Extreme landscapes decrease taxonomic and functional bird diversity but promote the presence of rare species

• Autorzy: Godet L. , Devictor V. , Burel F. , Robin J.-G. , Menanteau L. , Fournier J.

Warianty tytułu

PL

Krajobrazy o bardzo uproszczonej strukturze charakteryzują się niską różnorodnością taksonomiczną i funkcjonalną ptaków, ale przyciągają gatunki rzadkie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Human activities may generate geometrical landscape (i.e. composed of rectilinear and repetitive landscape units) structures that can significantly influence the spatial distribution of birds. While bird distribution in various landscape types has been extensively studied, the role played by landscape configuration and composition in different facets of bird diversity remains unclear. Here, these two main components of landscape characteristics (i.e. configuration and composition) are disentangled and their relative influence on three different facets of bird assemblages: taxonomie and functional characteristics, and the presence of rare species, is tested. We chose four large coastal salinas of Western France as a relevant model of geometrical and human-dominated landscapes where each landscape unit can be easily identified and mapped. The landscape characteristics of these sites were mapped and quantified. Then, terrestrial breeding birds were sampled in 172 point-counts using a standardized protocol. 69 diurnal terrestrial bird species were detected and considered in analyses (waterbirds and owls excluded). Landscape composition was found to have a higher influence on bird communities than landscape configuration, which fits with the "landscape composition hypothesis". More specifically, the most "extreme" landscapes — those with low terrestrial surface areas, low landscape richness and diversity, low cohesion, and very patchy landscapes with complex geometrical shapes — host the lowest bird taxonomie abundance, richness and diversity and functional richness, but are characterized by the presence of rare species (mainly wetland specialist species, e.g. Reed Bunting Emberiza schoeniclus and species with restricted ranges e.g. Bluethroat Luscinia svecica namnetum). Our results suggest that conservation plans in such geometrical and human-dominated habitats should not only focus on one aspect of landscape characteristics or one aspect of biological diversity but also consider the adverse effects of landscape characteristics on these different facets.

PL

Działalność człowieka może prowadzić do upraszczania krajobrazu i nadawania mu struktury geometrycznej, tj. zbudowanej z prostoliniowych i powtarzalnych jednostek (np. pola uprawne). Podczas gdy rozmieszczenie ptaków w różnych krajobrazach jest często badane, znacznie mniej uwagi poświęca się znaczeniu samej konfiguracji krajobrazu i jego struktury. Jako strukturę należy rozumieć relatywną reprezentację różnych środowisk w danym krajobrazie, zaś konfiguracja to ich przestrzenne ułożenie oraz geometria poszczególnych płatów. W pracy badano wpływ tych dwóch komponentów krajobrazu — tj. struktury i konfiguracji na trzy różne aspekty zgrupowań ptaków: ich charakterystykę taksonomiczną i funkcjonalną, oraz obecność rzadkich gatunków. Badania prowadzono na terenie czterech salin — obszarów, na których pozyskuje się sól poprzez odparowanie wody z solanki pochodzącej z morza (Fig. 1). Wybór takiego typu krajobrazu wynikał z faktu, że na tych zmienionych przez człowieka terenach każda jednostka krajobrazu jest łatwa do zdefiniowania i opisania, a także dlatego, że struktura tego typu krajobrazu nie ulegała zmianom przez stulecia, w związku z czym badane zależności pomiędzy cechami krajobrazu i bioróżnorodnością nie mogą być tłumaczone przez zmiany które zaszły w ostatnim czasie. Dla każdego z terenów opisywano 12 różnych środowisk (Tab. 1, Apendyks 1). Zgrupowania ptaków zostały scharakteryzowane na podstawie liczeń punktowych (łącznie 172 punkty). W analizach uwzględniono wyłącznie gatunki dzienne związane ze środowiskami lądowymi. Dla każdego z punktów, w których liczone były ptaki, obliczono następujące wskaźniki — dla struktury krajobrazu: całkowitą powierzchnię obszarów lądowych (TA), bogactwo środowisk (liczba różnych środowisk, LR), różnorodność środowisk (na podstawie wskaźnika Shannona, LD); dla konfiguracji krajobrazu — liczbę płatów środowisk lądowych (PU), kształt płatów (PS) oraz zwartość płatów (CO) (Tab. 2). Zgrupowania ptaków opisano za pomocą: liczebności, bogactwa gatunkowego i różnorodności gatunkowej oraz udziału gatunków rzadkich i pospolitych. Dodatkowo określono różnorodność funkcjonalną na podstawie trzech wskaźników: bogactwa (FRic), równomierności (FEve) i dywergencji (FDiv). Do analizy różnorodności funkcjonalnej wzięto pod uwagę 21 cech historii życia stwierdzonych gatunków ptaków (Apendyks 2). We wszystkich liczeniach punktowych stwierdzono łącznie 69 gatunków ptaków (Apendyks 3). Struktura krajobrazu miała znacznie silniejszy wpływ na zgrupowania ptaków niż jego konfiguracja (Fig. 2). Nie stwierdzono natomiast wpływu powierzchni badań (Fig. 2). Krajobrazy najbardziej nieprzyjazne — z małą powierzchnią terenów lądowych, niskim bogactwem i różnorodnością środowisk oraz niską zwartością płatów, oraz środowiska bardzo pofragmentowane ze złożonym układem płatów, charakteryzowały się najniższym bogactwem gatunkowym, różnorodnością taksonomiczną i funkcjonalną. W środowiskach tych występowały jednak gatunki rzadkie — przystosowane do życia w środowiskach podmokłych (jak potrzos) czy takie, mające ograniczone zasięgi (jak podróżniczek).

