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Influence of Habitat Quality, Population Size, Patch Size, and Connectivity on Patch-Occupancy Dynamics of the Middle Spotted Woodpecker



    Corresponding author
    1. Evolutionary Ecology Group (EVO-ECO), Department of Biology, University of Antwerp, Middelheimcampus, Groenenborgerlaan 171, BE-2020, Antwerp, Belgium
    2. Evolutionary Biology Group (GIBE), Faculty of Sciences, University of A Coruña, Campus Zapateira, E-15008, A Coruña, Spain
    • Department of Forest Sciences, University of British Columbia, 2424 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada, email

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    1. Department of Biodiversity and Environmental Management, University of León, Campus de Vegazana s/n, E-24071, León, Spain
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Abstract:  Despite extensive research on the effects of habitat fragmentation, the ecological mechanisms underlying colonization and extinction processes are poorly known, but knowledge of these mechanisms is essential to understanding the distribution and persistence of populations in fragmented habitats. We examined these mechanisms through multiseason occupancy models that elucidated patch-occupancy dynamics of Middle Spotted Woodpeckers (Dendrocopos medius) in northwestern Spain. The number of occupied patches was relatively stable from 2000 to 2010 (15–24% of 101 patches occupied every year) because extinction was balanced by recolonization. Larger and higher quality patches (i.e., higher density of oaks >37 cm dbh [diameter at breast height]) were more likely to be occupied. Habitat quality (i.e., density of large oaks) explained more variation in patch colonization and extinction than did patch size and connectivity, which were both weakly associated with probabilities of turnover. Patches of higher quality were more likely to be colonized than patches of lower quality. Populations in high-quality patches were less likely to become extinct. In addition, extinction in a patch was strongly associated with local population size but not with patch size, which means the latter may not be a good surrogate of population size in assessments of extinction probability. Our results suggest that habitat quality may be a primary driver of patch-occupancy dynamics and may increase the accuracy of models of population survival. We encourage comparisons of competing models that assess occupancy, colonization, and extinction probabilities in a single analytical framework (e.g., dynamic occupancy models) so as to shed light on the association of habitat quality and patch geometry with colonization and extinction processes in different settings and species.


Resumen:  No obstante exhaustivas investigaciones sobre los efectos de la fragmentación de hábitat se conoce poco sobre los mecanismos que subyacen en los procesos de colonización y extinción, pero el conocimiento de esos mecanismos es esencial para comprender la distribución y persistencia de poblaciones en hábitats fragmentados. Examinamos esos mecanismos mediante modelos de ocupación multiestacionales que dilucidaron la dinámica de ocupación de parches de Dendrocopos medius en el noroeste de España. El número de parches ocupados fue relativamente estable de 2000 a 2010 (15–24% de 101 parches ocupados cada año) porque la extinción estuvo balanceada por la recolonización. Los parches más grandes y con mejor calidad (i.e., mayor densidad de robles >37cm dap) tuvieron mayor probabilidad de ser ocupados. La calidad del hábitat (i.e., densidad de robles grandes) explicó más variación en la colonización y extinción de parches que el tamaño del parche y la conectividad, que se asociaron débilmente con probabilidades de recambio. Los parches de mayor calidad tuvieron mayor probabilidad de ser colonizados que los parches de menor calidad. Las poblaciones en parches de mayor calidad tuvieron menor probabilidad de extinción. Adicionalmente, la extinción en un parche se asoció estrechamente con el tamaño de la población local pero no con el tamaño del parche, lo cual significa que este no es un buen sustituto del tamaño poblacional en evaluaciones de la probabilidad de extinción. Nuestros resultados sugieren que la calidad del hábitat puede ser el factor principal en la dinámica de ocupación de parches y puede incrementar la precisión de los modelos de supervivencia poblacional. Propugnamos por la comparación de modelos que evalúan las probabilidades de ocupación, colonización y extinción en un solo marco analítico (e.g., modelos de ocupación dinámica) para aclarar la asociación de la calidad del hábitat y la geometría de parches con los procesos de colonización y extinción en diferentes escenarios y especies.