Projected responses of North American grassland songbirds to climate change and habitat availability at their northern range limits in Alberta, Canada
Réactions projetées de passereaux de prairie nord-américains aux changements climatiques et à la disponibilité de l'habitat à la limite nord de leur aire en Alberta, Canada

Amy E Nixon, Alberta Biodiversity Monitoring Institute
Ryan J Fisher, Department of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, AB; Fish and Wildlife Branch, Saskatchewan Ministry of Environment, Regina, SK
Diana Stralberg, Department of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, AB; Department of Renewable Resources, University of Alberta, Edmonton, AB
Erin M Bayne, Department of Biological Sciences, University of Alberta, Edmonton, AB
Dan R Farr, Alberta Biodiversity Monitoring Institute

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00866-110202

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Abstract

Across North America, grassland songbirds have undergone steep population declines over recent decades, commonly attributed to agricultural intensification. Understanding the potential interactions between the impacts of climate change on the future distributions of these species and the availability of suitable vegetation for nesting can support improved risk assessments and conservation planning for this group of species. We used North American bioclimatic niche models to examine future changes in suitable breeding climate for 15 grassland songbird species at their current northern range limits along the boreal forest–prairie ecotone in Alberta, Canada. Our climate suitability projections, combined with the current distribution of native and tame pasture and cropland in Alberta, suggest that some climate-mediated range expansion of grassland songbirds in Alberta is possible. For six of the eight species projected to experience expansions of suitable climate area in Alberta, this suitable climate partly overlaps the current distribution of suitable land cover. Additionally, for more than half of the species examined, most of the area of currently suitable climate was projected to remain suitable to the end of the century, highlighting the importance of Alberta for the long-term persistence of these species. Some northern prairie-endemic species exhibited substantial projected northward shifts of both the northern and southern edges of the area of suitable climate. Baird’s Sparrow (Ammodramus bairdii) and Sprague’s Pipit (Anthus spragueii), both at-risk grassland specialists, are predicted to have limited climate stability within their current ranges, and their expansion into new areas of suitable climate may be limited by the availability of suitable land cover. Our results highlight the importance of the preservation and restoration of remaining suitable grassland habitat within areas of projected climate stability and beyond current northern range limits for the long-term persistence of many grassland songbird species in the face of climate change.

Résumé

Partout en Amérique du Nord, les passereaux de prairie ont subi d'importantes baisses de population au cours des dernières décennies, qu'on attribue le plus souvent à l'intensification de l'agriculture. La compréhension des interactions potentielles entre les impacts des changements climatiques sur la future répartition de ces espèces et la disponibilité de végétation favorable à leur nidification peut contribuer à améliorer l'évaluation des risques et la planification des mesures de conservation pour ce groupe d'espèces. Nous avons utilisé des modèles de niches bioclimatiques afin d'examiner les variations futures du climat favorable pour la nidification de 15 passereaux de prairie à la limite nord de leur aire actuelle le long de l'écotone forêt boréale-prairie en Alberta, au Canada. Nos projections du caractère favorable du climat, combinées à la répartition actuelle des pâturages naturels et artificiels et des terres cultivées en Alberta, indiquent qu'une certaine expansion d'aire régie par le climat est possible pour les passereaux de prairie en Alberta. Chez six des huit espèces pour lesquelles nous projetons une expansion de l'étendue de climat favorable en Alberta, ce climat favorable chevauche en partie la répartition actuelle de couverture au sol convenable. De plus, chez plus de la moitié des espèces examinées, nous avons projeté que la majorité de l'étendue de climat favorable actuel resterait favorable jusqu'à la fin du présent siècle, soulignant l'importance de l'Alberta pour la persistance à long terme de ces espèces. Pour certaines espèces de prairie endémiques septentrionales, des déplacements substantiels vers le nord ont été projetés, tant pour la bordure nord que pour la bordure sud de l'étendue de climat favorable. Nous avons prédit que le Bruant de Baird (Ammodramus bairdii) et le Pipit de Sprague (Anthus spragueii), deux spécialistes de prairie en péril, feraient face à une stabilité climatique restreinte dans leurs aires courantes, et leur expansion dans de nouvelles étendues de climat favorable pourrait être limitée par la disponibilité de couverture au sol convenable. Nos résultats mettent en lumière l'importance de préserver et de restaurer les milieux de prairie favorables restants dans les étendues de climat stable projeté et au-delà de la limite nord actuelle des aires de répartition afin d'assurer la persistance à long terme de nombreux passereaux de prairie malgré les changements climatiques.

Key words

grassland; land cover; MaxEnt; northern Great Plains; songbird; species distribution modeling

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568