Effects of windthrow disturbance on a forest bird community depend on spatial scale

Community structure is expected to be affected by spatial heterogeneity in a landscape. We examined the spatial-scale-dependent effects of windthrow caused by a large typhoon on a forest bird community. Typhoon events of this magnitude are rare in Hokkaido, Japan, occurring only once or twice a century. To assess the “functional spatial scale” at which bird groups (community, species, body-size class, and foraging guild) specifically responded to landscape heterogeneity, the canopy gap rate (CGR, gap percentage) was evaluated at different spatial scales by varying the radius of a circular landscape sector from 100 to 500 m stepwise by 10 m. We then analysed bird community responses, in terms of species richness and abundance, to CGR. Bird species richness did not significantly depend on CGR. In contrast, abundance was significantly dependent on CGR in many groups (species, body-size class, and foraging guild). The guild-level response was clearer than the species-level response, which suggests that the integration and filtration of species traits by guild can reveal a clear response of bird abundance to the extent of canopy gaps. For example, the scale dependence of responses to disturbance clearly varied among body-size classes, where larger birds had larger functional spatial scales. These results reveal that different groups of organisms have different functional spatial scales at which they respond to habitat heterogeneity. Our results also suggest that monitoring only a small number of species could be misleading for conserving biodiversity at the landscape level.

ZusammenfassungDie Struktur einer Gemeinschaft sollte durch die räumliche Heterogenität in der Landschaft beeinflusst werden. Wir untersuchten die von der Raumskala abhängigen Effekte des Windwurfs nach einem schweren Taifun auf die Waldvogelgemeinschaft. Um die “funktionale Raumskala” abzuschätzen, bei der Vogelgruppen (Gemeinschaft, Art, Körpergrößenklassen, Nahrungsgilde) spezifisch auf die Landschaftsheterogenität reagierten, wurde die Kronenlückenrate (KLR, prozentualer Lückenanteil) bestimmt, indem der Radius eines kreisförmigen Landschaftsausschnitts in Schritten von 10 m von 100 m bis 500 m variiert wurde. Wir analysierten dann die Reaktion der Vogelgemeinschaft (gemessen als Artenreichtum und Abundanz) auf KLR. Der Artenreichtum der Vögel hing nicht signifikant von KLR ab. Dagegen gab es einen signifikanten Zusammenhang bei vielen Gruppen (Art, Körpergrößengilde, Nahrungsgilde). Die Reaktion war auf der Gildenebene deutlicher als auf der Artebene, was nahelegt, daß die Integration und Filtration von Arteigenschaften durch die Gildenzuordnung eine klare Reaktion der Vogeldichte auf das Ausmaß der Kronenlücken erkennbar werden lassen kann. Beispielsweise variierte die Skalenabhängigkeit der Reaktion auf die Störung deutlich zwischen den Körpergrößenklassen, wo große Vögel größere funktionale Raumskalen aufwiesen. Diese Ergebnisse zeigen, dass unterschiedliche Gruppen von Organismen unterschiedliche funktionale Raumskalen besitzen, bei denen sie auf die Habitatheterogenität reagieren. Unsere Ergebnisse legen auch nahe, daß das Monitoring einer nur geringen Anzahl von Arten für den Schutz der Biodiversität auf der Landschaftsebene irreführend sein könnte.