Joanna X. Wu, Brooke L. Bateman, Patricia J. Heglund, Lotem Taylor, Andrew J. Allstadt, Diane Granfors, Henrik Westerkam, Nicole L. Michel, Chad B. Wilsey
Ornithological Applications 124 (3), 1-14, (21 April 2022) https://doi.org/10.1093/ornithapp/duac016
KEYWORDS: birds, climate change, National Wildlife Refuge System, projections, protected areas management, species distribution models, Aves, Cambio climático, manejo de áreas protegidas, modelos de distribución de especies, proyecciones, Sistema Nacional de Refugios de Vida Silvestre
The National Wildlife Refuge System (NWRS) provides one of the United States' greatest protected area networks for wildlife conservation. As climate changes beyond historical ranges of variability, refuge managers are confronted with assessing the utility of refuges, including how to best manage refuges both individually and as a system to help species cope with rapid change. Using published species distribution models, we projected species-specific changes in environmental suitability for 590 native North American bird species under a 2°C future warming scenario (∼2050s under RCP8.5) at 525 refuges. For each species, we classified projected changes in suitability (i.e., improving, stable, or worsening suitability) and whether they crossed a model-derived persistence threshold at a refuge (i.e., potential colonization or potential extirpation). Overall, we found that a quarter of species (23% in summer, 26% in winter) could be different (i.e., turnover) across the refuge system despite protections. Summer and winter communities are not equally affected, so managers should consider different strategies for the different seasons. We forecast a slight net species loss in summer, from a mean of 109.0 ± 0.8 to 102.0 ± 0.7 species per refuge. In winter, we forecast a net gain in species, from a mean of 97.1 ± 2.2 to 118.5 ± 1.8 species per refuge. This includes an average of 12 species per refuge that may overwinter rather than migrate south. Refuges at northern latitudes will see relatively more turnover in species, while southern and coastal refuges will see fewer changes. Despite these species changes, dominant habitat association groups (e.g., waterbirds, forest birds) will generally stay the same across most of the NWRS. Some species may be lost from the entire NWRS and can benefit in the near term from targeted management. Regions of high extirpation and colonization (i.e., at northern latitudes) can be prioritized for strategic additions of new refuges.
LAY SUMMARY
Approximately a quarter of bird species observed on National Wildlife Refuges may be different by the 2050s. Refuges may see a slight net loss of species in summer (from 109.0 to 102.0 species per refuge) and a net gain in winter (from 97.1 to 118.5 species per refuge). Some species may be lost from the entire NWRS and can benefit in the near term from targeted management aimed at preventing species loss. The refuge system has capacity to mitigate loss for some of the most climate-vulnerable species in a Resist-Adapt-Direct framework. For example, managers can help the Clay-colored Sparrow by providing more grassland habitat via crop set-aside programs. The Nelson's Sparrow will likely benefit from resisting coastal wetland development. Regions of greater species turnover (i.e., at northern latitudes) might be prioritized for strategic additions of new refuges, ensuring proportions of habitats protected reflect the need.
El Sistema Nacional de Refugios de Vida Silvestre (NWRS por sus siglas en inglés) proporciona una de las redes de áreas protegidas más grandes de Estados Unidos para la conservación de la vida silvestre. A medida que el clima cambia más allá de los rangos históricos de variabilidad, los gestores de los refugios se enfrentan a la evaluación de la utilidad de los mismos, incluyendo cómo gestionar de la mejor manera los refugios, tanto individualmente como a nivel de sistema para ayudar a las especies a hacer frente a los cambios rápidos. Usando modelos publicados de distribución de especies, proyectamos cambios específicos en la aptitud ambiental de 590 especies de aves nativas de América del Norte bajo un escenario de calentamiento futuro de 2°C (∼2050 bajo la trayectoria de concentración representativa 8.5) en 525 refugios. Para cada especie, clasificamos los cambios proyectados en la aptitud (es decir, mejora, estabilidad o empeoramiento de la aptitud) y evaluamos si cruzaron un umbral de persistencia derivado del modelo en un refugio (es decir, colonización potencial o extirpación potencial). En general, encontramos que una cuarta parte de las especies (23% en verano, 26% en invierno) podrían ser diferentes (i.e., recambio) a través de todo el sistema de refugios a pesar de las protecciones. Las comunidades de verano e invierno no se ven afectadas por igual, por lo que los gestores deben considerar diferentes estrategias para las diferentes estaciones. Pronosticamos una ligera pérdida neta de especies en verano, para una media de 109,0 ± 0,8 a 102,0 ± 0,7 especies por refugio. En invierno, pronosticamos una ganancia neta de especies, para una media de 97,1 ± 2,2 a 118,5 ± 1,8 especies por refugio. Esto incluye un promedio de 12 especies por refugio que pueden pasar allí el invierno en lugar de migrar hacia el sur. Los refugios en las latitudes del norte verán relativamente más recambio de especies, mientras que los refugios del sur y costeros verán menos cambios. A pesar de estos cambios de especies, los grupos de asociaciones de hábitat dominantes (e.g., aves acuáticas, aves del bosque) generalmente permanecerán iguales en la mayor parte del NWRS. Algunas especies pueden perderse de todo el NWRS y podrían beneficiarse a corto plazo de un manejo específico. Las regiones de alta extirpación y colonización (i.e., en latitudes del norte) podrían ser priorizadas mediante incorporaciones estratégicas de nuevos refugios.