Subiecte

Abstract

Introducere

Urbanizarea este una dintre cele mai extreme forme de schimbare antropogenă care afectează speciile la nivel global 1,2. Urbanizarea fragmentează și distruge habitatele naturale 2,3,4,5,6, ducând la creșterea poluării 7,8,9, modificarea resurselor 5,10,11 și interacțiunile dintre specii 5,12,13; toate acestea contribuind la omogenizarea biotică globală și la pierderea biodiversității 2.14. Cu toate acestea, studii recente arată un efect mai nuanțat al urbanizării, zonele urbane fiind din ce în ce mai recunoscute ca fiind componente potențiale, vitale pentru biodiversitate 15,16 și, în unele cazuri, acționând ca refugiu pentru speciile de conservare 17 .

reduc

Capacitatea unor specii de a persista sau chiar de a prospera în mediul urban este în mare parte asociată cu capacitatea de a exploata resursele și de a evita riscurile în zonele urbane 18. În consecință, pe măsură ce urbanizarea cuprinde mai mult un peisaj, acționează ca un filtru prin care pot trece doar unele specii, rezultând comunități mai depauperate decât zonele înconjurătoare 6 .

Această capacitate de exploatare a resurselor este un factor cheie al răspunsului demografic al speciilor aviare la urbanizare; cu toate acestea, acest răspuns a fost variabil 5,11,19. De exemplu, în mediile urbane alimentele antropice suplimentare pot crește succesul reproducerii, în timp ce lipsa alimentelor naturale o poate reduce 5,11,19. Teoria hrănirii prezice că, pe măsură ce resursele preferate devin rare 20, ar trebui adăugate în dietă articole de pradă de valoare mai mică, pe măsură ce indivizii devin mai oportunisti și mai puțin selectivi 21. Când adulții hrănesc cuiburi, o strategie pentru a face față condițiilor de mediu imprevizibile este includerea diferitelor tipuri de pradă în dietă 22. În consecință, ar fi de așteptat ca păsările să aibă acces la hrană de calitate mai mică atunci când hrana naturală, de calitate superioară, este mai puțin previzibilă sau mai puțină.

Există o puternică nevoie de conservare pentru a înțelege trăsăturile speciilor native care se pot deplasa prin filtrul urban și se pot adapta la aceste medii, dar rezultatele au fost echivoce. Invadatorii de succes tind să aibă dimensiuni mari de ambreiaj, dimensiuni mari ale creierului și o strategie generalistă de hrănire 23. Mai mult, există un semnal filogenetic puternic, clada păsărilor de apă având cel mai înalt grad de urbanizare 23. În ciuda unui semnal filogenetic puternic de toleranță urbană în rândul păsărilor de apă, mai puțin de 5% din studii s-au concentrat asupra acestor specii (căutarea literaturii folosind Web of Science și Google Scholar și termenii de căutare „urban” ȘI „pasăre” ȘI „zonă umedă” SAU ” pasăre de apă ').

Necesitatea de a înțelege modul în care reacționează păsările de apă native la urbanizare este și mai puternică atunci când se ia în considerare cantitatea și tipurile de zone umede care sunt create în timpul procesului de urbanizare. În toate, în afară de cele mai aride peisaje, caracteristicile de drenaj reprezintă o parte proeminentă a unui peisaj dezvoltat 24. De exemplu, drumurile noi trebuie să aibă caracteristici de drenaj, precum iazuri de retenție, șanțuri și canale, iar noile amenajări rezidențiale trebuie să rețină frecvent apele pluviale la fața locului în iazurile de reținere. Zonele umede create sunt acum atât de obișnuite încât un studiu recent al bazinelor de apă de coastă din Statele Unite continentale 25 a constatat că, deși zonele umede de apă dulce au arătat o pierdere netă, iazurile urbane au crescut cu 19%, mai mult decât orice alt tip de zonă umedă. Mai mult, din avifauna nord-americană, păsările din zonele umede au fost singura cladă aviară care a înregistrat un câștig net în număr în ultimele decenii 26 .

Nu este clară măsura în care zonele umede create pot acționa ca habitate de substituție pentru păsările native, din zonele umede 27. În zonele lor istorice, păsările din zonele umede ocupă sisteme dinamice, care se caracterizează prin impulsuri de resurse, conduse prin inundația și uscarea peisajului 28. Păsările din zonele umede deplasează distanțe mari între habitatele care exploatează resursele oriunde apar 29, astfel capacitatea de localizare și exploatare a resurselor de hrană pe o suprafață extinsă este o adaptare importantă în aceste sisteme 30,31. Această flexibilitate în exploatarea resurselor 29.31 se poate traduce prin succes în mediile urbane, deoarece aceste zone sunt caracterizate de noi oportunități alimentare. De fapt, habitatele de substituție sunt adesea caracterizate de surse antropice abundente, previzibile de hrană 27,32 .

