The Influence of Vertical and Horizontal Habitat Structure on Nationwide Patterns of Avian Biodiversity

Authors

Patrick D. Culbert, University of Wisconsin - MadisonFollow
Volker C. Radeloff, University of Wisconsin-MadisonFollow
Curtis H. Flather, USDA Forest Service
Josef M. Kellndorfer, Woods Hole Research Center
Chadwick D. Rittenhouse, University of ConnecticutFollow
Anna M. Pidgeon, University of Wisconsin-MadisonFollow

Date of this Version

2013

Citation

The Auk, Vol. 130, Number 4, pages 656−665. ISSN 0004-8038, electronic ISSN 1938-4254.

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U.S. government work.

Abstract

With limited resources for habitat conservation, the accurate identification of high-value avian habitat is crucial. Habitat structure affects avian biodiversity but is difficult to quantify over broad extents. Our goal was to identify which measures of vertical and horizontal habitat structure are most strongly related to patterns of avian biodiversity across the conterminous United States and to determine whether new measures of vertical structure are complementary to existing, primarily horizontal, measures. For 2,546 North American Breeding Bird Survey routes across the conterminous United States, we calculated canopy height and biomass from the National Biomass and Carbon Dataset (NBCD) as measures of vertical habitat structure and used land-cover composition and configuration metrics from the 2001 National Land Cover Database (NLCD) as measures of horizontal habitat structure. Avian species richness was calculated for each route for all birds and three habitat guilds. Avian species richness was significantly related to measures derived from both the NBCD and NLCD. The combination of horizontal and vertical habitat structure measures was most powerful, yielding high R² values for nationwide models of forest (0.70) and grassland (0.48) bird species richness. New measures of vertical structure proved complementary to measures of horizontal structure. These data allow the efficient quantification of habitat structure over broad scales, thus informing better land management and bird conservation.

Con recursos limitados para la conservación, la identificación precisa de los hábitats de alto valor para la aves es crucial. La estructura del hábitat afecta la diversidad de aves pero es difícil de cuantificar en grandes extensiones de terreno. Nuestra meta fue identificar qué medidas de la estructura vertical y horizontal del hábitat están más fuertemente relacionadas con los patrones de diversidad de aves dentro de los límites de los Estados Unidos, y determinar si las nuevas medidas de la estructura vertical se complementan con las medidas existentes y principalmente de la estructura horizontal. Calculamos la altura del dosel y la biomasa para 2546 rutas del Censo Norteamericano de Aves Reproductivas a partir del Conjunto Nacional de Datos de Biomasa y Carbono (NBCD, por sus siglas en inglés) como medidas de la estructura vertical del hábitat, y usamos las medidas de composición y configuración de la cobertura del terreno de la Base de Datos Nacional de Cobertura del Terreno (NLCD) como medidas de la estructura horizontal del hábitat. La riqueza de especies de aves fue calculada para cada ruta, para todas las aves y tres tipos de hábitat. Las medidas derivadas de el NCBD y el NLCD estuvieron significativamente relacionadas con la riqueza de especies de aves. La combinación de las medidas de estructura horizontal y vertical del hábitat fue más poderosa, derivando mayores valores de R² para los modelos a escala nacional de riqueza de especies de aves de bosques (0.70) y praderas (0.48). Las nuevas medidas de la estructura vertical se establecieron como medidas complementarias de la estructura horizontal. Estos datos permiten la cuantificación eficiente de la estructura del hábitat en grandes escalas, de manera que informan mejores prácticas de manejo de la tierra y de conservación de las aves.