatially explicit individual-based simulation model on an 11-year dataset that follows 12 patches of the federally endangered Fender's blue butterfly (Plebejus icarioides fenderi) in Oregon's Willamette Valley. BCRW and medium-scale FL and FLdm scenarios predicted the annual total metapopulation size for ≥ 9 of 12 patches as well as patch extinctions. The key difference, however, was that the FL scenarios predicted patch colonizations and persistence poorly, failing to adequately capture movement dynamics; BCRW and one FLdm scenario predicted the observed patch colonization and persistence with reasonable probabilities. This one FLdm scenario, however, had larger prediction intervals. BCRW, the biologically simplest and thus most parsimonious movement hypothesis, performed consistently well across all nine different tests, resulting in the highest quality metapopulation predictions for butterfly conservation.