Understanding Demographic and Behavioral Mechanisms that Guide Responses of Neotropical Migratory Birds to Urbanization: a Simulation Approach
Compréhension des mécanismes démographiques et comportementaux déterminant la réaction des oiseaux migrateurs néotropicaux à l’égard de l’urbanisation : une approche par simulation

Daniel P Shustack, The Ohio State University
Amanda D Rodewald, The Ohio State University

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00239-030202

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Abstract

Although studies often report that densities of many forest birds are negatively related to urbanization, the mechanisms guiding this pattern are poorly understood. Our objective was to use a population simulation to examine the relative influence of six demographic and behavioral processes on patterns of avian abundance in urbanizing landscapes. We constructed an individual-based population simulation model representing the annual cycle of a Neotropical migratory songbird. Each simulation was performed under two landscape scenarios. The first scenario had similar proportions of high- and low-quality habitat across the urban to rural gradient. Under the first scenario, avian density was negatively related to urbanization only when rural habitats were perceived to be of higher quality than they actually were. The second landscape scenario had declining proportions of high-quality habitat as urbanization increased. Under the second scenario, each mechanism generated a negative relationship between density and urbanization. The strongest effect on density resulted when birds preferentially selected habitats in landscapes from which they fledged or were constrained from dispersing. The next strongest patterns occurred when birds directly evaluated habitat quality and accurately selected the highest-quality available territories. When birds selected habitats based on the presence of conspecifics, the density–urbanization relationship was only one-third the strength of other habitat selection mechanisms and only occurred under certain levels of population survival. Although differences in adult or nest survival in the face of random habitat selection still elicited reduced densities in urban landscapes, the relationships between urbanization and density were weaker than those produced by the conspecific attraction mechanism. Results from our study identify key predictions and areas for future research, including assessing habitat quality in urban and rural areas in order to determine if habitats in urban areas are underutilized.

Résumé

Même si des études font souvent état du fait que les densités de nombreux oiseaux forestiers sont négativement liées à l’urbanisation, les mécanismes qui déterminent cette tendance sont mal connus. L’objectif de la présente étude était de simuler une population pour examiner l’influence relative de six processus démographiques et comportementaux sur les patrons d’abondance aviaire dans des paysages urbanisés. Nous avons construit un modèle de population fondé sur l’individu, qui simule le cycle annuel d’un passereau migrateur néotropical. Chaque simulation a été effectuée selon deux scénarios de paysage. Le premier scénario présentait des habitats de qualité élevée ou faible dans des proportions similaires le long du gradient urbain-rural. Selon ce scénario, la densité aviaire n’était négativement reliée à l’urbanisation que dans les cas où les habitats ruraux étaient perçus comme de plus grande qualité qu’ils ne l’étaient en réalité. Dans le second scénario de paysage, la proportion d’habitats de qualité élevée diminuait avec le degré d’urbanisation. Selon ce scénario, chaque mécanisme engendrait une relation négative entre la densité et l’urbanisation. L’effet le plus fort sur la densité était observé quand les oiseaux sélectionnaient préférablement les habitats dans les paysages où ils étaient nés ou lorsque leur dispersion post-natale était limitée. L’autre patron le plus fort survenait lorsque les oiseaux évaluaient directement la qualité de l’habitat et sélectionnaient correctement les territoires dont la qualité était la plus élevée. Lorsque les oiseaux sélectionnaient les habitats d’après la présence de conspécifiques, la force de la relation densité-urbanisation était seulement du tiers de celle des autres mécanismes de sélection d’habitats; de plus, cette relation survenait seulement sous certains taux de survie des populations. Même si les différences dans la survie des adultes ou des nids entraînaient quand même des densités réduites dans les paysages urbanisés contrairement à une sélection d’habitat aléatoire, les relations entre l’urbanisation et la densité étaient plus faibles que celles produites par le mécanisme d’attraction des conspécifiques. Les résultats de notre étude permettent de faire des prédictions et identifient des voies importantes pour de futures études, y compris l’évaluation de la qualité de l’habitat dans les milieux urbains et ruraux afin de déterminer si les habitats en milieu urbain sont sous-utilisés.

Key words

conspecific attraction; dispersal; habitat selection; ideal free distribution; neotropical migrant; population simulation; underutilized resource; urbanization; urban gradient

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568