The effect of scale-dependent habitat gradients on the structure of bird assemblages in the Czech Republic

• Autorzy: Reif J , Storch D. , Simova I.

Warianty tytułu

PL

Zwiazek srodowisk i struktury zespolow ptakow w Czechach w roznych skalach przestrzennych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Spatial patterns in bird community structure are closely related to changes in habitat composition at small spatial scales, but the explanatory power of habitat declines towards larger scales, where dispersal limitations and historical factors becoming more important. To disentangle these effects, we performed a large-scale bird census using a small-scale field approach in the Czech Republic. Using canonical correspondence analysis, we found that the strongest scale-independent gradient in bird community composition goes from higher-altitude forest assemblages to lower-altitude farmland and human settlement assemblages. The other gradients were also scale-dependent, probably due to the different distributional patterns of particular habitats at the respective scales. Closer examination of bird occurrence in particular habitats revealed that water bodies host the most distinct bird assemblage compared to the assemblages of other habitats. Interestingly, although the census tracked the most important east-west biogeographical gradient within the Czech bird fauna, we did not find longitude to be a significant predictor of changes in bird community structure along the transect at any resolution. We suggest that the biogeographical gradient is actually related to the habitat-based distinction between the coniferous-forested higher-altitude West and the deciduous-forested lower-altitude agricultural East. Fine-scale bird-habitat associations are thus responsible for the patterns of community structure at all spatial scales.

PL

Czynniki biogeograficzne wpływające na strukturę zespołów ptaków silnie zależą od skali, w jakiej są one rozpatrywane. W mikroskali do najważniejszych należy układ i udział środowisk, w skali makro zmienne środowiskowe wydają się tracić na znaczeniu, gdyż ważniejsze stają się ograniczenia w dyspersji oraz czynniki historyczne. Z drugiej strony taka interpretacja może być związana ze sposobem prowadzenia badań i opisywaniem środowisk. Celem badań było określenie czynników wpływających na zespoły ptaków, przy analizach prowadzonych w różnej skali przestrzennej. Opis zespołów ptaków prowadzono w latach 2004-2005 przy użyciu metody punktowej. Wyznaczono 768 punktów położonych wzdłuż transektu (400 km) przebiegającego przez całe południowe Czechy (Fig. 1). Punkty były oddalone od siebie o 500 m. Aby zminimalizować efekt obserwatora, liczenia — 5 w ciągu sezonu, trwające 5 minut, dokonywane były tylko przez dwie osoby. Ptaki zapisywano w promieniu do 150 m od wyznaczonego punktu. W analizach brano pod uwagę maksymalną liczbę osobników danego gatunku z 5 wizyt, a biorąc pod uwagę zachowanie ptaków przeliczano je na liczbę par lęgowych/punkt. W wyznaczonym promieniu 150 m opisano udział wyróżnionych 14 środowisk (pola, łąki, zakrzaczenia, winnice, miasta, wsie, górskie lasy liściaste, mieszane i iglaste, nizinne lasy liściaste, zręby i polany, tereny podmokłe, wody oraz odsłonięty grunt). Prócz tego każdy punkt został scharakteryzowany przez szerokość i długość geograficzną, wysokość n. p. m., oraz średnią temperaturę i opady. Zmienne te analizowano w dwóch skalach przestrzennych — 0.5 (dane z każdego punktu analizowanego pojedyńczo) i 8 km (uśrednione dane z 16 punktów). Do analiz zastosowano kanoniczną analizę zgodności (CCA), oraz analizę składowych głównych. Aby wyselekcjonować zmienne, które najbardziej wpływają na zespoły ptaków do modelu wprowadzano zmienne w kolejności, w jakiej pojawiały się istotne w analizach CCA — najpierw opady, wysokość nad poziomem morza, udział pól, następnie temperatura, potem pozostałe zmienne środowiskowe, zaś na koniec szerokość geograficzna. Następnie przeprowadzono ponowne analizy włączając zmienne w odwrotnej kolejności, aby uniknąć ewentualnego wzajemnego skorelowania zmiennych. Stwierdzono, że dla analiz w skali 0.5 km wszystkie cztery osie wyjaśniały 24.8% zmienności, zaś w skali 8 km wszystkie osie wyjaśniały 50.4% zmienności struktury zespołów ptaków. (Fig. 2). W analizach tych wyróżniały się zespoły ptaków leśnych, oraz terenów otwartych (pól, łąk), oraz terenów podmokłych i związanych z wodami. Analizy składowych głównych wyraźnie wskazywały, że zespoły ptaków środowisk wodnych i podmokłych najbardziej różniły się od zespołów innych środowisk (Fig. 3). Średnia temperatura oraz szerokość geograficzna nie różnicowały badanych zespołów ptaków dla obu skal przestrzennych (Tab. 1). Wydaje się więc, że czynniki środowiskowe (np. roślinność) znacznie lepiej opisują zmienność struktury zespołów ptaków niż czynniki klimatyczne czy geograficzne.

