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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.91.2020.tde-10032020-110903
Document
Author
Full name
Ana Beatriz Navarro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2019
Supervisor
Committee
Ferraz, Katia Maria Paschoaletto Micchi de Barros (President)
Ballester, Maria Victoria Ramos
Silva, Wesley Rodrigues
Silveira, Luis Fábio
Title in English
Habitat and food resources use by birds in different landscapes of the State of São Paulo: an historical and isotopic approach
Keywords in English
Anthropocene
Land use changes
Stable isotopes
Trophic ecology
Abstract in English
The anthropogenic impacts caused by human expansion over areas of original forests pose strong threats to birds' existence, altering the habitat and resource use by the species. Isotopic analysis of carbon (measured by δ13C) and nitrogen (measured by δ15N) can be very usefull providing information on spatial and temporal modifications influencing birds' diet and habitat use. The main objective of this study was to measure isotopic modifications of carbon and nitrogen in tropical forest birds facing several historical anthropogenic impacts. This study was carried out in the state of São Paulo due to the intense human expansion and devastation of the original forests, especially in the 20th century. We obtained samples from wing feathers of several species that compose the following guilds: frugivore, granivore, insectivore, nectarivore and omnivore, from alive birds in the field and from specimens in the museum collection. We grouped individuals according to the following criteria: 1) historical individuals (collected until 1970) were separated from the recent ones (collected from 1985 to 2012), 2) recent individuals (from 2001 to 2019) were separated according to their presence in human- modified landscapes (HMLs; less or equal to 30% of forest cover) or in natural landscapes (NLs; equal or over 47% of forest cover). Individual samples were isotopically analyzed to obtain δ13C and δ15N values. We calculated the isotopic niche width of each guild within the different groups through the SIBER package in R. In addition, we compared the mean values of δ13C and δ15N between the guilds of each group through the Student's t-test or Wilcoxon signed-rank test. In both comparisons, historical and landscape approaches, the results showed significant differences in the isotopic niches widths of the guilds of each group. In the historical approach, all guilds had their niche widths declined over the years. In the landscape approach, almost all guilds had smaller niches when present in HMLs, except the granivores. The mean δ13C values in both approaches showed that birds prefer to forage in the forests and have a small mixture with resources from the agricultural matrix. The mean δ15N values differed between groups, showing the direct effects of anthropogenic impacts on birds' diet. Although the analyzed species are still found in nowadays' HMLs, most of them showed a high dependence on forest remnants as habitat and food source. Considering that the niche is formed by variables linked to the habitat use and diet, the reduction in niche width of guilds might pose a threat to the survival of these species in HMLs. Additionally, we observed that anthropogenic impacts derived from land use changes, such as fertilizer use and habitat homogenization, might be influencing the differences in δ15N values. Thus, in general, it became clear that the human expansion over a region of tropical forest has directly affected the isotopic ecology of birds.
Title in Portuguese
Uso de habitat e recursos alimentares por aves em diferentes paisagens do Estado de São Paulo: uma abordagem histórica e isotópica
Keywords in Portuguese
Antropoceno
Ecologia trófica
Isótopos estáveis
Mudanças no uso do solo
Abstract in Portuguese
Os impactos antropogênicos causados pela expansão humana sobre áreas originais de florestas exercem fortes ameaças a existência das aves, alterando o uso de habitat e recursos pelas espécies. Análises isotópicas de carbono (medidos por δ13C) e nitrogênio (medidos por δ15N) podem ser úteis no fornecimento de informações sobre modificações espaciais e temporais influenciando no uso de habitat e dieta das aves. O objetivo principal deste estudo foi mensurar modificações isotópicas de carbono e nitrogênio em aves de florestas tropicais enfrentando diversos impactos antropogênicos históricos. O estudo foi desenvolvido no estado de São Paulo devido a intensa expansão humana e devastação das florestas originais, especialmente no século XX. As amostras foram obtidas de penas das asas de diversas espécies que compõem as seguintes guildas: frugívoros, granívoros, insetívoros, nectarívoros e onívoros, provenientes de aves capturadas em campo e de espécimes de museu. Agrupamos os indivíduos segundo os seguintes critérios: 1) indivíduos históricos (coletados até 1970) foram separados dos recentes (coletados de 1985 até 2012), 2) indivíduos recentes (de 2001 a 2019) foram separados segundo a sua presença em paisagens modificadas (menor ou igual a 30% de cobertura florestal) ou em paisagens naturais (igual ou maior a 47% de cobertura florestal). Amostras individuais foram analisadas isotopicamente para obter os valores de δ13C e δ15 N. Calculamos os tamanhos dos nichos isotópicos de cada uma das guildas entre os diferentes grupos através do pacote SIBER no R. Além disso, comparamos os valores médios de δ13C e δ15N entre as guildas de cada um dos grupos através dos testes t de Student ou Wilcoxon. Em ambas as comparações, abordagem histórica e de paisagens, os resultados mostraram diferenças significativas nos tamanhos dos nichos isotópicos das guildas de cada um dos grupos. Na abordagem histórica, as guildas tiveram um declínio nos tamanhos dos nichos ao longo dos anos. Na abordagem de paisagens, quase todas as guildas apresentaram nichos menores quando presentes em paisagens modificadas, exceto granívoros. Os valores médios de δ13C em ambas as abordagens mostraram preferência por forragear nas florestas e pouca mistura com recursos da matriz agrícola. Os valores médios de δ15N se diferenciaram entre os grupos, mostrando os possíveis efeitos diretos dos impactos antropogênicos sobre a dieta das aves. Apesar das espécies analisadas ainda serem encontradas nas paisagens modificadas de atualmente, a maioria delas mostrou alta dependência dos remanescentes florestais como habitat e fonte de alimento. Considerando que o nicho é formado por variáveis ligadas ao uso de habitat e dieta, a redução no tamanho dos nichos nas guildas pode representar uma ameaça a sobrevivência dessas espécies. Além disso, observamos que os impactos antropogênicos derivados das mudanças no uso do solo, como uso de fertilizantes e homogeneização de habitat, devem ser os fatores relacionados às diferenças nos valores de δ15N. Assim, de modo geral, observa-se que a expansão humana sobre uma região de floresta tropical afetou diretamente a ecologia isotópica das aves.
 
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Publishing Date
2020-03-12
 
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