Słowa kluczowe

EN

extreme landscape; taxonomy; bird; rare species; functional diversity; songbird; passerine bird; taxonomic diversity; landscape configuration; landscape composition

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2016
• Tom: 51
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.23-38,fig.,ref.

Twórcy

autor

Godet L.

• Universite de Nantes, CNRS, UMR 6554 LETG-Nantes Geolittomer, B.P.81227, 44312 Nantes Cedex 03, France

autor

Devictor V.

• CNRS, UMR 5554 Institut des Sciences de l'Evolution, Universite de Montpellier 2, 34095 Montpellier Cedex 05, France

autor

Burel F.

• CNRS, UMR 6553 ECOBIO, Universite de Rennes 1, 35042 Rennes Cedex, France

autor

Robin J.-G.

• Ecomusee du Marais vendeen, Le Daviaud, 85550 La Barre de Monts, France

autor

Menanteau L.

• Universite de Nantes, CNRS, UMR 6554 LETG-Nantes Geolittomer, B.P.81227, 44312 Nantes Cedex 03, France

autor

Fournier J.

• 5CNRS, UMR 7208 BOREA, Station Marine de Concarneau, Museum National d'Histoire Naturelle, Place de la Croix, B.P.225, 29182 Concarneau Cedex, France

Bibliografia

• Alcorn M., Alcorn R. 2000. Seasonal migration of banded Stilt Cladorhynchus leucocephalus to the Natimuk Douglas saltpans in the Western Victoria, Australia. The Stilt 36: 7-10.
• Arrhenius O. 1921. Species and area. J. Ecol. 9: 95-99.
• Barnagaud J. Y., Devictor V., Jiguet F., Archaux F. 2011. When species become generalist: on-going large-scale changes in bird habitat specialization. Global Ecol. Biogeogr. 20: 630-640.
• Bascompte J., Solé R. V. 1996. Habitat fragmentation and extinction thresholds in spatially explicit models. J. Anim. Ecol. 65: 465-473.
• Bennett A. F., Radford J. Q., Haslem A. 2006. Properties of land mosaics: Implications for nature conservation in agricultural environments. Biol. Conserv. 133: 250-264.
• Betts M. G., Forbes G. J., Diamond A. W. 2007. Thresholds in songbird occurrence in relation to landscape structure. Conserv. Biol. 21: 1046-1058.
• Betts M. G., Forbes G. J., Diamond A. W., Taylor P. D. 2006. Independent effects of habitat amount and fragmentation on songbirds in a forest mosaic: an organism-based approach. Ecol. Appl. 16: 1076-1089.
• Bibby C. J., Burgess N. D., Hill D. A., Mustoe S., Lambton S. 2000. Bird census techniques. Academic Press, Cambridge.
• Burel F., Baudry J. 1999. Ecologie du paysage. Concepts, méthodes et applications. Tec et Doc, Paris.
• Chevan A., Sutherland M. 1991. Hierarchical partitioning. Am. Stat. 45: 90-96.
• Clavel J., Julliard R., Devictor V. 2010. Worldwide decline of specialist species: toward a global functional homogenization ? Front. Ecol. Environ. 9: 222-228.
• Clavero M., Villero D., Brotons L. 2011. Climate change of land use dynamics: do we know what climate change indicators indicate? PLoS One 6: el8581.
• Clergeau P., Burel F. 1997. The role of spatio-temporal patch connectivity at the landscape level: an example in a bird distribution. Landscape Urban Plan. 38: 37-43.
• Cornwell W. K., Schwilk D. W., Ackerly D. D. 2006. A trait-based test for habitat filtering: convex hull volume. Ecology 87: 1465-1471.
• Cramp S. 1977-1994. Birds of the Western Palearctic. Oxford University Press, Oxford.
• Cushman S. A., McGarigal K. 2002. Hierarchical, multi-scale decomposition of species, environment relationships. Landscape Ecol. 17: 637-646.
