Coping with collapse: Functional robustness of coral-reef fish network to simulated cascade extinction.

Human activities and climate change have accelerated species losses and degradation of ecosystems to unprecedented levels. Both theoretical and empirical evidence suggest that extinction cascades contribute substantially to global species loss. The effects of extinction cascades can ripple across levels of ecological organization, causing not only the secondary loss of taxonomic diversity but also functional diversity erosion. Here, we take a step forward in coextinction analysis by estimating the functional robustness of reef fish communities to species loss. We built a tripartite network with nodes and links based on a model output predicting reef fish occupancy (113 species) as a function of coral and turf algae cover in Southwestern Atlantic reefs. This network comprised coral species, coral-associated fish (site occupancy directly related to coral cover), and co-occurring fish (occupancy indirectly related to coral cover). We used attack-tolerance curves and estimated network robustness (R) to quantify the cascading loss of reef fish taxonomic and functional diversity along three scenarios of coral species loss: degree centrality (removing first corals with more coral-associated fish), bleaching vulnerability and post-bleaching mortality (most vulnerable removed first), and random removal. Degree centrality produced the greatest losses (lowest R) in comparison with other scenarios. In this scenario, while functional diversity was robust to the direct loss of coral-associated fish (R = 0.85), the taxonomic diversity was not robust to coral loss (R = 0.54). Both taxonomic and functional diversity showed low robustness to indirect fish extinctions (R = 0.31 and R = 0.57, respectively). Projections of 100% coral species loss caused a reduction of 69% of the regional trait space area. The effects of coral loss in Southwestern Atlantic reefs went beyond the direct coral-fish relationships. Ever-growing human impacts on reef ecosystems can cause extinction cascades with detrimental consequences for fish assemblages that benefit from corals.

Phylogenetic uncertainty and the inference of patterns in community ecology and comparative studies.

Progress in phylogenetic community ecology is often limited by the availability of phylogenetic information and the lack of appropriate methods and solutions to deal with this problem. We estimate the effect of the lack of phylogenetic information on the relations among taxa measured by commonly used phylogenetic metrics in comparative studies and community ecology, namely: Blomberg's K phylogenetic signal, Faith's Phylogenetic Diversity (PD), Mean Phylogenetic Distance (MPD) and Mean Nearest Taxon Distance (MNTD). To overcome this problem, we tested two possible solutions: Polytomic trees and Operational trees. Our results show that the effects on K values strongly depended on the level of phylogenetic signal. In the case of the community metrics, the effects were insensitive to the patterns of species distribution in the communities. Community metrics tended to be overestimated with both Polytomic and Operational trees, but the overestimation was higher with Polytomic trees. PD and MPD metrics were less biased than MNTD metric. We show that the lack of phylogenetic resolution is not necessarily problematic for all analyses and that its effect will depend on the chosen metric and on the solutions used to deal with the problem. Based on our results, we suggest that ecologists should prefer the Operational tree solution to remove polytomies in the phylogenetic tree and take careful consideration while designing experiments, and analyzing and interpreting the results of phylogenetic metrics.

Bird-habitat associations in coastal rangelands of southern Brazil / Associações entre aves e variáveis de habitat em campos costeiros do sul do Brasil

Nearly all remnants of temperate grasslands in southeastern South America are used for livestock ranching and are subject to habitat degradation resulting from this activity. Exploring how habitat features affect the composition of grassland avifaunal communities is a first step to understand how current cattle-ranching management practices impact avian diversity. We used canonical ordination to test for relationships between five habitat variables and the composition of the bird community in coastal grasslands in southern Brazil. We sampled pastures with different heights,from overgrazed short-grass to tall herbaceous vegetation. We recorded 1,535 individuals and 27 species of birds. The first ordination axis indicated a strong contribution of mean vegetation height on the composition of the bird community, whereas the second axis revealed the influence of herbaceous vegetation patchiness and woody vegetation cover. Three groups of species were revealed by the ordination: one more diffuse associated with intermediate and tall herbaceous vegetation, another with short grass, and a third with vegetation patchiness and woody vegetation. Species restricted to tall herbaceous vegetation are negatively impacted from habitat degradation resulting from overgrazing and trampling by livestock, and mowing and burning of tall plants. Occurrence of these species in our study area is related with the presence of swales immediately behind the dune system and where remnants of tall vegetation persist. Birds of pastures with ample cover of short herbaceous plants, including one globally threatened species and six other restricted to short-grass habitat, apparently benefit from local livestock management practices. Woody vegetation possibly functions as a keystone structure, enabling the occurrence in grasslands of avian species that rely on shrubby habitat. Although livestock ranching promotes the diversity of habitats by creating distinct patches of vegetation height in grasslands, current management practices directed to the maintenance of short grass pastures may eliminate an entire subset of species, including regionally threatened taxa, and reduce avian diversity. The maintenance of large patches of tall herbaceous plants is needed to ensure the survival of species reliant on this type of grassland structure in our study area.