Słowa kluczowe

EN

multivariate statistics; biogeographic gradient; habitat gradient; Czech Republic; bird community; habitat requirement; spatial structure

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Ornithologica
• Rocznik: 2008
• Tom: 43
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.197-206,fig.,ref.

Twórcy

autor

Reif J

• Charles University in Prague, Vinicna 7, 128 44 Praha 2, Czech Republic

autor

Storch D.

autor

Simova I.

Bibliografia

• Allen A. P., O'Connor R. J. 2000. Hierarchical correlates of bird assemblage structure on northeastern USA lakes. Environ. Monit. Assess. 62: 15-35.
• Berg A. 2002. Composition and diversity of bird communities in Swedish farmland-forest mosaic landscapes. Bird Study 49: 153-165.
• Bibby C.J., Burgess N. D., Hill D. A., Mustoe S. H. 2000. Bird census techniques. 2nd ed. Academic Press, London.
• Böhning-Gaese K., Taper M. L., Brown J. H. 1994. Avian community dynamics are discordant in space and time. Oikos 70: 121-126.
• Brawn J. D., Robinson S. K., Thompson F. R. 2001. The role of disturbance in the ecology and conservation of birds. Annu. Rev. Ecol. Sys. 32: 251-276.
• Chytrý M., Kučera T., Kočí M. (eds). 2001. [Catalogue of habitats in the Czech Republic]. Agency for Nature Conservation, Praha.
• Culek M., Grulich V., Pokorný D. (eds). 1996. [Biogeographic division of the Czech Republic]. Enigma, Praha.
• Devictor V., Jiguet F. 2007. Community richness and stability in agricultural landscapes: the importance of surrounding habitats. Agr. Ecosyst. Environ. 120: 179-184.
• Donald P. F., Fuller R. J., Evans A. D., Gough S. J. 1998. Effects of forest management and grazing on breeding bird communities in plantations of broadleaved and coniferous trees in western England. Biol. Conserv. 85: 183-197.
• Fuller R. J., Trevelyan R. J., Hudson R. W. 1997. Landscape composition models for breeding birds populations in lowland English farmland over a 20 year period. Ecography 20: 295-307.
• Gill F. B. 1995. Ornithology. 2nd ed. W. H. Freeman, New York.
• Gutzwiller K. J., Barrow W C. Jr. 2002. Does bird community structure vary with landscape patchiness? A Chihuahuan Desert perspective. Oikos 98: 284-298.
• Heikkinen R. K., Luoto M., Virkkala R., Rainio K. 2004. Effects of habitat cover, landscape structure and spatial variables on the abundance of birds in an agricultural-forest mosaic. J. Appl. Ecol. 41: 824-835.
• Holt R. D., Keitt T. H. 2000. Alternative causes of range limits: a metapopulation perspective. Ecol. Lett. 3: 41-47.
• James F. C., Warmer N. O. 1982. Relationships between temperate forest bird communities and vegetation structure. Ecology 63: 159-171.
• Janda J., Repa P. 1986. [Quantitave methods in ornithological research]. Státní Zemědělské Nakladatelství, Praha.
• Johnson M., Reich P., MacNally R. 2007. Bird assemblages of a fragmented agricultural landscape and the relative importance of vegetation structure and landscape pattern. Wildlife Res. 34: 185-193.
• Jokimäki J., Huhta E. 1996. Effects of landscape matrix and habitat structure on a bird community in northern Finland: a multi-scale approach. Ornis Fennica 73: 97- 113.
• Kocian L., Némethová D., Melicherová D., Matušková A. 2003. Breeding bird communities in three cemeteries in the City of Bratislava (Slovakia). Folia Zool. 52: 177-188.
• Kujawa K., Tryjanowski P. 2000. Relationships between the abundance of breeding birds in Western Poland and the structure of agricultural landscape. Acta Zool. Acad. Sci. Hung. 46: 103-114.
• Laiolo P. 2002. Effects of habitat structure, floral composition and diversity on a forest bird community in north-western Italy. Folia Zool. 51: 121-128.
• Laiolo P., Dondero F., Ciliento E., Rolando A. 2004. Consequences of pastoral abandonment for the structure and diversity of the alpine avifauna. J. Appl. Ecol. 41: 294-304.
• Lee P.-Y., Rotenberry J. T. 2005. Relationships between bird species and tree species assemblages in forested habitats of eastern North America. J. Biogeogr. 32: 1139-1150.
• Lepš J., Šmilauer P. 2003. Multivariate analysis of ecological data using CANOCO. Cambridge.
• MacFaden S. W., Capen D. E. 2002. Avian habitat relationships at multiple scales in a New England forest. Forest Sci. 48: 243-253.
• Matlock R. B., Edwards P. J. 2006. The influence of habitat variables on bird communities in forest remnants in Costa Rica. Biodivers. Conserv. 15: 2987-3016.
• McGarigal K., McComb W. C. 1995. Relationships between landscape structure and breeding birds in the Oregon Coast Range. Ecol. Monogr. 65: 235-260.