• Devictor V., Julliard R., Clavel J., Jiguet F., Lee A., Couvet D. 2008a. Functional biotic homogenization of bird communities in disturbed landscapes. Global Ecol. Biogeogr. 17: 252-261.
• Devictor V., Julliard R., Couvet D., Jiguet F. 2008b. Birds are tracking climate warming, but not fast enough. Proc. R. Soc. B. 275: 2743-2748.
• Devictor V., Mouillot D., Meynard C., Jiguet F., Thuiller W., Mouquet N. 2010. Spatial mismatch and congruence between taxonomie, phylogenetic and functional diversity: the need for integrative conservation strategies in a changing world. Ecol. Lett. 13: 1030-1040.
• Devictor V., Robert A. 2009. Measuring community responses to large-scale disturbance in conservation biogeography. Diversity Distrib. 15: 122-130.
• Devictor V., van Swaay C., Brereton T., Brotons L., et al. 2012. Differences in the climatic debts of birds and butterflies at a continental scale. Nat. Clim. Chang. 2: 121- 124.
• Dias M. P. 2009. Use of salt ponds by wintering shorebirds throughout the tidal cycle. Waterbirds 32: 531-537.
• Diaz S., Cabido M. 2001. Vive la difference: plant functional diversity matters to ecosystem processes. Trends Ecol. Evol. 16: 646-655.
• Dmowski K., Kozakiewicz M. 1990. Influence of a shrub corridor on movements of passerine birds to a lake littoral zone. Landscape Ecol. 4: 99-108.
• Dominik C., Ménanteau L., Chadenas C., Godet L. 2012. The influence of salina landscape structures on terrestrial bird distribution in the Guérande basin (Northwestern France). Bird Study 59: 483-495.
• Dulvy N. K., Rogers S. I., Jennings S., Stelzenmüller V., Dye S. R., Skjoldal H. R. 2008. Climate change and deepening of the North Sea fish assemblage: a biotic indicator of warming seas. J. Appl. Ecol. 45: 1029-1039.
• Fahrig L. 1997. Relative effects of habitat loss and fragmentation on population extinction. J. Wildl. Manage. 61: 603-610.
• Fahrig L. 2003. Effects of habitat fragmentation on biodiversity. Annu. Rev. Ecol. Evol. Sys. 34: 487-515.
• Fahrig L., Baudry J., Brotons L., Burel F., Crist T. O., Fuller R. J., Sirami C., Siriwardena G. M., Martin J. L. 2011. Functional landscape heterogeneity and animal biodiversity in agricultural landscapes. Ecol. Lett. 14: 101-112.
• Filippi-Codaccioni O., Devictor V., Bas Y., Clobert J., Julliard R. 2010a. Specialist response to proportion of arable land and pesticide input in agricultural landscapes. Biol. Conserv. 143: 883-890.
• Filippi-Codaccioni O., Devictor V., Bas Y., Julliard R. 2010b. Toward more concern for specialisation and less for species diversity in conserving farmland biodiversity. Biol. Conserv. 143: 1493-1500.
• Flick T., Feagan S., Fahrig L. 2012. Effects of landscape structure on butterfly species richness and abundance in agricultural landscapes in eastern Ontario, Canada. Agriculture Ecosyst. Environ. 156: 123-133.
• Forman R. T. T., Galli A. E., Leck C. F. 1976. Forest size and avian biodiversity in New Jersey Woodlots with some land use implications. Oecologia 8: 34-50.
• Gaston K. J., Spicer J. I. 2001. The relationship between range size and niche breadth: a test using five species of Gammarus (Amphipoda). Global Ecol. Biogeogr. 10: 179-188.
• Godet L., Gaüzere P., Jiguet F., Devictor V. 2015a. Dissociating several forms of commonness in birds sheds new light on biotic homogenization. Global Ecol. Biogeogr. 24: 416-426.