Dacă păsările umede native folosesc resurse urbane și înlocuiesc habitatele urbane cu zonele umede naturale, una dintre cele mai presante întrebări este dacă acest proces este benefic sau dăunător păsărilor din zonele umede. Am testat modul în care răspunsul demografic și dieta unei astfel de specii, Barza de lemn (Mycteria americana; denumită în continuare „barză”), a diferit între păsările care au cuibărit în peisajele urbane și în zonele umede naturale. Berzele oferă o oportunitate unică de a studia o specie de zonă umedă care locuiește atât într-un sistem dinamic, natural, cât și într-un sistem urban. Barza a arătat anterior modificări la scară largă în tiparele de cuibărit ca răspuns la scăderea disponibilității hranei și a habitatului adecvat determinat de dezvoltarea urbană 33,34,35,36,37. Specia a fost listată la nivel federal ca pe cale de dispariție în 1984 38. Cu toate acestea, până atunci berzele își extindeau zona de cuibărit spre nord 39 și stabileau colonii în sau la marginea zonelor urbane 40. Mărimea populației a crescut, iar în 2014 barza a fost scăzută până la 39 de amenințări .

Unul dintre factorii cheie ai succesului hrănirii berzei și al inițierii cuiburilor este disponibilitatea hranei 35.41. Disponibilitatea hranei este cea mai mare atunci când prada acvatică apare la densități mari și se află în ape puțin adânci unde sunt vulnerabile la capturare. Creșteri imprevizibile ale nivelului apei în timpul sezonului de reproducere determină inversări hidrologice în modelul sezonier de uscare, permițând prăzii să se disperseze din bazinele de uscare, producând astfel o scădere marcată a densității prăzii pe unitatea de suprafață și astfel disponibilitatea 42 Aceste inversări reduc disponibilitatea prăzii pentru berze, care necesită anumite adâncimi de apă pentru a hrăni optim 43. Condițiile hidrologice pot acționa ca un proxy pentru disponibilitatea hranei păsărilor în sistemul natural de zone umede 28.44. Deoarece berzele necesită condiții specifice de hrănire pentru a satisface cerințele calorice crescute de cuibărit, disponibilitatea alimentelor este considerată un factor limitativ 43. Ceea ce nu se știe este dacă berzele care se cuibăresc în zonele urbane răspund în mod similar la schimbările în condițiile hidrologice ale zonelor umede naturale și la disponibilitatea alimentelor.

Pentru a determina influența resurselor naturale și urbane asupra berzelor cuibăritoare, am determinat: (1) dacă productivitatea și starea corpului puii de berze diferă între coloniile de zone umede urbane și naturale; (2) dacă condițiile hidrologice ale zonelor umede naturale și, prin urmare, disponibilitatea pradă naturală a zonelor umede au influențat performanța reproductivă atât a zonelor umede naturale, cât și a berzelor cuibăritoare urbane; (3) dacă berzele cuibăritoare ale zonelor umede urbane și naturale și-au crescut lățimea dietei ca răspuns la condițiile hidrologice suboptime și, ulterior, la disponibilitatea scăzută a prăzilor; și (4) dacă dietele de barză seamănă cu prada găsită în zonele umede create în condiții de zone umede naturale suboptime. Pe baza teoriei de hrănire, ne-am așteptat ca lățimea dietei să crească în condițiile hidrologice suboptime, care sunt legate de disponibilitatea scăzută a prăzilor 43,45. Mai mult, deoarece berzele urbane au acces la surse alternative de hrană, ne-am așteptat ca păsările urbane să aibă o lățime și o productivitate mai mari în timpul condițiilor hidrologice suboptime decât berzele care cuibăresc în zonele umede naturale. În general, oferim dovezi puternice ale importanței resurselor urbane pentru succesul reproductiv într-o specie de zonă umedă, care prezintă motive de conservare.

Rezultate

Am prelevat 160 de cuiburi în timpul anotimpurilor de cuiburi 2015-2017. Dintre cele 160 de cuiburi eșantionate, 106 cuiburi au fost în trei colonii urbane și 54 de cuiburi au fost în două colonii naturale de zone umede. Am folosit 160 de cuiburi pentru estimări de productivitate și 114 cuiburi pentru estimări ale stării corpului cuibăritului (79 de zone urbane, 35 de zone umede naturale; vezi Tabelul suplimentar S1 online). Nu a existat nicio diferență semnificativă între numărul de pui produși în coloniile de zone umede naturale și urbane (W = 2318,5, P = 0,062; vezi Fig. suplimentar. S1 online); cu toate acestea, a existat o diferență semnificativă în starea corpului cuibărit, cu pui puțin mai sănătoși, produși în coloniile de zone umede naturale (W = 1648,5, P = 0,041; vezi Fig. S1 online). Condițiile hidrologice au influențat productivitatea, cu semnificativ mai mulți pui produși în anii optimi decât anii cu condiții suboptime și moderate (χ 2 = 14,29, P = 0,001; vezi Fig. suplimentar. S1 online). Mai mult, au fost produși pui semnificativ mai sănătoși în condiții optime decât suboptimale (W = 0,92, P = 0,00004; vezi Fig. suplimentar. S1 online).