Potential Sensitivity of Québec's Breeding Birds to Climate Change

We examined the relationship between climatic factors and the distribution of breeding birds in southern Quebec, Canada to identify the species whose distribution renders them potentially sensitive to climate change in the study area. We determined the degree of association between the distribution of 65 breeding bird species (601 presence-absence squares of the Atlas of the Breeding Birds of Quebec) and climate variables (212 climatological stations in operation for at least 20 years over the period 1953–1984) by statistically correcting for the effects of several factors that are correlated with bird distribution. Factors considered were the nature and scale of land cover patterns that included vegetation types and landscape characterization, geographical coordinates, and elevation. Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to investigate the effect of climatic variables on breeding bird distribution. Independent variables accounted for a total of 29.1% of the variation in the species matrix. A very large portion of the variance explained by climate variables was shared with spatial variables, reflecting the relationships among latitude, longitude, elevation, and climate. After correcting for the effect of land cover variables, climatic variables still explained 11.4% of the variation in the species matrix, with temperature, i.e., warmer summers and milder winters, having a greater influence than precipitation, i.e., wetter summers. Of the 65 species, 14 appeared to be particularly climate-sensitive. Eight are insectivorous neotropical migrants and six species are at the northern limit of their range in the study area. The opposite is largely true for the eight others; they are practically absent from the southern part of the study area, except for the Dark-eyed Junco (Junco hyemalis), which is widespread there. The White-breasted Nuthatch (Sitta carolinensis) is the only resident species that seemed responsive to climatic variables, i.e., milder winters. Climate warming is thus likely to induce northward shifts for several neotropical migrant species. Many species that currently breed in the northern portion of eastern United States are likely to move northward into Canada. It is thus crucial that sufficient habitats be preserved in Canada to accommodate these future “climate refugees.” Forests in the study area are under management for lumber and therefore, their conservation should receive particular attention. RESUME. La presente etude vise a examiner les liens entre les conditions climatiques et la distribution des oiseaux nicheurs du Quebec (Canada) et a degager les especes qui paraissent les plus sensibles au climat, de maniere a identifier des indicateurs potentiels des incidences du changement climatique sur les ecosystemes. L'approche methodologique a consiste a determiner le degre d'association entre la repartition de 65 especes d'oiseaux nicheurs (601 parcelles de presence-absence de l'Atlas des oiseaux nicheurs du Quebec) et des variables climatiques (212 stations climatologiques en operation au moins 20 ans sur la periode 1953-1984) en supprimant statistiquement l'effet du maximum de facteurs qui peuvent l'obscurcir. Les facteurs qui ont ete consideres sont la nature de l'affectation du sol et son importance, la description du paysage, les coordonnees geographiques et l'altitude. L'analyse canonique des correspondances (CCA) a ete utilisee pour estimer l'effet des variables climatiques sur la repartition des especes d'oiseaux nicheurs. L'ensemble des variables independantes expliquait 29,1 % de la variation de la matrice des especes. Une Environment Canada, Biological consultant Avian Conservation and Ecology 5(2): 5 http://www.ace-eco.org/vol5/iss2/art5/ tres grande partie de la variation expliquee par les variables climatiques etait partagee avec les variables spatiales traduisant de ce fait l'association entre latitude, longitude, altitude et climat. En supprimant l'effet des variables d'affectation du sol, les variables climatiques expliquaient encore une importante partie de la variation de la matrice des especes (11,4 %). Une fois supprime l'effet de l'affectation du sol, les variables decrivant la temperature (etes plus chauds et hivers moins froids) etaient predominantes sur celles decrivant les precipitations (etes pluvieux). Lorsqu'on corrigeait pour l’effet des variables d’affectation du sol, la temperature avait plus d'effet sur la distribution des especes etudiees que les precipitations. Quatorze (14 des 65) especes paraissaient plus sensibles que d'autres au climat. La plupart (8) sont des migrateurs neotropicaux insectivores. Six de ces especes atteignent la limite nord de leur aire de reproduction dans la zone d'etude. L'inverse est presque observe pour les huit autres especes; elles sont pratiquement absentes au sud de la zone d'etude, sauf le Junco ardoise (Junco hyemalis) qui y est repandu. Seule la repartition de la Sittelle a poitrine blanche (Sitta carolinensis) semblait reagir davantage aux variables climatiques parmi les especes residentes (hivers moins froids). Plusieurs especes qui nichent actuellement dans la portion nord-est des Etats-Unis pourraient emigrer vers le nord. Il est donc essentiel que suffisamment d’habitats propices soient proteges au Canada pour heberger ces futurs « refugies climatiques ». Comme la foret mixte est le siege d’une intense exploitation forestiere, cela milite en faveur d’une attention accrue vis-a-vis du potentiel de conservation des forets mixtes exploitees.