Factors affecting expansion success of bird populations in human-transformed environments: the marsh harrier Circus aeruginosus in the Ebro Valley

[eng] Change in species geographic ranges is a natural phenomenon, but the rate and magnitude of such change has significantly increased due to anthropogenic causes. The rate at which a population spreads/contracts through space is a function of the rates of population growth and dispersal, coupled with density-dependence. Human-induced environmental changes can lead to variation in density-independent components of local birth or death rates through deterministic process (e.g. impoverishment/increase of habitat and food resources), thus pushing populations toward positive/negative growth. Moreover, spatial range constraints, such as dispersal, and density-dependence may also limit population growth and range expansion, beyond environmental characteristics. The main goal of this thesis is to explore the role played by ecological factors such as habitat and food availability, spatial range constraints and density-dependence in the expansion of a species through human-transformed environments. For this purpose, I use as a study model an expanding population of the marsh harrier living in an agricultural landscape of the Ebro Valley (northeastern peninsular Spain). Results obtained in this thesis suggest that environmental factors, sociability, dispersal constraints and density-dependent mechanisms may play an important role in the distribution of a species. Marsh harrier breeding numbers had been greatly reduced in previous decades (1960-1980) mainly due to organochlorine pesticides, drainage of wetlands and direct persecution. Thus, at least part of their increase in recent decades may represent population recovery following reductions in organochlorine use and direct persecution. However, the species may also have benefited from the spread of human-made structures such as artificial ponds and reservoirs related to agricultural intensification, for breeding and from their surrounding herbaceous crops for hunting. At a local scale, individual variation in density-dependence for productivity and settlement patterns may have favoured dispersal of some individuals to new empty habitat patches, while others aggregated around traditional areas. However, at a large scale (i.e., across peninsular Spain), the breeding population of marsh harriers seems to be spatially constricted beyond environmental variables. This result indicates that potential habitat for marsh harriers still exists for further expansions in the Iberian Peninsula (at least at the spatial resolution of our analyses, which does not allow us to consider smaller scale processes that may restrict the species distribution such as local food abundances or pesticides). Potential consequences of this expansion for other species should be considered in order to properly conserve biodiversity in a world of change.[cat] En aquesta tesi s’analitza el paper que desenvolupen factors ecològics com l’hàbitat i la disponibilitat d’aliments, les limitacions espacials i la denso-dependència en l’expansió d’una espècie en ambients transformats per l’home. S’utilitza com a model d’estudi l’arpella Circus aeruginosus en una zona agrícola de la Península Ibèrica, a la part oriental de la Vall de l’Ebre. Els resultats d’aquesta tesi indiquen que tant els factors ambientals, de sociabilitat, les limitacions dispersives i els mecanismes de denso-depèndecia poden jugar un paper important en la distribució d’una espècie. La població d’arpella s’havia reduït en dècades anteriors (1960-0980) degut principalment a l’assecament i contaminació de les zones humides on criava, a l’ús de pesticides i a la persecució directa per part de l’home. Si bé, part de l’augment que la població ha experimentat en els darrers anys podria ser degut a la recuperació de la seva població després de la reducció en l’ús d’organoclorats i en la seva persecució per part d l’home, l’espècie també s’hauria beneficiat en els darrers anys de l’increment d’estructures artificials, com embassaments i basses de reg artificials relacionades amb l’agricultura, e l’espècie utilitza per nidificar i dels cultius herbacis del voltant per caçar. A escala local, la variació individual en els efectes de la denso-dependència en la productivitat i patrons d’assentament, podrien haver afavorit la dispersió d’alguns individus a noves localitats buides, mentre altres individus amb una resposta diferent a la densitat s’agregaven al voltant de zones ja ocupades. A escala de la Península Ibèrica, l’àrea de distribució de l’arpella encara es veuria limitada, per factors espacials diferents al clima i al tipus d’hàbitat, indicant que encara hi hauria hàbitat potencial per a l’espècie (com a mínim a la resolució espacial de les nostres anàlisi, que no permeten considerar processos a escala local). Les possibles conseqüències de l’expansió d’aquesta i altres espècies haurien de ser considerades per tal de conservar adequadament la biodiversitat en l’actual escenari de canvi global