Praticamente todos os remanescentes de campo temperado no sudeste da América do Sul são usados para a pecuária e estão sujeitos à degradação de habitat resultante dessa atividade. Explorar como a composição das comunidades de aves é influenciada por características de habitat é um passo inicial para compreender o impacto que as atuais práticas de manejo da pecuária em campos nativos exercem sobre a biodiversidade. Nós usamos ordenação canônica para testar as relações entre cinco variáveis de habitat e a composição da comunidade de aves em campos costeiros do sul do Brasil. Amostramos pastagens nativas de diferentes alturas, variando de campos sobrepastejados até aqueles cobertos por vegetação herbácea de porte elevado. Registramos 1.535 indivíduose 27 espécies de aves. O primeiro eixo de ordenação indicou uma forte contribuição de altura média da vegetação sobre a composição da comunidade de aves, enquanto o segundo eixo demonstrou a influência da variação vertical da altura da vegetação herbácea e da cobertura de vegetação lenhosa. Três grupos de espécies foram revelados pela ordenação: um mais difuso associado com vegetação herbácea de porte intermediário e alto, outro com vegetação baixa, e um terceiro relacionado com a variação vertical da altura da vegetação herbácea e a cobertura de vegetação lenhosa. Espécies restritas à vegetação herbácea de porte alto são impactadas negativamente pela degradação do habitat resultante do sobrepastejo e pisoteio, além de roçadas e queimadas. A ocorrência dessas aves em nossa área de estudo está relacionada à presença de depressões situadas imediatamente atrás do sistema de dunas e onde os remanescentes de vegetação alta persistem. Aves de pastagens com ampla cobertura de plantas herbáceas de porte baixo, incluindo uma espécie globalmente ameaçada e outras seis restritas a esse tipo de habitat, aparentemente se beneficiam das práticas locais de pecuária. A vegetação lenhosa possivelmente atua como uma estrutura-chave em campos, favorecendo a ocorrência de espécies que dependem de habitats arbustivos. Embora a pecuária promova a diversidade de habitats em campos ao criar um mosaico de manchas de vegetação de alturas variáveis, as atuais práticas de manejo voltadas para a manutenção de pastagens de gramíneas baixas podem eliminar um subconjunto inteiro de espécies, incluindo táxons regionalmente ameaçados, e reduzir a diversidade de aves em campos. A manutenção de grandes manchas de plantas herbáceas de porte alto é necessária para garantir a sobrevivência de espécies dependentes deste tipo de vegetação em nossa área de estudo.

Bird-habitat associations in coastal rangelands of southern Brazil / Associações entre aves e variáveis de habitat em campos costeiros do sul do Brasil

Nearly all remnants of temperate grasslands in southeastern South America are used for livestock ranching and are subject to habitat degradation resulting from this activity. Exploring how habitat features affect the composition of grassland avifaunal communities is a first step to understand how current cattle-ranching management practices impact avian diversity. We used canonical ordination to test for relationships between five habitat variables and the composition of the bird community in coastal grasslands in southern Brazil. We sampled pastures with different heights,from overgrazed short-grass to tall herbaceous vegetation. We recorded 1,535 individuals and 27 species of birds. The first ordination axis indicated a strong contribution of mean vegetation height on the composition of the bird community, whereas the second axis revealed the influence of herbaceous vegetation patchiness and woody vegetation cover. Three groups of species were revealed by the ordination: one more diffuse associated with intermediate and tall herbaceous vegetation, another with short grass, and a third with vegetation patchiness and woody vegetation. Species restricted to tall herbaceous vegetation are negatively impacted from habitat degradation resulting from overgrazing and trampling by livestock, and mowing and burning of tall plants. Occurrence of these species in our study area is related with the presence of swales immediately behind the dune system and where remnants of tall vegetation persist. Birds of pastures with ample cover of short herbaceous plants, including one globally threatened species and six other restricted to short-grass habitat, apparently benefit from local livestock management practices. Woody vegetation possibly functions as a keystone structure, enabling the occurrence in grasslands of avian species that rely on shrubby habitat. Although livestock ranching promotes the diversity of habitats by creating distinct patches of vegetation height in grasslands, current management practices directed to the maintenance of short grass pastures may eliminate an entire subset of species, including regionally threatened taxa, and reduce avian diversity. The maintenance of large patches of tall herbaceous plants is needed to ensure the survival of species reliant on this type of grassland structure in our study area.(AU)

