Potential Sensitivity of Québec's Breeding Birds to Climate Change
Sensibilité potentielle des oiseaux nicheurs du Québec aux changements climatiques

Jean-Luc DesGranges, Environment Canada
François Morneau, Biological consultant

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00410-050205

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Abstract

We examined the relationship between climatic factors and the distribution of breeding birds in southern Québec, Canada to identify the species whose distribution renders them potentially sensitive to climate change in the study area. We determined the degree of association between the distribution of 65 breeding bird species (601 presence-absence squares of the Atlas of the Breeding Birds of Québec) and climate variables (212 climatological stations in operation for at least 20 years over the period 1953–1984) by statistically correcting for the effects of several factors that are correlated with bird distribution. Factors considered were the nature and scale of land cover patterns that included vegetation types and landscape characterization, geographical coordinates, and elevation. Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to investigate the effect of climatic variables on breeding bird distribution. Independent variables accounted for a total of 29.1% of the variation in the species matrix. A very large portion of the variance explained by climate variables was shared with spatial variables, reflecting the relationships among latitude, longitude, elevation, and climate. After correcting for the effect of land cover variables, climatic variables still explained 11.4% of the variation in the species matrix, with temperature, i.e., warmer summers and milder winters, having a greater influence than precipitation, i.e., wetter summers. Of the 65 species, 14 appeared to be particularly climate-sensitive. Eight are insectivorous neotropical migrants and six species are at the northern limit of their range in the study area. The opposite is largely true for the eight others; they are practically absent from the southern part of the study area, except for the Dark-eyed Junco (Junco hyemalis), which is widespread there. The White-breasted Nuthatch (Sitta carolinensis) is the only resident species that seemed responsive to climatic variables, i.e., milder winters. Climate warming is thus likely to induce northward shifts for several neotropical migrant species. Many species that currently breed in the northern portion of eastern United States are likely to move northward into Canada. It is thus crucial that sufficient habitats be preserved in Canada to accommodate these future “climate refugees.” Forests in the study area are under management for lumber and therefore, their conservation should receive particular attention.

Résumé

La présente étude vise à examiner les liens entre les conditions climatiques et la distribution des oiseaux nicheurs du Québec (Canada) et à dégager les espèces qui paraissent les plus sensibles au climat, de manière à identifier des indicateurs potentiels des incidences du changement climatique sur les écosystèmes. L'approche méthodologique a consisté à déterminer le degré d'association entre la répartition de 65 espèces d'oiseaux nicheurs (601 parcelles de présence-absence de l'Atlas des oiseaux nicheurs du Québec) et des variables climatiques (212 stations climatologiques en opération au moins 20 ans sur la période 1953-1984) en supprimant statistiquement l'effet du maximum de facteurs qui peuvent l'obscurcir. Les facteurs qui ont été considérés sont la nature de l'affectation du sol et son importance, la description du paysage, les coordonnées géographiques et l'altitude. L'analyse canonique des correspondances (CCA) a été utilisée pour estimer l'effet des variables climatiques sur la répartition des espèces d'oiseaux nicheurs. L'ensemble des variables indépendantes expliquait 29,1 % de la variation de la matrice des espèces. Une très grande partie de la variation expliquée par les variables climatiques était partagée avec les variables spatiales traduisant de ce fait l'association entre latitude, longitude, altitude et climat. En supprimant l'effet des variables d'affectation du sol, les variables climatiques expliquaient encore une importante partie de la variation de la matrice des espèces (11,4 %). Une fois supprimé l'effet de l'affectation du sol, les variables décrivant la température (étés plus chauds et hivers moins froids) étaient prédominantes sur celles décrivant les précipitations (étés pluvieux). Lorsqu'on corrigeait pour l’effet des variables d’affectation du sol, la température avait plus d'effet sur la distribution des espèces étudiées que les précipitations. Quatorze (14 des 65) espèces paraissaient plus sensibles que d'autres au climat. La plupart (8) sont des migrateurs néo-tropicaux insectivores. Six de ces espèces atteignent la limite nord de leur aire de reproduction dans la zone d'étude. L'inverse est presque observé pour les huit autres espèces; elles sont pratiquement absentes au sud de la zone d'étude, sauf le Junco ardoisé (Junco hyemalis) qui y est répandu. Seule la répartition de la Sittelle à poitrine blanche (Sitta carolinensis) semblait réagir davantage aux variables climatiques parmi les espèces résidentes (hivers moins froids). Plusieurs espèces qui nichent actuellement dans la portion nord-est des États-Unis pourraient émigrer vers le nord. Il est donc essentiel que suffisamment d’habitats propices soient protégés au Canada pour héberger ces futurs « réfugiés climatiques ». Comme la forêt mixte est le siège d’une intense exploitation forestière, cela milite en faveur d’une attention accrue vis-à-vis du potentiel de conservation des forêts mixtes exploitées.

Key words

bioindicators; breeding bird distribution; climate change; habitat use; sensitivity to climate, Québec

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568