Heterogeneity in avian richness-environment relationships along the Pacific Crest Trail
Hétérogénéité des relations richesse aviaire-environnement le long du sentier des Crêtes du Pacifique

Michael C. McGrann, Department of Wildlife, Fish, and Conservation Biology, University of California, Davis; Division of Natural and Applied Sciences, Biology Department, William Jessup University, Rocklin, California
Morgan W Tingley, Woodrow Wilson School, Princeton University; Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Connecticut
James H. Thorne, Department of Environmental Science and Policy, University of California, Davis
Deborah L. Elliott-Fisk, Department of Wildlife, Fish, and Conservation Biology, University of California, Davis
Amy M. McGrann, Department of Wildlife, Fish, and Conservation Biology, University of California, Davis; Division of Natural and Applied Sciences, Biology Department, William Jessup University, Rocklin, California

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00695-090208

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Abstract

Predictions of the responses of montane bird communities to climate change generally presuppose that species and assemblages hold constant relationships to temperature across large study regions. However, comparative studies of avian communities exploring the factors that currently shape species richness patterns rarely analyze relationships across neighboring ecological regions of the same mountain chain. Evaluations of the intrinsic regional differences in species-environment relationships are needed to better inform expectations of how bird communities may be affected by future climate change. In this study, we evaluated the relative importance of three environmental factors (temperature, precipitation, and net primary productivity) in structuring avian richness patterns along a continuous mega-transect. We followed the route of the Pacific Crest Trail (PCT) (32.58° N to 42.00° N, ranging in elevation from 365 to 4020 m) on the California cordillera and completed avian point counts on 3578 systematically established survey plots. We divided this mega-transect into five sections, which corresponded to distinct ecological regions along the mountain chain. Regions differed both for elevation-richness patterns, exhibiting linear and unimodal trends, and for model-supported environmental drivers of patterns, with some richness-environment correlations changing sign across adjacent regions. These results were robust to sampling bias, regional species availability, and spatial autocorrelation. Although seasonal variation in avian movements may have limited influence on our results, we conclude that intrinsic regional environments affect bird species richness differently in each of these sections on the PCT, thus creating region-specific species-environment relationships. Appreciation of regional environmental heterogeneity will only increase in light of forecasted climate change, where regional predictions often diverge greatly from global trends, necessitating a site-specific approach to climate adaptation rather than ‘one size fits all’ strategies.

Résumé

Les prédictions des réactions des communautés d’oiseaux de montagne face aux changements climatiques supposent habituellement que les espèces et les assemblages d’oiseaux maintiennent une relation constante avec la température dans de grandes régions d’étude. Pourtant, les études comparatives de communautés aviaires qui explorent les facteurs à l’origine des profils de richesse aviaire analysent rarement les relations entre les régions écologiques voisines d’une même chaîne de montagnes. L’évaluation des différences régionales intrinsèques des relations espèces-environnement est nécessaire si l’on veut mieux prévoir comment les communautés d’oiseaux pourraient être affectées par les futurs changements climatiques. La présente étude évalue l’importance relative de trois facteurs environnementaux (la température, les précipitations et la productivité primaire nette) à structurer les profils de la richesse aviaire le long d’un mégatransect continu. Nous avons parcouru le sentier des Crêtes du Pacifique (en anglais Pacific Crest Trail, PCT) (du 32,58° N. au 42,00° N.; de 365 à 4 020 m d’altitude) sur la cordillère californienne et avons réalisé des points d’écoute dans 3 578 parcelles d’inventaire réparties systématiquement. Nous avons divisé le mégatransect en cinq sections qui correspondent à des régions écologiques distinctes sur la chaîne de montagnes. Les régions ont différé sur deux plans : d’une part, sur celui des profils altitude-richesse, qui montraient des tendances linéaire et unimodale et, d’autre part, sur celui des facteurs environnementaux qui agissaient sur les profils et que les modèles ont validés. Certaines régions adjacentes ont montré des corrélations richesse-environnement opposées. Ces résultats étaient robustes aux biais d’échantillonnage, la disponibilité aviaire régionale et l’autocorrélation spatiale. Même si les variations saisonnières des déplacements aviaires ont pu avoir un effet limité sur nos résultats, nous concluons que l’environnement régional intrinsèque affecte la richesse en espèces d’oiseaux de façon différente dans chacune des sections du PCT et crée ainsi des relations espèces-environnement régionalement spécifiques. L’estimation de l’hétérogénéité environnementale régionale ne s’améliorera qu’en fonction des prévisions relatives aux changements climatiques, sachant que les prédictions régionales divergent souvent grandement des tendances globales, ce qui explique que l’adaptation climatique requiert une approche spécifique au site plutôt que des stratégies « universelles ».

Key words

birds; California; elevation gradient; mega-transect; net primary productivity; precipitation; species richness; temperature

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568