• Godet L., Jaffré M., Devictor V. 2011. Waders in winter: long- term changes of migratory birds assemblages facing climate change. Biol. Lett. 7: 714-717.
• Godet L., Marquet M., Eybert M-C., Grégoire E., Monnet S., Fournier J. 2015b. Bluethroats Luscinia svecica namnetum offset landscape constraints by expanding their home range. J. Ornithol. 156: 591-600.
• Green J. M. H., Sripanomyon S., Giam X., Wilcove D. S. 2015. The ecology and economics of shorebird conservation in a tropical human-modified landscape. J. Appl. Ecol. 52: 1483-1491.
• Hill M. O., Smith A. J. E. 1976. Principal component analysis of taxonomie data with multi-state discrete characters. Taxonomy 25: 249-255.
• Hinsley S. A., Bellamy P. E. 2000. The influence of hedge structure, management and landscape context on the value of hedgerows to birds: a review. J. Environ. Manage. 60: 33-49.
• Hobson K. A., Bayne E. 2000. Breeding bird communities in boreal forest of Western Canada: consequences of "unmixing" the mixed woods. Condor 102: 759-769.
• Hocquet J. C., Sarrazin J. L. 2006. Le Sel de la Baie: histoire, archéologie, ethnologie des sels atlantiques. Presses universitares de Rennes.
• Jiguet F., Devictor V., Julliard R., Couvet D. 2012. French citizens monitoring ordinary birds provide tools for conservation and ecological sciences. Acta Oecol. 44: 58-66.
• Johnson W. C., Adkisson C. S. 1985. Dispersal of beechnuts by blue jays in fragmented landscapes. Am. Midl. Nat. 113: 319-324.
• Julliard R., Clavel J., Devictor V., Jiguet F., Couvet D. 2006. Spatial segregation of specialists and generalists in bird communities. Ecol. Lett. 9: 1237-1244.
• Kassen R. 2002. The experimental evolution of specialists, generalists, and the maintenance of diversity. J. Evol. Biol. 15: 173-190.
• Kerbiriou C., Le Viol I., Jiguet F., Devictor V. 2009. More species, fewer specialists: 100 years of changes in community composition in an island biogeographical study. Diversity Distrib. 15: 641-648.
• Laurance W. F. 1991. Ecological correlates of extinction proneness in Australian tropical rain forest mammals. Conserv. Biol. 5: 79-89.
• Le Viol I., Jiguet F., Brotons L., Herrando S., Lindström A., Pearce-Higgins J. W., Reif J., Van Turnhout C., Devictor V. 2012. More and more generalists: Two decades of changes in the European avifauna. Biol. Letters 8: 780-782.
• Lemonnier P. 1975. Production de sel et histoire économique. Introduction à l'étude ethnologique d'un village des marais salants de Guérande. PhD thesis, Descartes University of Paris.
• Lemonnier P. 1984. Paludiers de Guérande. Production du sel et histoire économique. Mémoire de l'Institut d'Ethnologie. Institut d'Ethnologie, Museum National d'Histoire Naturelle.
• Mac Nally R. 2000. Regression and model building in conservation biology, biogeography and ecology: the distinction between and reconciliation of 'predictive' and 'explanatory' models. Biodiv. Cons. 9: 655-671.
• Marvier M., Kareiva P., Neubert M. G. 2004. Habitat destruction, fragmentation, and disturbance promote invasion by habitat generalists in a multispecies metapopulation. Risk Anal. 24: 869-878.
• Masero J. A., Pérez-Hurtado A., Castro M., Arroyo G. M. 2000. Complementary use of intertidal mudflats and adjacent salinas by foraging waders. Ardea 88: 177-191.
• McGarigal K., Cushman S. A., Neel M. C., Ene E. 2002. FRAGSTATS: Spatial Pattern Analysis Program for Categorical Maps. Computer software program produced by the authors at the University of Massachusetts, Amherst.
