Breeding Bird Abundance in an Urbanizing Landscape in Coastal Southern California

The relative influence of local versus landscape heterogeneity on species abundance is an important consideration in the design and management of nature reserves in heterogeneous landscapes. We described the spatial patterns of resident breeding bird abundance at a landscape scale in an urbanizing landscape gradient in coastal San Diego County, California (USA). The gradient spanned approximately 260 km2 and included a large, mostly contiguous block of undeveloped shrub habitat mosaic which graded into an area of internally fragmented habitat and finally into an area characterized by discrete patches of habitat in an urban matrix. We quantified the distribution of resident bird species in this landscape with point counts and used stepwise logistic regression and canonical correspondence analysis to explore the relative strengths of association between bird abundance and local habitat variation versus landscape variation for the 20 most common bird species. We measured local habitat conditions in a 100-m radius around each point count station. Landscape variables were extracted from a GIS database of this region and included habitat patch size, distance to developed edge, and two indices of urban exposure. The addition of landscape variables to stepwise logistic regression analyses substantially improved the predictive power of the resulting models in 14 of 20 species. Model concordance (the ability of the model to correctly classify all pairs of divergent sites) increased from a mean of 56% without landscape variables to 76% when one or more landscape variables were selected for inclusion in the final model. Response of the 20 focal species to the landscape gradient differed markedly among species. Canonical correspondence analysis was used to rank species along a landscape response gradient from edge/fragmentation reduced species to edge/fragmentation enhanced species. The four species exhibiting the most edge/fragmentation reduced pattern were sparrows: Sage (Amphispiza belli), Rufous-crowned (Aimophila ruficeps), Lark (Chondestes grammacus), and Black-chinned sparrows (Spizella atrogularis). Costa’s Hummingbird (Calypte costae) also showed a pattern of edge/fragmentation reduction. The opposite end of the gradient was occupied by species whose densities are elevated near edges and in fragmented areas. The middle of the gradient was occupied by species that were abundant, widely distributed, and showed no sensitivity to landscape position or shrub habitat type. The abundance of edge/fragmentation reduced species appears to be depressed within 200 to 500 m of an edge and the abundance of the edge/fragmentation enhanced species is elevated up to 1000 m from an edge, depending on the species. Conservation analyses, including GAP analysis, often assume that the relationship between species abundance and habitat is invariant with landscape position. In heterogeneous landscapes these analyses may underestimate the conservation risk to species in the edge/fragmentation sensitive category because their abundance varies strongly with landscape location. La influencia relativa de heterogeneidad local y de paisaje en abundancia de especies es de importante consideracion en el diseno y manejo de reservas naturales en paisajes heterogeneos. Describimos los patrones espaciales de aves reproductoras residentes a escala de paisaje en un paisaje con gradiente de urbanizacion en la costa del municipio de San Diego, California (USA). El gradiente se extiende por approximadamente 260 km2 e incluye un bloque grande casi contiguo de mosaicos de habitat arbustivo poco desarrollado que atravieza un area de habitat internamente fragmentado y finaliza en un area caracterizada por parches discretos de habitat en una matriz urbana. Cuantificamos la distribucion de especies de aves residentes en este paisaje con puntos de conteo y usamos una regresion logistica por pasos y un analsis de correspondencia canonica para explorar el grado relativo de asociacion entre la abundancia de aves y la variacion local del habitat contra la variacion del paisaje para las 20 especies de aves mas comunes. Medimos las condiciones locales de habitat en un radio de 100 m alrededor de cada estacion de conteo. Las variables de paisaje fueron extraidas de una base de datos del Sistema de Informacion Geografico (GIS) de la region y que incluye el tamano del parche, distancia hasta el borde desarrollado y dos indices de exposicion urbana. La adicion de variables del paisaje al analisis de regresion logistica por pasos mejoro sustancialmente el poder predictivo de los modelos resultantes en 14 de las 20 especies. La concordancia del modelo (habilidad del modelo para clasificar correctamente todos los pares de sitios divergentes) incremento de un promedio de 56% sin variables del paisaje a un 76% donde una o mas variables del paisaje fueron seleccionadas para su inclusion en el modelo final. La respuesta de las 20 especies al gradiente del paisaje vario considerablemente entre especies. El analisis de correspondencia canonica fue usado para ubicar las especies en rangos a lo largo de un gradiente de respuesta al paisaje a partir de especies con reducido borde/fragmentacion hasta especies con mayor borde/fragmentacion. Las cuatro especies que exhibieron los patrones de reduccion de borde/fragmentacion mas fuerte fueron: Amphispiza belli, Aimophila ruficeps, Chondestes grammacus y Spizella atrogularis. Calypte costa tambien mostro un patron de reduccion de borde/fragmentacion. El sitio opuesto del gradiente fue ocupado por especies cuyas densidades son elevadas cerca de los bordes y en areas fragmentadas. El punto medio del gradiente fue ocupado por especies que son abundantes, ampliamente distribuidas y no muestran sensitividad a la posicion del paisaje o tipo de habitat arbustivo. La abundancia de especies reducidas en borde/fragmentacion aparentemente disminuye dentro de los 200 y 500 m de un borde y la abundancia de las especies con mejor borde/fragmentacion se eleva mas alla de los 1000 m de un borde, dependiendo de la especie. Analisis de conservacion, incluyendo GAP analisis frecuentemente asumen que la relacion entre abundancia de especies y habitat no cambia con la posicion del paisaje. En paisajes heterogeneos estos analisis pueden desestimar el riesgo de conservacion para especies en una categoria sensitiva de borde/fragmentacion debido a que su abundancia varia fuertemente con la ubicacion del paisaje. Modelo de metapoblacion basado en el habitat de Polioptila c. californica.