Praticamente todos os remanescentes de campo temperado no sudeste da América do Sul são usados para a pecuária e estão sujeitos à degradação de habitat resultante dessa atividade. Explorar como a composição das comunidades de aves é influenciada por características de habitat é um passo inicial para compreender o impacto que as atuais práticas de manejo da pecuária em campos nativos exercem sobre a biodiversidade. Nós usamos ordenação canônica para testar as relações entre cinco variáveis de habitat e a composição da comunidade de aves em campos costeiros do sul do Brasil. Amostramos pastagens nativas de diferentes alturas, variando de campos sobrepastejados até aqueles cobertos por vegetação herbácea de porte elevado. Registramos 1.535 indivíduose 27 espécies de aves. O primeiro eixo de ordenação indicou uma forte contribuição de altura média da vegetação sobre a composição da comunidade de aves, enquanto o segundo eixo demonstrou a influência da variação vertical da altura da vegetação herbácea e da cobertura de vegetação lenhosa. Três grupos de espécies foram revelados pela ordenação: um mais difuso associado com vegetação herbácea de porte intermediário e alto, outro com vegetação baixa, e um terceiro relacionado com a variação vertical da altura da vegetação herbácea e a cobertura de vegetação lenhosa. Espécies restritas à vegetação herbácea de porte alto são impactadas negativamente pela degradação do habitat resultante do sobrepastejo e pisoteio, além de roçadas e queimadas. A ocorrência dessas aves em nossa área de estudo está relacionada à presença de depressões situadas imediatamente atrás do sistema de dunas e onde os remanescentes de vegetação alta persistem. Aves de pastagens com ampla cobertura de plantas herbáceas de porte baixo, incluindo uma espécie globalmente ameaçada e outras seis restritas a esse tipo de habitat, aparentemente se beneficiam das práticas locais de pecuária. A vegetação lenhosa possivelmente atua como uma estrutura-chave em campos, favorecendo a ocorrência de espécies que dependem de habitats arbustivos. Embora a pecuária promova a diversidade de habitats em campos ao criar um mosaico de manchas de vegetação de alturas variáveis, as atuais práticas de manejo voltadas para a manutenção de pastagens de gramíneas baixas podem eliminar um subconjunto inteiro de espécies, incluindo táxons regionalmente ameaçados, e reduzir a diversidade de aves em campos. A manutenção de grandes manchas de plantas herbáceas de porte alto é necessária para garantir a sobrevivência de espécies dependentes deste tipo de vegetação em nossa área de estudo.(AU)

Feeding ecology of the Neotropical otter Lontra longicaudis in the Lower Arroio Grande River, southern Brazil.

The present study was based on the analysis of spraints (n = 294) collected between December 2005 and November 2007. The importance of each type of prey was determined by absolute and relative frequency. Niche breadth was also estimated. The results were reported as mean (± SD) of relative frequencies. Fish were the main prey found in spraints (57.8 ± 7.0%). Fish from Callichthyidae family were the main prey, followed by Cichlidae, the species Hoplias malabaricus and the family Characidae. The frequencies of other fish and taxa were lower than 13.9% (absolute frequency) and 5.6% (relative frequency). Despite significant seasonal variations, (P = 0.001), niche breadth values were low in all seasons (0.39 ± 0.11). Therefore, Lontra longicaudis presented a narrow niche breadth as a result of consistent fish predation. Based on these data, fish with rapid movement presenting territorial behavior and benthic fish with slow movements are the most consumed. Seasonal fluctuations are caused by the increase of secondary prey in the diet during some seasons.

Shifts in composition of avian communities related to temperate-grassland afforestation in southeastern South America / Alterações na composição de comunidades de aves relacionadas ao florestamento de campos temperados no sudeste da América do Sul

Afforestation of temperate grasslands with fast-growing trees for industrial pulpwood production is spreading in South America. Despite high afforestation rates resulting from governmental policies that stimulate pulpwood production in grasslands of southern Brazil and Uruguay, the impact of this activity on biodiversity remains to be properly assessed. We used an Impact-Reference study design to evaluate how grassland afforestation affects the composition of grassland bird assemblages. We sampled eucalyptus plantations and neighboring natural grasslands in southern Brazil from 2006-2009, and relied on nested sampling and analysis to separate the effects of afforestation from the natural variability of grasslands. We recorded a significant difference in composition between assemblages from grasslands and tree plantations. Species adapted to open, treeless areas tended to be negatively affected in relation to edge or forest birds in eucalyptus plantations. Afforestation is systematically replacing the bird assemblage of hilltop grasslands by a collection of common edge and forest species that occur in nearby riverine and hillside forests. Although most grassland birds negatively affected by tree plantations are common and widespread, observed and predicted afforestation rates in southeastern South America may result in regional population reductions in the near future.