• Mouillot D., Bellwood D. R., Baraloto C., Chave J., et al. 2013. Rare species support vulnerable functions in high-diversity ecosystems. PLoS Biol. 11: el001569.
• Poisbeau-Hémery J. 1980. Saliculture en presqu'ile guérandaise; salines et techniques de récoltes. Bull. SNOF Supplément Hors-Série: 47-71.
• Rabinowitz D. 1981. Seven forms of rarity. In: Synge H. (ed.). The biological aspects of rare plant conservation. Wiley, New York, pp. 205-217.
• Reif J., Marhoul P., Koptik J. 2013. Bird communities in habitats along a successional gradient: Divergent patterns of species richness, specialization and threat. Basic Appl. Ecol. 14: 423-431.
• Ritchie L. E., Betts M. G., Forbes G., Vernes K. 2009. Effects of landscape composition and configuration on northern flying squirrels in a forest mosaic. For. Ecol. Manage. 257: 1920-1929.
• Round P. D. 2006. Shorebirds in the Inner Gulf of Thailand. The Stilt 50: 96-102.
• Saunders D. A., Hobbs R. J. 1991. Nature conservation: the role of corridors. Surrey and Sons, Australia.
• Shannon C. 1948. A mathematical theory of communication. Bell. Syst. Tech. J. 27: 379-423.
• Sripanomyom S., Round P. D., Savini T., Trisurat Y., Gale G. A. 2011. Traditional salt-pans hold major concentrations of overwintering shorebirds in Southeast Asia. Biol. Conserv. 144: 526-537.
• Terborgh J. 1974. Preservation of natural diversity. The problem of extinction prone species. Bioscience 24: 715-722.
• Thompson I. B. 1999. The role of artisan technology and indigenous knowledge transfer in the survival of a classic cultural landscape: the salt-marsh of Guérande, Loire- Atlantique, France. J. Hist. Geogr. 25: 216-234.
• Turner M. G. 1989. Landscape ecology: the effect of pattern on process. Annu. Rev. Ecol. Syst. 20: 171-197.
• Velasquez C. R. 1992. Managing artificial saltpans as a water- bird habitat: species' responses to water level manipulation. Colon. Waterbirds 15: 43-55.
• Villard M. A., Trzciński M. K., Merriam G. 1999. Fragmentation effects on forest birds: relative influence of woodland cover and configuration on landscape occupancy. Conserv. Biol. 13: 774-783.
• Villéger S., Mason N. W. H., Mouillot D. 2008. New multidimensional functional diversity indices for a multifaceted framework in functional ecology. Ecology 89: 2290-2301.
• Walsh C. J., Papas P. J., Crowther D., Sim P. T., Yoo J. 2004. Stormwater drainage pipes as a threat to a stream-dwelling amphipod of conservation significance, Austrogammarus australis, in southeastern Australia. Biodiv. Conserv. 13: 781-793.
• Warnock N., Page G. W., Ruhlen M., Nur N., Takekawa J. Y., Hanson J. T. 2002. Management and conservation of San Francisco Bay salt ponds: effects of pond salinity, area tide, and season on Pacific Flyway waterbirds. Waterbirds 25: 79-92.
• Webb C. T., Hoeting J. A., Ames G. M., Pyne M. I., Leroy Poff N. 2010. A structured and dynamic framework to advance traits-based theory and prediction in ecology. Ecol. Lett. 13: 267-283.
• Wiegand T., Revilla E., Moloney K. A. 2005. Effects of habitat loss and fragmentation on population dynamics. Conserv. Biol. 19: 108-121.
• Wu J. 2004. Effects of changing scale on landscape pattern analysis: scaling relations. Landscape Ecol. 19: 125-138.

Identyfikatory

DOI

10.3161/00016454AO2016.51.1.003