Beyond average temperature: distribution of wintering birds at multiple scales
Title (trans.)
Más allá de la temperatura promedio: distribución de aves invernantes a múltiples escalasAuthor
Villén Pérez, SaraEntity
UAM. Departamento de Ecología; CSIC. Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN)Date
2013-12-03Subjects
Aves - Factores climáticos - Tesis doctorales; Medio AmbienteNote
Tesis doctoral inédita. Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Ecología. Fecha de lectura: 03-12-2013Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
To disentangle the subtleties of the relationship between the thermal environment
and the distribution of wintering birds, at multiple spatial scales. Specifically, to analyze
the relative influence of temperature on species distributions, its interaction with various
thermal and non-thermal factors, and the context-dependence of these relationships (i.e.,
species, season and geographical location).
Location Iberian Peninsula and Guadarrama Mountain range (central Spain).
Methods I use observational and experimental field approaches to control for habitat
structure, topography, food abundance and predation risk, from forest patches to
landscape, regional and peninsular scales. Fieldwork is carried out with woodland
passerines inhabiting mountain oakwoods of Quercus pyrenaica, and subtle variations
in temperature and wind are precisely measured with data loggers.
Main results and conclusions Wintering birds respond to natural variations in
temperature at multiple scales, selecting the warmest forest patches to forage and the
warmest mountain areas and peninsular regions to overwinter. However, temperature
per se accounts for a relatively small proportion of the variation in species distribution
patterns. Indeed, a sudden extreme drop in temperature is not enough to alter species
abundances, or to promote their redistribution to minimize wind chill. Other nonthermal
environmental factors like vegetation structure, predation risk and availability
of predictable food resources, seem to be more deterministic in driving winter species
distribution than direct measurements of temperature. On the other hand, the influence
of the thermal environment goes far beyond average temperature: minimum night
temperature, incident sun radiation and altitude related with snow cover are key drivers
of species distributions. The relative relevance of all these factors depends on the
ecological scenario, varying across species, seasons and geographical locations. I
conclude that if we disregard other environmental effects, we will overestimate the
influence of temperature on species abundance and underestimate the plasticity of these
to respond to temperature changes.
Applications and prospects Fine-grained approaches, based on direct
measures of the study organisms and carried out through precise local measurements of
environmental variables, are needed to understand the functional mechanisms driving
species distribution patterns at wider scales. At all scales, we need to control for other
environmental factors when predicting the responses of birds to temperature, under
either current or future scenarios of global warming. Otherwise, we are at risk of
generating strongly biased predictions that will inflate the magnitude of climate change
effects. Desentrañar los pormenores de la relación entre el ambiente térmico y la
distribución de aves invernantes a múltiples escalas espaciales. En concreto, analizar
la influencia relativa de la temperatura en la distribución de especies, su interacción
con varios factores térmicos y no térmicos, y cómo tales relaciones dependen del
contexto ecológico (i.e., especies involucradas, estación del año y localización
geográfica).
Localización Península Ibérica y Sierra de Guadarrama (centro de España).
Métodos He utilizado tanto aproximaciones observacionales como experimentales
de campo para controlar el efecto de la estructura del hábitat, la topografía, la
abundancia de alimento y el riesgo de depredación, en escalas que varían desde el
parche hasta el paisaje forestal, la región de Guadarrama y la Península Ibérica. El
trabajo de campo se ha llevado a cabo con paseriformes forestales de robledales
montanos de Quercus pyrenaica, y las variaciones de temperatura y viento se han
medido de forma precisa y local con registradores de datos.
Resultados y conclusiones principales Las aves invernantes responden a
variaciones naturales en la temperatura a múltiples escalas, seleccionando los parches
forestales más cálidos para forrajear y las áreas de la sierra y de la península más
cálidas para pasar el invierno. Sin embargo, la temperatura “per se” explica una
proporción relativamente pequeña de la variación en los patrones de distribución de
especies. De hecho, una caída extrema y repentina de la temperatura no es suficiente
para alterar la abundancia de las especies, ni para promover su redistribución hacia
las áreas con una sensación térmica más alta. Otros factores ambientales como la
estructura de la vegetación, el riesgo de depredación y la disponibilidad de fuentes
predecibles de alimento, son más deterministas en la distribución invernal de especies
que las medidas directas de temperatura. Por otro lado, la influencia del ambiente
térmico va más allá de la temperatura promedio: la temperatura mínima nocturna, la
radiación solar incidente y la altitud relacionada con la cobertura de nieve son
determinantes clave en la distribución de las especies. La importancia relativa de todos
estos factores depende del escenario ecológico, variando a través de las especies, las
estaciones del año y de las localizaciones geográficas. Mi conclusión es que si no
consideramos otros efectos ambientales, estaremos sobreestimando la influencia de la
temperatura en la abundancia de especies y subestimando la plasticidad de estas para
responder a cambios de temperatura.
Aplicaciones y perspectivas Las aproximaciones de detalle, basadas en
medidas directas de los organismos de estudio y en medidas locales precisas de las
variables ambientales, son necesarias para entender los mecanismos funcionales que
dirigen los patrones de distribución de especies a escalas mayores. A cualquier escala,
necesitamos controlar la influencia de otros factores ambientales sobre la respuesta de
las aves a la temperatura, bajo escenarios tanto actuales como de cambio global
futuros. En caso contrario, corremos el riesgo de generar predicciones fuertemente
sesgadas que inflen la magnitud de los efectos del cambio climático.
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