Fire regimes shape biodiversity: responses of avian guilds to burned forests in Andean temperate ecosystems of southern Chile
Le régime des incendies façonne la biodiversité : réactions des guildes aviaires aux forêts brûlées dans les écosystèmes andins tempérés du sud du Chili

Fernando J. Novoa, ECOS (Ecosystem-Complexity-Society) Co-Laboratory, Center for Local Development (CEDEL), and Center for Intercultural and Indigenous Research (CIIR), Villarrica Campus, Pontificia Universidad Católica de Chile, Villarrica, Chile; Fauna Australis Wildlife Laboratory, Department of Ecosystems and Environment, Faculty of Agriculture and Forest Sciences, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
Tomás A. Altamirano, ECOS (Ecosystem-Complexity-Society) Co-Laboratory, Center for Local Development (CEDEL), and Center for Intercultural and Indigenous Research (CIIR), Villarrica Campus, Pontificia Universidad Católica de Chile, Villarrica, Chile; Fauna Australis Wildlife Laboratory, Department of Ecosystems and Environment, Faculty of Agriculture and Forest Sciences, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile; Department of Forest and Conservation Sciences, University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada
Cristián Bonacic, Fauna Australis Wildlife Laboratory, Department of Ecosystems and Environment, Faculty of Agriculture and Forest Sciences, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
Kathy Martin, Department of Forest and Conservation Sciences, University of British Columbia, Vancouver, BC, Canada; Environment and Climate Change Canada, Pacific Wildlife Research Centre, Vancouver, BC, Canada
José Tomás Ibarra, ECOS (Ecosystem-Complexity-Society) Co-Laboratory, Center for Local Development (CEDEL), and Center for Intercultural and Indigenous Research (CIIR), Villarrica Campus, Pontificia Universidad Católica de Chile, Villarrica, Chile; Department of Ecosystems and Environment, Faculty of Agriculture and Forest Sciences and Center of Applied Ecology and Sustainability (CAPES), Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-01999-160222

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Abstract

Fire regimes of forests, i.e., time interval, frequency, extent, and severity of fire events, influence structural changes in the vegetation, and thus shape the composition of avian communities. We studied the diversity of avian guilds in sites with different fire regimes (unburned, burned 2002, burned 2015, and burned 2002 and 2015), testing both the "intermediate disturbance" and "vertical vegetation structure" hypotheses, in globally threatened temperate forests in Chile. From 2016 to 2018, we quantified habitat attributes (160 plots) and estimated avian richness and density (160 point counts). The site that was burned once in 2015 showed the highest density of standing dead trees at 96.5% higher than the unburned/control site, whereas the site that burned twice showed the lowest density of live trees, lowest average diameter at breast height of trees (DBH), and smallest volume of coarse woody debris. Overall, we recorded 35 avian species with the highest richness (n = 24 species) in the site that was burned once in 2002. We found that, 16 years after a site was burned, the avian community composition became relatively similar to the unburned site. The density of most avian guilds decreased in burned sites but granivores, shrub users, and migrants showed positive responses. Understory users, foliage users, and resident species showed negative responses to burned sites. These responses were strongly related to fire-driven changes in habitat attributes, supporting both of our tested hypotheses. Given that increasing levels of disturbance from fire are anticipated, future management of temperate forest biodiversity should consider that specific species and guilds will depend on remnant habitat attributes in burned sites.

Résumé

Le régime des incendies de forêt, c'est-à-dire l'intervalle de temps, la fréquence, l'étendue et la sévérité des incendies, influent sur les changements structurels de la végétation et donc sur la composition des communautés aviaires. Nous avons étudié la diversité des guildes aviaires dans des sites présentant différents régimes d'incendie (non brûlé, brûlé en 2002, brûlé en 2015, et brûlé en 2002 et 2015), en testant à la fois les hypothèses de « perturbation intermédiaire » et de « structure verticale de la végétation » dans des forêts tempérées du Chili menacées à l'échelle planétaire. De 2016 à 2018, nous avons mesuré les caractéristiques de l'habitat (160 parcelles) et calculé la richesse et la densité aviaire (160 dénombrements par points d'écoute). Le site qui a brûlé une fois en 2015 présentait la plus forte densité d'arbres morts sur pied, soit 96,5 % de plus que le site non brûlé/témoin, tandis que le site qui a brûlé deux fois présentait la plus faible densité d'arbres vivants, le plus faible diamètre moyen à hauteur de poitrine des arbres (DHP) et le plus petit volume de débris ligneux grossiers. Nous avons noté 35 espèces aviaires dans l'ensemble, et la plus grande richesse (n = 24 espèces) se trouvait dans le site qui a brûlé une fois en 2002. Nous avons constaté que, 16 ans après qu'un site ait brûlé, la composition de la communauté aviaire était redevenue relativement similaire à celle du site non brûlé. La densité de la plupart des guildes aviaires a diminué dans les sites brûlés, mais les granivores, les utilisateurs d'arbustes et les migrateurs ont eu des réactions positives. Les utilisateurs du sous-étage, les utilisateurs du feuillage et les espèces résidentes ont réagi négativement aux sites brûlés. Ces réactions étaient fortement liées aux changements des attributs de l'habitat induits par le feu, résultat qui soutient nos deux hypothèses. Étant donné qu'on prévoit une augmentation des perturbations par le feu, la gestion future de la biodiversité des forêts tempérées devrait tenir compte du fait que des espèces et des guildes spécifiques dépendront des attributs de l'habitat restant dans les sites brûlés.

Key words

bird community; disturbance; fire history; habitat legacies;

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568