Effets de bordure Fragmentation

Fragmentation

Effets de bordure

BIO3515

Prof. Gabriel Blouin-Demers, PhD

Processus de

fragmentation de l’habitat

• Fragmentation commence par la formation de trouées qui

“perforent” l’habitat

• Trouées deviennent de plus en plus grandes et

nombreuses

• L’environnement est dominé par l’habitat modifié, avec

quelques fragments de l’habitat original

Formation de trouées

Habitat naturel Habitat modifié

Fragmentation

Géométrie et effet de bordure

100 ha

100 ha 50 ha 50 ha

Bordure = 3545 m

Bordure = 5013 m Bordure = 4243 m

68 ha

62 ha 28 ha 28 ha

Largeur de la bordure = 100 m

• MacArthur & Wilson (1967)

• Fonctions déterminant le taux d’immigration

• Aire de l’île

• Distance de la source (continent)

• Analogies avec le problème de la fragmentation

• Les fragments d’habitat sont comme des îles

Biogéographie des îles

Biogéographie des îles

Diversité et taille des îles

•

Nouvelle Guinée, le nombre d’espèces augmente avec la taille de l’île, tel que prédit par la théorie de la

biogéographie des îles

• ^Nombre

d’espèces

augmente avec la taille de l’île

Herpétofaune des

Caraïbes

Ricklefs & Lovette. 1999. The roles of island area per se and habitat diversity in the species–area relationships of four Lesser Antillean faunal groups. Journal of Animal Ecology 68:1142-1160.

Relationship of habitat diversity (D) to area among islands in the Lesser Antilles. Islands having maximum elevations exceeding 800 m are

indicated by solid symbols; lower islands are indicated by open circles

Taille des îles et

diversité des habitats

Relationship of log-transformed species richness to log-

transformed island area for four faunal groups within the Lesser Antilles. Butterflies, open squares and dashed line; birds, filled circles

and solid line; reptiles and amphibians, open triangles and dashed line; bats, filled triangles and

solid line

Ricklefs & Lovette. 1999. The roles of island area per se and habitat diversity in the species–area relationships of four Lesser Antillean faunal groups. Journal of Animal Ecology 68:1142-1160.

Diversité et taille des

îles

• Plus l’isolation est

récente, plus grande est la chance d’immigration dans le passé et plus

grande est la richesse spécifique

100

0 50

5000 10000 15000

Années avant 1999

Richesse spécifique

Autres facteurs

Durée de l’isolation

• Les liens augmentent le

taux d’immigration et donc la richesse spécifique

• Donc, dans les Caraïbes, les îles qui étaient reliées à la terre ont une pente plus élevée que les îles qui ont

toujours été isolées

150 300

1 10 100 1000 10000 Aire (km²)

Nombre d’espèces

West Indies Péninsules

Autres facteurs

Liens entre les îles

Richesse spécifique et aire

• Pente plus raide pour les îles que pour des

parcelles de mêmes

dimensions dans un

habitat continu

Oiseaux nicheurs des fragments boisés en IL

Robinson SK et al. 1995. Regional forest fragmentation and the nesting success of migratory birds. Science 267: 1987-1990

Prédation et effet de bordure

• Prédation au nid des

oiseaux des forêts de l’est de l’Amérique est plus

élevée en bordure et jusqu’à 600 m de la bordure

Wilcove et al. 1986 Ecology

546 NOTES AND COMMENTS Ecology, VoI. 69, No. 2

FARMLAND EDGE FOREST

'0°1 I

400 200 50 0 50 200 500

DISTANCE

F R O M

FIG.I . Predation rate on dummh nests in relation to dis- tance from farmland-Sorest edge (data Srom 1983-1986 pooled). Numbers ~vithin parentheses arc numbers of d u n i n ~ g nests nithin that distance class.

Sorest (thousands of square k~lometres) uhere Sarmland

I S \ er) ~nfrequent (area < 1%) and occurs o ~ l l ) In ^\ e p

small patches. predation rate mas 6% on the same k ~ n d of artihc~al ground nests (Andren et a1 1985) T h ~ s supports W ~ l c o \ e et a1 's ⁽ 1986) suggestion namel) that the edge-related increase in predation le\els o f at

2200-500 m Srom the edge. Studies of predation on abo\.eground artificial nests (Wilcove et al. 1986) and on real birds' nests across edges (Gates and Gysel 1978) also indicate that predation rate on nests in habitat islands is i~lfluenced by distance to habitat edge. How- e\ er. other studies ofloss rates oSdummy nests in Sorest edges contradicts the effect of edge (Yahner and Wright 1985. Angelstam 1986). But Yahner and Wright's study was carried out within Sorest fragments so small that d u m m ) ~lests placed in the middle of them were still within the distance ( 2 5 0 m) where the edge effect is large. Angelstam (1986) explained the absence oSedge efect at farmland-Sorest edges in his study as a con- sequence of farmland patches being small and sparse (CO\ ering 3% of the land area). These small farmland patches could not support such a high density of gen- eralist predators as the Sarmla~ld in this study (farmland co\,ering ~ 5 8 % of the land area).

The main consequence of the increased predation rate near edges is a lower reproductive success in small as compared to large habitat fragments and in Srag-

mented landscapes as compared to continuous habi- tats. This predation pattern has been suggested as one mechanism causing the impoverishment ofbird Saunas in small deciduous woodlots in the eastern United States (Whitcomb et al. 198 1 , .Ambuel and Temple 1983). on bogs in Sweden (Bostrom and Nilsson 1983). and in shore habitats in southern Sweden (Tjernberg 1985.

Jonsson 1986).

