Biodiversity declines and ecosystem decay follow forest fragmentation; initially, abundant species may become rare or be extirpated. Underlying mechanisms behind delayed extirpation of certain species following forest fragmentation are unknown. Species declines may be attributed to an inadequate number of breeding adults required to replace the population or decreased juvenile survival rate due to reduced recruitment or increased nest predation pressures. We used 10 years of avian banding data, 5 years before and 4 years after fragment isolation, from the Biological Dynamics of Forest Fragments Project, carried out near Manaus, Brazil, to investigate the breeding activity hypothesis that there is less breeding activity and fewer young after relative to before fragment isolation. We compared the capture rates of active breeding and young birds in 3 forest types (primary forest, fragment before isolation, and fragment after isolation) and the proportion of active breeding and young birds with all birds in each unique fragment type before and after isolation. We grouped all bird species by diet (insectivore or frugivore) and nesting strategy (open cup, cavity, or enclosed) to allow further comparisons among forest types. We found support for the breeding activity hypothesis in insectivorous and frugivorous birds (effect sizes 0.45 and 0.53, respectively) and in birds with open-cup and enclosed nesting strategies (effect sizes 0.56 and 0.44, respectively) such that on average there were more breeding birds in fragments before isolation relative to after isolation. A larger proportion of birds in the community were actively breeding before fragment isolation (72%) than after fragment isolation (11%). Unexpectedly, there was no significant decrease in the number of young birds after fragment isolation, although sample sizes for young were small (n = 43). This may have been due to sustained immigration of young birds to fragments after isolation. Together, our results provide some of the strongest evidence to date that avian breeding activity decreases in response to fragment isolation, which could be a fundamental mechanism contributing to ecosystem decay.
Efectos de la fragmentación del bosque sobre la actividad reproductiva de las aves Resumen Les declinaciones de la biodiversidad y el deterioro de los ecosistemas van después de la fragmentación forestal; al inicio, las especies abundantes pueden volverse raras o ser extirpadas. Todavía no se conocen los mecanismos subyacentes detrás de la extirpación retrasada de ciertas especies después de la fragmentación forestal. La declinación de las especies puede atribuirse a un número inadecuado de adultos reproductivos requeridos para reemplazar a la población o a la tasa reducida de supervivencia de los juveniles debido al reclutamiento disminuido o al incremento en la presión de depredación de los nidos. Usamos diez años de datos de anillamiento de aves, cinco años antes y cuatro años después del aislamiento por fragmentación, tomados del Proyecto Dinámica Biológica de Fragmentos de Bosque realizado cerca de Manaos, Brasil, para investigar la hipótesis de actividad reproductiva que sostiene que hay una menor actividad reproductiva y menos crías después del aislamiento por fragmentación que antes del aislamiento. Comparamos las tasas de captura de aves con reproducción activa y aves juveniles en tres tipos de bosque (primario, fragmento antes del aislamiento y fragmento después del aislamiento) y la proporción de las aves juveniles y con reproducción activa con todas las aves en cada tipo de fragmento único antes y después del aislamiento. Agrupamos todas las especies de aves según su dieta (insectívora o frugívora) y su estrategia de anidación (nido abierto, cavidad o nido cerrado) para poder realizar más comparaciones entre los tipos de bosque. Las aves con dieta insectívora y frugívora (tamaño del efecto: 0.45 y 0.53, respectivamente) y aquellas con nidos abiertos y cerrados (tamaño del efecto: 0.56 y 0.44, respectivamente) respaldaron la hipótesis de la actividad reproductora de tal manera que en promedio hubo más aves reproductoras en los fragmentos antes del aislamiento que después del aislamiento. Una gran parte de las aves de la comunidad tuvieron reproducción activa antes del aislamiento por fragmentación (72%) que después del aislamiento (11%). Sorprendentemente, no hubo una disminución significativa en el número de aves juveniles después del aislamiento, si bien el tamaño de la muestra de este grupo fue reducido (n = 43). Lo anterior pudo deberse a la continua inmigración de juveniles a los fragmentos después del aislamiento. En conjunto, nuestros resultados proporcionan algunos de los indicios más claros de que la actividad reproductiva de las aves disminuye como respuesta al aislamiento por fragmentación, lo cual podría ser un mecanismo fundamental del deterioro de los ecosistemas.
森林破碎化会引起生物多样性下降及生态系统衰败, 在最初阶段, 数量丰富的物种可能变得稀少甚至灭绝。然而, 一些物种在森林破碎化后延迟灭绝的根本机制尚不清楚。物种数量下降可能是因为种群更替所需的繁殖成鸟数量不足, 也可能是因为种群增长减缓或巢穴捕食压力增加导致幼鸟存活率下降。本研究利用在巴西马瑙斯附近进行的森林破碎化生物动态项目得到的破碎化前5年和后4年总计10年的鸟类环志数据, 探究了关于繁殖活动的假设, 即发生森林破碎化后鸟类的繁殖活动相对减少, 幼鸟数量相对下降。我们比较了3种类型的森林(原始林、孤立前的森林斑块和孤立后的森林斑块)中的活跃繁殖成鸟和幼鸟的捕获率, 以及在隔离前后每种森林类型中的活跃繁殖成鸟及幼鸟与所有鸟类的比例。我们将鸟类按食性(食虫或食果)和筑巢策略(开杯式、空腔式或封闭式)进行分组, 以便在森林类型之间进行进一步比较。研究发现, 繁殖活动假说在食虫和食果鸟类(效应量分别为0.45和0.53)以及具有开杯式和封闭式筑巢策略的鸟类(效应量分别为0.56和0.44)中得到支持, 这些鸟类在隔离前比隔离后有更多的繁殖成鸟。在斑块被隔离之前, 群落中有更大比例的鸟类参与繁殖(隔离前为72%, 隔离后为11%)。出乎意料的是, 尽管幼鸟的样本量很小(n=43), 但我们发现在斑块被隔离后, 幼鸟的数量并没有明显减少。这可能是因为斑块被隔离后有幼鸟持续迁入。总之, 我们的研究结果提供了一些迄今为止最有力的证据, 表明鸟类的繁殖活动会因森林斑块隔离而减少, 这可能是生态系统衰败的一个基本机制。【翻译:胡怡思;审校:聂永刚】.
Keywords: Proyecto Dinámica Biológica de Fragmentos de Bosque; aves; biological dynamics of forest fragments project; bird; breeding; crianza; deterioro del ecosistema; ecosystem decay; forest fragmentation; fragmentación del bosque; reproducción; reproduction; 森林破碎化生物动态项目; 生态系统衰退; 生殖; 繁殖; 鸟类.
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