• Miller J. R., Dixon M. D., Turner M. G. 2004. Response of avian communities in large-river floodplains to environmental variation at multiple scales. Ecol. Appl. 14: 1394-1410.
• Pasinelli G., Naef-Daenzer B., Schmid H., Keller V., Holzgang O., Graf R., Zbinden N. 2001. An avifaunal zonation of Switzerland and its relation to environmental conditions. Global Ecol. Biogeogr. 10: 261-274.
• Reif J., Sedláček O., Hořák D., Riegert J., Pešata M., Hrázský Z., Janeček Š. 2007. Habitat preferences of birds in a montane forest mosaic in the Bamenda Highlands, Cameroon. Ostrich 78: 31-36.
• Reif J., Sedláček O., Hořák D., Riegert J., Pešata M., Hrázský Z., Janeček Š., Storch D. 2006. Unusual abundance-range size relationship in an Afromontane bird community: the effect of geographical isolation? J. Biogeogr. 33: 1959-1968.
• Robinson W. D., Brawn J. D., Robinson S. K. 2000. Forest bird community in central Panama: influence of spatial scale and biogeography. Ecol. Monogr. 70: 209-235.
• Rodewald A. D., Yahner R. H. 2001. Influence of landscape composition on avian community structure and associated mechanisms. Ecology 82: 3493-3504.
• Sanders T. A., Edge W. D. 1998. Breeding bird community composition in relation to riparian vegetation structure in the western United States. J. Wildl. Manage. 62: 461-473.
• Šizling A. L., Storch D. 2004. Power-law species-area relationships and self-similar species distributions within finite areas. Ecol. Lett. 7: 60-68.
• Skórka P., Martyka R., Wójcik J. D. 2006. Species richness of breeding birds at a landscape scale: which habitat type is the most important? Acta Ornithol. 41: 49-54.
• Sorace A., Gustin M., Calvario E., Ianniello L., Sarrocco S., Carere C. 2000. Assessing bird communities by point counts: repeated sessions and their duration. Acta Ornithol. 35: 197-202.
• Šťastný K., Bejček V. 1985. Bird communities in spruce forests affected by industrial emissions in the Krušné Hory (Ore Mountains). In: Taylor K., Fuller R. J., Lack P. C. (eds). Bird Census and Atlas Studies. Proc. VIIIth Int. Conf. on Bird Census and Atlas Work. Tring, pp. 243-253.
• Šťastný K., Bejček V., Hudec K. 1996. [Atlas of the breeding bird distribution in the Czech Republic 1985-1989]. Nakladatelství H & H, Jinočany.
• Šťastný K., Bejček V., Hudec K. 2006. [Atlas of the breeding bird distribution in the Czech Republic 2001-2003]. Aventinum, Praha.
• Storch D. 1998. Densities and territory sizes of birds in two different lowland communities in eastern Bohemia. Folia Zool. 47: 181-188.
• Storch D., Gaston K. J., Cepák J. 2002. Pink landscapes: 1/f spectra of spatial environmental variability and bird community composition. Proc. R. Soc. B 269: 1791-1796.
• Storch D., Konvička M., Beneš J., Martinková J., Gaston K. J. 2003. Distribution patterns of butterflies and birds in the Czech Republic: separating effects of habitat and geographical position. J. Biogeogr. 30: 1195-1205.
• Storch D., Kotecký V. 1999. Structure of bird communities in the Czech Republic: the effect of area, census technique and habitat type. Folia Zool. 48: 265-277.
• Taberlet P., Furnagalli L., Wust-Saucy A. G., Cosson J. F. 1998. Comparative phylogeography and postglacial colonization routes in Europe. Mol. Ecol. 7: 453-464.
• Titeux N., Dufrene M., Jacob J.-P., Paquay M., Defourny P. 2004. Multivariate analysis of a fine-scale breeding bird atlas using geographical information system and partial canonical correspondence analysis: environmental and spatial effects. J. Biogeogr. 31: 1841-1856.
• Tomiałojć L. 2000. An East-West gradient in the breeding distribution and species richness of the European woodland avifauna. Acta Ornithol. 35: 3-17.
• Veech J. A., Crist T. O. 2007. Habitat and climate heterogeneity maintain beta-diversity of birds among landscapes within regions. Global Ecol. Biogeogr. 16: 650-656.
• Vesecký A., Petrovic S., Briedon V., Kárský V. (eds). 1958. [Climatic atlas of the Czech Republic]. Academia, Praha.
• Waltert M., Bobo K. S., Sainge N. M., Fermon H., Muhlenberg M. 2005. From forest to farmland: habitat effects on afrotropical forest bird diversity. Ecol. Appl. 15: 1351-1366.
• Welsh D. A., Lougheed S. C. 1996. Relationships of bird community structure and species distributions to two gradients in northern boreal forest. Ecography 19: 194-208.
• Wesołowski T., Rowiński P., Mitrus C., Czeszczewik D. 2006. Breeding bird community of a primeval temperate forest (Białowieża National Park, Poland) at the beginning of the 21st century. Acta Ornithol. 41: 55-70.
• Wiens J. A. 1989. Ecology of bird communities. Cambridge Univ. Press, Cambridge.