Change in avian functional fingerprints of a Neotropical montane forest over 100 years as an indicator of ecosystem integrity. Issue 5 (8th March 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Gómez, Camila; Tenorio, Elkin A.; Cadena, Carlos Daniel
• Is Part Of: Conservation biology. Volume 35:Issue 5(2021)
• Page Start: 1552
• Page End: 1563
• Publication Date: 2021-03-08
• Subjects: Andes -- birds -- Colombia -- ecological integrity -- fragmentation -- functional richness -- functional uniqueness -- Andes -- aves -- Colombia -- fragmentación -- integridad ecológica -- riqueza funcional -- singularidad funcional; Conservation biology -- Periodicals; 333.9516
• DOI: 10.1111/cobi.13714
• Languages: English
• ISSNs: 0888-8892

Abstract

Abstract: Ecologically relevant traits of organisms in an assemblage determine an ecosystem's functional fingerprint (i.e., the shape, size, and position of multidimensional trait space). Quantifying changes in functional fingerprints can therefore provide information about the effects of diversity loss or gain through time on ecosystem condition and is a promising approach to monitoring ecological integrity. This, however, is seldom possible owing to limitations in historical surveys and a lack of data on organismal traits, particularly in diverse tropical regions. Using data from detailed bird surveys from 4 periods across more than a century, and morphological and ecological traits of 233 species, we quantified changes in the avian functional fingerprint of a tropical montane forest in the Andes of Colombia. We found that 78% of the variation in functional space, regardless of period, was described by 3 major axes summarizing body size, dispersal ability (indexed by wing shape), and habitat breadth. Changes in species composition significantly altered the functional fingerprint of the assemblage and functional richness and dispersion decreased 35–60%. Owing to species extirpations and to novel additions to the assemblage, functional space decreased over time, but at least 11% of its volume in the 2010s extended to areas of functional space that were unoccupied in the 1910s. The assemblage now includes fewer large‐sized species, more species with greater dispersal ability, and fewer habitat specialists. Extirpated species had high functional uniqueness and distinctiveness, resulting in large reductions in functional richness and dispersion after their loss, which implies important consequences for ecosystem integrity. Conservation efforts aimed at maintaining ecosystem function must move beyond seeking to sustain species numbers to designing complementary strategies for the maintenance of ecological function by identifying and conserving species with traits conferring high vulnerability such as large body size, poor dispersal ability, and greater habitat specialization. Article impact statement : Changes in functional fingerprints provide a means to quantify the integrity of ecological assemblages affected by diversity loss or gain. Abstract : Cambios en las Huellas Funcionales Aviarias en un Bosque Neotropical de Montaña durante Cien Años como Indicadores de la Integridad del Ecosistema Resumen: Las características ecológicamente relevantes de los organismos que pertenecen a un ensamblaje determinan la huella funcional de un ecosistema (es decir, la forma, el tamaño y la posición del espacio multidimensional de la característica en cuestión). Por lo tanto, la cuantificación de los cambios en las huellas funcionales puede proporcionar información sobre los efectos que tiene la pérdida o ganancia de diversidad a lo largo del tiempo sobre las condiciones del ecosistema; por esto se le considera una estrategia prometedora para el monitoreo de la integridad ecológica. Sin embargo, lo anterior es pocas veces posible debido a las limitaciones de los censos históricos y a la falta de datos sobre las características del organismo, particularmente en las diversas regiones tropicales. Con datos detallados de censos realizados durante cuatro periodos en más de un siglo, y utilizando las características morfológicas y ecológicas de 233 especies, cuantificamos los cambios en la huella funcional aviaria de un bosque tropical de montaña en los Andes de Colombia. Encontramos que el 78% de la variación en el espacio funcional, sin importar el periodo, estuvo descrito por tres ejes principales que resumen el tamaño corporal, la habilidad de dispersión (indicada por la forma de las alas) y la amplitud del hábitat. Los cambios en la composición de especies alteraron significativamente la huella funcional del ensamblaje y la riqueza y dispersión funcional disminuyeron en 35–60%. Debido a la pérdida de especies y a la adición de especies nuevas al ensamblaje, el espacio funcional disminuyó con el tiempo, pero, durante la década de 2010, al menos el 11% de su volumen se extendió a áreas de espacio funcional que no estaban ocupadas cien años antes. El ensamblaje ahora incluye menos especies de gran tamaño, más especies con buena habilidad de dispersión y menos especialistas de hábitat. Las especies que se perdieron eran funcionalmente únicas, lo que resultó en reducciones importantes en la riqueza y en la dispersión funcional después de su pérdida, e implicó consecuencias importantes para la integridad del ecosistema. Los esfuerzos de conservación enfocados en mantener la función del ecosistema deben ir más allá de la búsqueda de la preservación del número de especies y enfocarse también en el diseño de estrategias complementarias para el mantenimiento de la función ecológica por medio de la identificación y conservación de especies con características que otorgan una vulnerabilidad alta, como lo son el tamaño corporal grande, una habilidad de dispersión pobre y una mayor especialización de hábitat.