Ecological contributions of small waterbodies to animal biodiversity in a Mediterranean semiarid region

Abstract

En las últimas décadas, la biodiversidad asociada a ecosistemas acuáticos continentales ha experimentado un declive notablemente más acusado que la biota presente en ecosistemas terrestres o marinos. Entre los ecosistemas de agua dulce, los pequeños cuerpos de agua destacan por su elevada contribución al total de agua superficial disponible sobre la Tierra. Sin embargo, el potencial de los pequeños cuerpos de agua para mantener biodiversidad no ha sido reconocido en la literatura científica hasta hace pocos años. Actualmente existe un amplio consenso sobre la importancia de los pequeños cuerpos de agua para soportar biodiversidad acuática a escala local y regional. No obstante, numerosos aspectos sobre el papel de los pequeños cuerpos de agua para mantener biodiversidad terrestre a escala local permanecen aún desconocidos. El objetivo de esta tesis doctoral es evaluar el potencial de los pequeños cuerpos de agua para ser utilizados por las comunidades faunísticas (especialmente aves terrestres) de regiones semiáridas. Para ello se muestrearon 39 pequeños cuerpos de agua distribuidos a lo largo de la Región de Murcia, y abarcando tres tipologías tradicionales: abrevaderos, albercas y charcas ganaderas. Mediante observación directa desde un hide portátil, se realizaron censos de aves asociadas a estos pequeños cuerpos de agua durante tres visitas distribuidas a lo largo de un mismo período reproductor (Abril-Julio). Los censos tuvieron una duración de tres horas, comenzaron a primera hora de la mañana y se registraron todas las aves observadas dentro de un perímetro de 10 m alrededor del pequeño cuerpo de agua. Como métodos de muestreo alternativos a la observación directa se utilizaron redes de niebla para capturar e individualizar aves y videocámaras convencionales, a fin de comparar qué método ofrece mejor rendimiento en términos de detectabilidad de las especies. Además, se realizaron censos de aves mediante transectos de 1 km a pie para obtener una idea de la comunidad de aves reproductoras en los hábitats adyacentes a cada cuerpo de agua. Paralelamente a estos censos, se inventarió la comunidad de anfibios reproductores e invertebrados acuáticos en cada cuerpo de agua a través de muestreos estivales con una manga de barrido. Como complemento a estos últimos muestreos de fauna acuática, se utilizaron datos similares ya recabados para otros cuerpos de agua en Francia y Suiza. El método de observación directa y el método combinado de observación directa más videocámaras ofrecieron mejores estimas de detectabilidad para las especies de aves que las redes de niebla, siendo los primeros métodos los más recomendados para obtener datos representativos de la comunidad de aves que hace uso de los pequeños cuerpos de agua. Un total de 80 especies de aves fueron registradas haciendo uso de los pequeños cuerpos de agua. Los abrevaderos ofrecieron la mayor riqueza estimada de aves terrestres, seguidos de las charcas ganaderas y las albercas. Se observó una correlación positiva entre la heterogeneidad ambiental y la riqueza de aves asociada. Las charcas ganaderas fueron especialmente importantes para especies amenazadas o con elevado interés de conservación. Las tres tipologías tradicionales fueron utilizadas por, en promedio, el 71% de las aves terrestres presentes en los hábitats adyacentes. En relación a las comunidades acuáticas, diferentes tipologías de cuerpos de agua artificiales fueron complementarias en su contribución a la riqueza regional de anfibios, coleópteros acuáticos y gasterópodos acuáticos. En promedio, los cuerpos de agua artificiales soportaron el 50% de la riqueza regional de estos grupos para cada una de las regiones estudiadas. Sin embargo, cuerpos de agua naturales presentes en las mismas regiones soportaron casi siempre una mayor riqueza que los artificiales, sugiriendo un potencial moderado de los artificiales para reemplazar a los naturales en futuros paisajes humanizados.

In the last decades, the biodiversity associated to freshwater ecosystems has experienced a more marked decline than the biota inhabiting terrestrial or marine environments. Among the different types of freshwater ecosystems, small waterbodies are of particular interest due to their great contribution to the total water surface on the earth. However, the potential of small waterbodies for supporting biodiversity has not been recognized until some years ago. Today, there is a broad scientific consensus on the important role of small waterbodies to maintain freshwater biodiversity at local and regional scale. Nevertheless, several aspects related to their importance for terrestrial wildlife remain unexplored, as well as their potential for replacing natural ponds in our future human-dominated landscapes. The main objective of this PhD thesis is to assess the potential of small waterbodies to be used by animal communities (especially terrestrial birds) in semiarid regions. For that purpose, 39 small waterbodies distributed along the Province of Murcia (SE Spain) were surveyed, belonging to three traditional typologies: drinking troughs, cattle ponds and traditional artificial pools. Bird surveys were conducted through direct observation within a portable hide and encompassing three visits within the same breeding period (April-July). Surveys began at sunrise, lasted three hours and all birds observed within a 10-m buffer around each waterbody were recorded. Mist-netting and conventional video cameras were also used as alternative survey methods to direct observation, in order to compare the effectiveness of different techniques to detect bird species at small waterbodies. Moreover, traditional lineal transects (1 km) were conducted around each waterbody in order to get a representative picture of the terrestrial breeding bird community inhabiting the surrounding landscape. Additionally, breeding amphibians and freshwater macroinvertebrates were also inventoried for each waterbody through dip netting. As a complement to these data on aquatic communities, similar information already available for small waterbodies from France and Switzerland was also used. Direct observation and the combined method of direct observation plus video cameras yielded greater estimates than mist-netting for detecting bird species associated to small waterbodies. Thus, both observational methods provided more representative data than mist netting on the bird use of small waterbodies. A total of 80 bird species were recorded making use of the studied small waterbodies. Drinking troughs supported the higher estimated terrestrial bird richness, followed by cattle ponds and traditional artificial pools. A positive relation was observed between bird richness and environmental heterogeneity. Cattle ponds were particularly important for threatened and conservation concern species. The three types of traditional small waterbodies were used, on average, by the 71% of the terrestrial bird species inhabiting the surrounding landscape, thus highlighting the great importance of these small habitats for terrestrial wildlife at local scale. In relation to aquatic communities, different types of artificial waterbodies made a complementary contribution to the regional richness of amphibians, water beetles and aquatic snails. On average, artificial waterbodies supported the 50% of the regional richness of the three animal groups, thus highlighting artificial waterbodies make a moderate contribution to the freshwater biodiversity at regional scale. However, a greater richness of aquatic taxa was found for natural ponds located in the same region than the studied artificial waterbodies. Therefore, artificial waterbodies could not compensate the loss of natural ponds in future human-dominated landscapes.