O florestamento de campos temperados com árvores de crescimento rápido para a produção industrial de celulose está aumentando na América do Sul. Apesar das elevadas taxas de florestamento resultantes de políticas governamentais que estimulam o plantio de árvores para celulose em campos do sul do Brasil e Uruguai, o impacto dessa atividade sobre a biodiversidade ainda carece de avaliação adequada. Utilizamos um delineamento experimental do tipo impacto-referência para avaliar como o florestamento dos campos afeta a composição da assembleia de aves campestres. Amostramos plantações de eucalipto e campos nativos no sul do Brasil entre 2006-2009 e nos valemos de amostragem e análise aninhada para separar os efeitos do florestamento da variabilidade natural dos campos. Registramos uma diferença significativa na composição entre as assembleias de aves do campo e de plantações de eucalipto. Espécies adaptadas a áreas abertas destituídas de árvores foram afetadas negativamente pelo florestamento, ao passo que aves florestais ou de borda de floresta foram favorecidas pela plantação de eucalipto. O florestamento está sistematicamente substituindo a assembleia de aves de campos de topos de morros por uma coleção de espécies de floresta e de borda comuns em matas ciliares e de encosta. Apesar de a maioria das espécies campestres afetadas negativamente pelas plantações de árvores serem comuns e de ampla distribuição, as taxas de florestamento observadas e previstas no sudeste da América do Sul podem gerar reduções populacionais regionais num futuro próximo.

Shifts in composition of avian communities related to temperate-grassland afforestation in southeastern South America / Alterações na composição de comunidades de aves relacionadas ao florestamento de campos temperados no sudeste da América do Sul

Afforestation of temperate grasslands with fast-growing trees for industrial pulpwood production is spreading in South America. Despite high afforestation rates resulting from governmental policies that stimulate pulpwood production in grasslands of southern Brazil and Uruguay, the impact of this activity on biodiversity remains to be properly assessed. We used an Impact-Reference study design to evaluate how grassland afforestation affects the composition of grassland bird assemblages. We sampled eucalyptus plantations and neighboring natural grasslands in southern Brazil from 2006-2009, and relied on nested sampling and analysis to separate the effects of afforestation from the natural variability of grasslands. We recorded a significant difference in composition between assemblages from grasslands and tree plantations. Species adapted to open, treeless areas tended to be negatively affected in relation to edge or forest birds in eucalyptus plantations. Afforestation is systematically replacing the bird assemblage of hilltop grasslands by a collection of common edge and forest species that occur in nearby riverine and hillside forests. Although most grassland birds negatively affected by tree plantations are common and widespread, observed and predicted afforestation rates in southeastern South America may result in regional population reductions in the near future.(AU)

O florestamento de campos temperados com árvores de crescimento rápido para a produção industrial de celulose está aumentando na América do Sul. Apesar das elevadas taxas de florestamento resultantes de políticas governamentais que estimulam o plantio de árvores para celulose em campos do sul do Brasil e Uruguai, o impacto dessa atividade sobre a biodiversidade ainda carece de avaliação adequada. Utilizamos um delineamento experimental do tipo impacto-referência para avaliar como o florestamento dos campos afeta a composição da assembleia de aves campestres. Amostramos plantações de eucalipto e campos nativos no sul do Brasil entre 2006-2009 e nos valemos de amostragem e análise aninhada para separar os efeitos do florestamento da variabilidade natural dos campos. Registramos uma diferença significativa na composição entre as assembleias de aves do campo e de plantações de eucalipto. Espécies adaptadas a áreas abertas destituídas de árvores foram afetadas negativamente pelo florestamento, ao passo que aves florestais ou de borda de floresta foram favorecidas pela plantação de eucalipto. O florestamento está sistematicamente substituindo a assembleia de aves de campos de topos de morros por uma coleção de espécies de floresta e de borda comuns em matas ciliares e de encosta. Apesar de a maioria das espécies campestres afetadas negativamente pelas plantações de árvores serem comuns e de ampla distribuição, as taxas de florestamento observadas e previstas no sudeste da América do Sul podem gerar reduções populacionais regionais num futuro próximo.(AU)