In a Sragmented landscape. generalist predators Srom the surrounding h a b ~ t a t penetrate forest islands and pre\.ent prey population density from building up. A

high sustained predation pressure thus causes a non- cyclic prey population in species that are typically cy- clic in co~ltinuous habitat (e.g.. snowshoe hare L ~ p u s u t ~ ~ r r i c a t ~ ~ t sErxl.: grouse: voles: Dolbeer and Clark

1975. W o l f 1980, Keith 1983. Angelstam et al. 1985.

Hanski 1987). .As Sragmentation progresses. Sorest is- land size decreases. causing an even higher predation pressure. which apparently sets the southern distri- bution limit Tor the snowshoe hare (Sic\-ert and Keith

1985).

T o conclude. predators entering habitat islands from adjacent habitats should be considered an important Sactor when discussing bird community composition.

population density. and population dynamics in a frag- mented landscape.

.-ichr~o~~~lc~dgr~~c~nfs:Wc thank P. Edenhamn and I.

Lhgberg. who helped us with the fieldwork. J. Bengts- son. E. Lindstrom. A. P. Moller, S. G. Nilsson, S. L'lf- strand. and P. Widkn kindly commented on an earlier version of this paper. The stud> was funded by a pri-

\ a t e foundatio~l and by the National Swedish Envi- ronmental Protection Board.

.Amhucl. U..and S. A. Temple. 1983. .Area-dependent changes in the bird conin~unities and Legetatlon of southern Wis- consin forests. Ecolog) 64:1057-1068.

'Andrtn. H.. P. angel st an^. E. Lindstrom. and P. M'idkn. 1985.

Differences In predation pressure in relation to habitat ]'rag- mentation an experiment. Oikos 45:973-977.

,Angclstam. P. 1986. Predation on ground-ncsting birds' nests in relation to predator densities and habitat edge. Oikos 47:

365-373.

.Angelstam.

-

Bostrom. U.. and S. Ci. Kilsson. 1983. Latitudinal gradients and local \ariation in species richness and structure of bird c o m m u n ~ t i c son raised peat-bogs in S~vcdcn. Ornis Scan- dinavica 14:1 13-196.

Brittinghani. h1. C'.. and S. .A. Temple. 1983. How conbirds ha\ c caused Sorest songbirds to decline. BioScience 3313 1- 35.

Dolbeer. R. A,. and ^I\'.R. Clark. 1975. Population ccolog!.

ofsnonshoe hares In the central Rock> blountains. Journal of Wildlili. blanagemcnt 39:535-549.

Gates. J . E.. and L. W . C;>sel. 1978. ,A\.ian nest dispersion and lledging outcome In field-Sorest edges. Ecolog!. 59:87 1- 883.

Hanski. 1. 1987. Populations of small niammals c>cle- unless the) don't. Trends in Ecologg and Evolution 2:55- 56.

Helle. P. 1984. Eficts ofhabitat area on breeding bird com- munities in Northeastern Finland. 'Annales Zoolog~ci Fen-

-

nici 21:493-425.

.Sonsson. P. E. 1986. The K c n t ~ s h Plo\ er C'htrrutiriirc tr/c,.\-- uritiiiriirs in Scania 1986-report from a c o n s c r ~ ation proj- ect. (In S\\edisli w t h English summar> ^.) 'Anser 25:237-343.

Keith. 1.U. 1983. Role of food in hare population c>cles.

Oikos 40:385-396.

Andren & Angelstam. 1988. Elevated predation rates as an edge effect in habitat islands: experimental evidence. Ecology 69: 544-547.

Predation rates on dummy nests in relation to distances from farmland-forest edge. Numbers in

parentheses are the number of dummy nests

Espèces d’intérieur des forêts

• L’incidence de certaines espèces augmente avec la surface des fragments

boisés

• Cette tendance suggère que ces espèces

disparaissent des petits

fragments

Fragmentation des forêts:

le pic Dendrocopus major

• Territoires de plusieurs hectares dans les

forêts

• Incidence faible dans les petits fragments

• Espèce absente dans

les fragments <5 ha

Incidence (% de fragments occupés)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Variation spécifique

dans la susceptibilité

Variation spécifique

Perte d’espèces et fragmentation:

Mercurialis perennis (Dog’s mercury)

• Forêt secondaire est un habitat suboptimal

• Persistance dans l’habitat suboptimal requiert une immigration constante

• Incidence décline avec la distance de la source la plus rapprochée

Incidence (% de fragments occupés)

Distance de la forêt mature la plus rapprochée (km) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0

20 40 60 80 100

Dynamique d’une métapopulation

• Euphydryas editha bayensis

• Retrouvé dans les prairies de serpentine dans la

région de San Francisco

• Populations ne persistent que sur les petits

fragments près de la source grâce à

l’immigration constante

Morgan Hill

10 km

Populations persistentes

Effets de la fragmentation sur les

communautés de plantes et d’animaux de

la forêt amazonienne au Brésil

Design expérimental

Bordure

Fragment de forêt

100 m

Richesse spécifique des oiseaux

• Richesse spécifique réduite dans le

fragment et à la

bordure

0 10 20 30 40 50 60

Forêt

intacte Bordure Fragment de forêt

50 m

10 m

Densité des oiseaux

• Densité réduite

dans les fragments et à la bordure

Nombre d’ individus

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Fôret intacte

Bordure Fragment de forêt

50 m

10 m

Effet du couvert forestier sur herptiles et mammifères

Richesse spécifique des herptiles

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 -0.4

-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6

Couvert forestier (2000 m)

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 -0.4

-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6

Richesse des mammifères