The Effect of Fragment Shape and Species' Sensitivity to Habitat Edges on Animal Population Size

Authors

  • ROBERT M. EWERS,

    1. School of Biological Sciences, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand
    2. Conservation Science Group, Department of Zoology, Cambridge University, Downing Street, Cambridge CB2 3EJ, United Kingdom
    3. Institute of Zoology, Zoological Society of London, Regents Park, London NW1 4RY, United Kingdom, email robert.ewers@ioz.ac.uk
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  • RAPHAEL K. DIDHAM

    1. School of Biological Sciences, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand
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Abstract

Abstract: Habitat fragmentation causes extinction of local animal populations by decreasing the amount of viable “core” habitat area and increasing edge effects. It is widely accepted that larger fragments make better nature reserves because core-dwelling species have a larger amount of suitable habitat. Nevertheless, fragments in real landscapes have complex, irregular shapes. We modeled the population sizes of species that have a representative range of preferences for or aversions to habitat edges at five spatial scales (within 10, 32, 100, 320, and 1000 m of an edge) in a nation-wide analysis of forest remnants in New Zealand. We hypothesized that the irregular shapes of fragments in real landscapes should generate statistically significant correlations between population density and fragment area, purely as a “geometric” effect of varying species responses to the distribution of edge habitat. Irregularly shaped fragments consistently reduced the population size of core-dwelling species by 10–100%, depending on the scale over which species responded to habitat edges. Moreover, core populations within individual fragments were spatially discontinuous, containing multiple, disjunct populations that inhabited small spatial areas and had reduced population size. The geometric effect was highly nonlinear and depended on the range of fragment sizes sampled and the scale at which species responded to habitat edges. Fragment shape played a strong role in determining population size in fragmented landscapes; thus, habitat restoration efforts may be more effective if they focus on connecting disjunct cores rather than isolated fragments.

Abstract

Resumen: La fragmentación del hábitat causa la extinción local de poblaciones de animales por la disminución en la disponibilidad de hábitat núcleo y por el incremento de los efectos de borde. Es ampliamente aceptado que los fragmentos grandes son mejores reservas de la naturaleza porque las especies de hábitats núcleo tienen mayor cantidad de hábitat adecuado disponible. Sin embargo, los fragmentos en paisajes reales tienen formas irregulares y complejas. Modelamos los tamaños poblacionales de especies que tienen un rango representativo de preferencias o aversiones a los bordes de hábitat en cinco escalas espaciales (a 10, 32, 100, 320 y 1000 m de un borde) en un análisis de todos los remanentes de bosque en Nueva Zelanda. Nuestra hipótesis fue que las formas irregulares de fragmentos en paisajes reales deberían generar correlaciones estadísticamente significativas entre la densidad poblacional y el área del fragmento, meramente como un efecto “geométrico” de las diferentes respuestas de las especies a la distribución del hábitat borde. Los fragmentos de forma irregular consistentemente redujeron el tamaño poblacional de especies de hábitat núcleo entre 10 y 100%, dependiendo de la escala en la que las especies respondieron a los hábitats de borde. Más aun, las poblaciones núcleo en fragmentos individuales fueron discontinuas espacialmente, con múltiples poblaciones separadas que habitaban en áreas pequeñas y su tamaño poblacional era reducido. El efecto geométrico fue altamente no lineal y dependía del rango de tamaños de los fragmentos muestreados y la escala en que las especies respondieron a los hábitats borde. La forma del fragmento jugó un papel importante en la determinación del tamaño poblacional en paisajes fragmentados; por lo tanto, los esfuerzos de restauración pueden ser más efectivos si consideran la conexión de núcleos separados en lugar de fragmentos aislados.

Ancillary