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Use of Multispecies Occupancy Models to Evaluate the Response of Bird Communities to Forest Degradation Associated with Logging

Authors


Abstract

Forest degradation is arguably the greatest threat to biodiversity, ecosystem services, and rural livelihoods. Therefore, increasing understanding of how organisms respond to degradation is essential for management and conservation planning. We were motivated by the need for rapid and practical analytical tools to assess the influence of management and degradation on biodiversity and system state in areas subject to rapid environmental change. We compared bird community composition and size in managed (ejido, i.e., communally owned lands) and unmanaged (national park) forests in the Sierra Tarahumara region, Mexico, using multispecies occupancy models and data from a 2-year breeding bird survey. Unmanaged sites had on average higher species occupancy and richness than managed sites. Most species were present in low numbers as indicated by lower values of detection and occupancy associated with logging-induced degradation. Less than 10% of species had occupancy probabilities >0.5, and degradation had no positive effects on occupancy. The estimated metacommunity size of 125 exceeded previous estimates for the region, and sites with mature trees and uneven-aged forest stand characteristics contained the highest species richness. Higher estimation uncertainty and decreases in richness and occupancy for all species, including habitat generalists, were associated with degraded young, even-aged stands. Our findings show that multispecies occupancy methods provide tractable measures of biodiversity and system state and valuable decision support for landholders and managers. These techniques can be used to rapidly address gaps in biodiversity information, threats to biodiversity, and vulnerabilities of species of interest on a landscape level, even in degraded or fast-changing environments. Moreover, such tools may be particularly relevant in the assessment of species richness and distribution in a wide array of habitats.

Uso de Modelos de Ocupación para Múltiples Especies para Evaluar la Respuesta de las Comunidades de Aves a la Degradación de Bosques Asociada con la Tala

Resumen

Se puede decir que la degradación de bosques es la mayor amenaza para la biodiversidad, los servicios ecosistémicos y las comunidades rurales. Por esto, incrementar el entendimiento de cómo los organismos responden a la degradación es esencial para el manejo y la planeación de la conservación. Esta necesidad de herramientas analíticas rápidas y prácticas nos motivó a estudiar la influencia del manejo y la degradación sobre la biodiversidad y el estado del sistema en áreas sujetas al cambio ambiental rápido. Comparamos la composición y tamaño de una comunidad de aves en bosques manejados (ejidos, esto es: terrenos comunales) y no manejados (parque nacionales) en la región de la Sierra Tarahumara, México, usando modelos de ocupación para múltiples especies y datos de un sondeo de 2 años de aves en reproducción. Los sitios sin manejo tuvieron en promedio una mayor ocupación de especies y una mayor riqueza que los sitios manejados. La mayoría de las especies estuvieron presentes en números bajos, indicados por valores más bajos de detección y ocupación asociados con la degradación inducida por la tala. Menos del 10% de las especies tuvo probabilidades de ocupación >0.5, y la degradación no tuvo efectos positivos sobre la ocupación. El tamaño estimado de la metacomunidad de 125 excedió estimaciones previas para la región, y los sitios con árboles maduros y características de bosques con edades irregulares tuvieron la riqueza más alta de especies. La incertidumbre más alta en la estimación y las disminuciones en la riqueza y la ocupación para todas las especies, incluyendo a los generalistas de hábitat, estuvieron asociadas con bosques jóvenes degradados de edades regulares. Nuestros resultados muestran que los métodos de ocupación para multiples especies proporcionan medidas manejables de la biodiversidad y el estado del sistema y un apoyo valioso en la toma de decisiones para los dueños y manejadores de tierras. Estas técnicas pueden usarse para resolver rápidamente vacíos en la información de la biodiversidad, amenazas a la biodiversidad y vulnerabilidades de las especies de interés en un nivel paisajístico, incluso en ambientes degradados o de cambio rápido. Además, dichas herramientas pueden ser particularmente relevantes en la evaluación de la distribución y riqueza de especies en una variedad amplia de hábitats.

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