Predicted Climate-Driven Bird Distribution Changes and Forecasted Conservation Conflicts in a Neotropical Savanna

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Abstract

Abstract: Climate-change scenarios project significant temperature changes for most of South America. We studied the potential impacts of predicted climate-driven change on the distribution and conservation of 26 broad-range birds from South America Cerrado biome (a savanna that also encompass tracts of grasslands and forests). We used 12 temperature or precipitation-related bioclimatic variables, nine niche modeling techniques, three general circulation models, and two climate scenarios (for 2030, 2065, 2099) for each species to model distribution ranges. To reach a consensus scenario, we used an ensemble-forecasting approach to obtain an average distribution for each species at each time interval. We estimated the range extent and shift of each species. Changes in range size varied across species and according to habitat dependency; future predicted range extent was negatively correlated with current predicted range extent in all scenarios. Evolution of range size under full or null dispersal scenarios varied among species from a 5% increase to an 80% decrease. The mean expected range shifts under null and full-dispersal scenarios were 175 and 200 km, respectively (range 15–399 km), and the shift was usually toward southeastern Brazil. We predicted larger range contractions and longer range shifts for forest- and grassland-dependent species than for savanna-dependent birds. A negative correlation between current range extent and predicted range loss revealed that geographically restricted species may face stronger threat and become even rarer. The predicted southeasterly direction of range changes is cause for concern because ranges are predicted to shift to the most developed and populated region of Brazil. Also, southeastern Brazil is the least likely region to contain significant dispersal corridors, to allow expansion of Cerrado vegetation types, or to accommodate creation of new reserves.

Abstract

Resumen: Los escenarios del cambio climático proyectan cambios significativos en la temperatura de casi toda América del Sur. Estudiamos los impactos potenciales de cambios –debidos al cambio climático – previstos en la distribución y conservación de 26 especies de aves de amplia distribución en el bioma Cerrado de América del Sur (una sabana que también comprende extensiones de campos y bosques). Utilizamos 12 variables bioclimáticas relacionadas con la temperatura y la precipitación, nueve técnicas de modelado de nicho, tres modelos generales de circulación y dos escenarios climáticos (para 2030, 2065 y 2099) para cada especie para modelar sus rangos de distribución. Para alcanzar un consenso de escenario, utilizamos un método de pronóstico de ensamble para obtener una distribución promedio para cada especie en cada intervalo de tiempo. Estimamos la extensión y el cambio de rango en cada especie. Los cambios en el área de distribución variaron en las especies en función de la dependencia de hábitat; el rango de distribución futuro pronosticado se correlacionó negativamente con el rango actual en todos los escenarios. La evolución del tamaño del rango bajo escenarios de dispersión total o nula varió entre especies desde un 5% de incremento hasta 80% de decremento. Los cambios promedio esperados bajos escenarios de dispersión nula y total fueron 175 y 200 km, respectivamente (rango 15 a 399 km), y los cambios generalmente fueron hacia el sureste de Brasil. Pronosticamos mayores contracciones de rango y cambios de rango más largos para especies dependientes de bosque y de campos que para las aves dependientes de la sabana. Una correlación negativa entre el rango actual y la pérdida pronosticada reveló que una especie geográficamente restringida puede enfrentar mayor amenaza y volverse aun más rara. La dirección sureste pronosticada en los cambios de rango es motivo de preocupación porque se pronosticó que los rangos cambiarán hacia la región más desarrollada y poblada de Brasil. También, el sureste de Brasil es la región que contiene menos corredores de dispersión, como para permitir la expansión de los tipos de vegetación del Cerrado, o acomodar la creación de nuevas reservas.

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