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Warming threatens habitat suitability and breeding occupancy of rear-edge alpine bird specialists

Citation

de Gabriel Hernando, Miguel et al. (2021), Warming threatens habitat suitability and breeding occupancy of rear-edge alpine bird specialists, Dryad, Dataset, https://doi.org/10.5061/dryad.zcrjdfnbn

Abstract

Alpine ecosystems are particularly vulnerable to climate change. For widely distributed alpine specialists, rear-edge populations are disproportionately important; it is expected that climate change will reduce their occupancy ranges due to the loss of suitable habitats and connectivity among them. Using four alpine bird species inhabiting the southwestern Palearctic as models, we aim to study which and how environmental factors influence habitat suitability, identify mountain areas with suitable habitat, estimate the probabilities of hosting breeding populations for these areas, and predict how habitat suitability and breeding occupancy will change under future climate scenarios. We used a species distribution modeling approach to obtain habitat suitability maps for four biological seasons and assessed the importance and effects of climatic and landscape variables for the studied species. We also assessed the probability of occupancy of potential breeding patches using available systematic distribution data, and projected our habitat suitability and occupancy models to future climate conditions. Our results indicated that the habitat suitability of rear-edge alpine specialists was limited mainly by climatic factors, restricting their suitable areas to the highest mountains where cold climate persist. The actual occupancy of the potential breeding patches was determined by their size, landscape connectivity and habitat quality. For the period 2041-2060 we predicted a substantial reduction of suitable habitats that varied across seasons and species, and a breeding occupancy range loss that varied across mountain ranges and species. Thus, these alpine bird species, currently not considered as threatened, merit a review of their conservation status. Common distribution patterns and potentially similar responses to climatic change suggest that our findings might be applicable for other rear-edge alpine species. Our study identified specific mountain systems where research and conservation efforts should focus for the conservation of alpine biodiversity in the southwestern Palearctic.

Methods

We obtained the largest proportion of occurrence records from collaborative portals (85%), including eBird citizen science initiative (www.ebird.org, Sullivan et al., 2009); the Global Biodiversity Information Facility (www.gbif.net, GBIF Data Portal) and Ornitho websites maintained by Institut Català d’Ornitolgia (www.ornitho.cat), Sociedad de Ciencias Aranzadi (www.ornitho.eus) and Ligue de Protection des Oiseaux (www.ornitho.fr). We tried to avoid large scale spatial bias in survey effort by complementing the initial database with additional records from the areas with fewer information, extracted from published and on-line bird reports (9 %) and also from unpublished private databases (6 %), including data of the authors (see Table below). We kept only those records from 1995 to 2015 including location (coordinates or place names), spatial resolution (minimum precision of 1km), date and type of observation. Finally, we plotted all records on aerial photo imagery and remove those observations that could have been wrongly recorded or represent very rare events, based on the species ecology.

Species Author's data Private database Bird reports* Ornitho EBird GBIF Total
Montifringilla nivalis 34 6 175 997 52 34 1298
Breeding 18 3 57 301 24 11 414
Post-breeding 7 3 36 183 6 5 240
Wintering 6   52 309 14 1 382
Pre-breeding 3   30 204 8 17 262
Prunella collaris 133 243 318 1706 249 10 2659
Breeding 33 84 17 283 69 3 489
Post-breeding 28 47 55 374 45 1 550
Wintering 57 59 178 756 76 4 1130
Pre-breeding 15 53 68 293 59 2 490
Pyrrhocorax graculus 230 5 157 1558 141 251 2342
Breeding 75 3 25 482 52 83 720
Post-breeding 54   35 391 34 57 571
Wintering 59 1 54 293 18 27 452
Pre-breeding 42 1 43 392 37 84 599
Tichodroma muraria 49 1 239 1211 57 53 1610
Breeding 24   41 148 9 15 237
Post-breeding 6 1 47 313 18 18 403
Wintering 13   95 531 14 8 661
Pre-breeding 6   56 219 16 12 309
Anthus spinoletta 36 17 191 2153 405 46 2848
Breeding 10   19 455 65 8 557
Post-breeding 13 2 52 550 95 11 723
Wintering 13 7 59 621 149 16 865
Pre-breeding   8 61 527 96 11 703
Phoenicurus ochruros 93 28 222 843 2234 282 3702
Breeding 21   36 172 420 53 702
Post-breeding 6 6 59 173 540 43 827
Wintering 9 14 59 268 650 74 1074
Pre-breeding 57 8 68 230 624 112 1099
Total 575 300 1302 8468 3138 676 14459

 

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