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Realized climate niche breadth varies with population trend and distribution in North American birds

JOEL RALSTON WILLIAM V. DELUCA RICHARD EVAN FELDMAN David King (2016)

Ecological niche theory states that realized niche breadth should increase with population growth. This relationship has been studied extensively in the context of density-dependent habitat selection, and there is evidence that animal populations at higher density occupy a wider range of vegetation types. To our knowledge, no previous studies have investigated the relationship between population growth and climate niche breadth (i.e. the range of climatic conditions occupied). Here we aim to estimate the influence of population trend, as well as changes in distribution, on realized climate niche breadth. Location: North America. Methods: We estimated changes in realized climate niche breadth and distribution between 1980 and 2012 for 46 bird species using data from the North American Breeding Bird Survey (BBS) and standard ecological niche modelling techniques. We analysed changes in niche breadth inrelation to population trends and distributional changes from the BBS for these same species. Results: Changes in realized climate niche breadth were significantly and positively associated with population growth, as reflected by BBS population trends, and with changes in distributional extent. Using variance partitioning, we showed that 44.2% of the variation in change in nichebreadth can be explained by population trend, and that roughly half of this was independent of changes in distribution. Conclusions: Realized climate niche breadth is variable on an ecological time-scale as a function of population trend. Mechanisms associated with changes in distribution and those acting within current species range limits appear to be equally important in driving this relationship. Observed changes in niche breadth may violate distribution modelling assumptions of niche conservatism. Studying how population growth influences realized climate niche breadth is therefore important for understanding dynamic species distributions, responses to climate change and our ability to model future species distributions.

Article

ABUNDANCE BREEDING BIRD SURVEY GRINNELLIAN NICHE SPECIES DISTRIBUTION BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Realized climate niche breadth varies with population trend and distribution in North American birds

JOEL RALSTON WILLIAM V. DELUCA RICHARD EVAN FELDMAN David King (2016)

Ecological niche theory states that realized niche breadth should increase with population growth. This relationship has been studied extensively in the context of density-dependent habitat selection, and there is evidence that animal populations at higher density occupy a wider range of vegetation types. To our knowledge, no previous studies have investigated the relationship between population growth and climate niche breadth (i.e. the range of climatic conditions occupied). Here we aim to estimate the influence of population trend, as well as changes in distribution, on realized climate niche breadth. Location: North America. Methods: We estimated changes in realized climate niche breadth and distribution between 1980 and 2012 for 46 bird species using data from the North American Breeding Bird Survey (BBS) and standard ecological niche modelling techniques. We analysed changes in niche breadth inrelation to population trends and distributional changes from the BBS for these same species. Results: Changes in realized climate niche breadth were significantly and positively associated with population growth, as reflected by BBS population trends, and with changes in distributional extent. Using variance partitioning, we showed that 44.2% of the variation in change in nichebreadth can be explained by population trend, and that roughly half of this was independent of changes in distribution. Conclusions: Realized climate niche breadth is variable on an ecological time-scale as a function of population trend. Mechanisms associated with changes in distribution and those acting within current species range limits appear to be equally important in driving this relationship. Observed changes in niche breadth may violate distribution modelling assumptions of niche conservatism. Studying how population growth influences realized climate niche breadth is therefore important for understanding dynamic species distributions, responses to climate change and our ability to model future species distributions.

Article

ABUNDANCE BREEDING BIRD SURVEY GRINNELLIAN NICHE SPECIES DISTRIBUTION BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Effects of Land-Use Modifications in the Potential Distribution of Endemic Bird Species Associated With Tropical Dry Forest in Guerrero, Southern Mexico

Pablo Sierra Morales Roberto Carlos Almazán Núñez Javier Jiménez Hernández Alfredo Méndez Bahena Octavio Rafael Rojas Soto (2018)

Land-use changes are one of the main causes of biodiversity loss. It would be expected that species with restricted hábitats and distribution should experience the main negative effects of the modification of natural environm ents. To exemplify the potential effect of land transformation on restricted species, we focused on the potential habitat loss of six endemic and quasi-endemic species to Mexico (Ortalis poliocephala, Melanerpes chrysogenys, Trogoncitreolus, Pheugopedius felix, Uropsila leucogastra, and Arremonops rufivirgatus) whose distributions include the state of Guerrero, in southern Mexico. Species distribution models were generated for each species, and potential habitat loss was evaluated using three temporal vegetation and land-use maps (1997, 2003, and 2013).

Article

Species distribution models Habitat loss Tropical dry forest Biodiversity loss CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS

Habitat suitability models to make conservation decisions based on areas of high species richness and endemism

NATHALIE SOCORRO HERNANDEZ QUIROZ ERNESTO IVAN BADANO Felipe Barragán Torres Joel David Flores Rivas CARMELO PINEDO ALVAREZ (2018)

"Biodiversity positively relates with the provisioning of ecosystem services and preserving areas with elevated diversity of highly-functional species could help to ensure human well-being. Most studies addressed to make these decisions use maps relying on species occurrences, where sites containing several species are proposed as priority conservation areas. These maps, however, may underestimate species richness because of the incompleteness of occurrence data. To improve this methodology, we propose using habitat suitability models to estimate the potential distribution of species from occurrence data, and later shaping richness maps by overlapping these predicted distribution ranges. We tested this proposal with Mexican oaks because they provide several ecosystem services and habitat suitability models of species were calibrated with MaxEnt. We used linear regressions to compare the outputs of these predictive maps with those of maps based on species occurrences only and, for both mapping methods, we assessed how much surface of sites with elevated richness and endemism of oaks is currently included within nature reserves. Both mapping methods indicated that oak species are concentrated in mountain regions of Mexico, but predictive maps based on habitat suitability models indicated higher oak richness and endemism that maps based on species occurrences only. Our results also indicated that nature reserves cover a small fraction of areas harboring elevated richness and endemism of oaks. These results suggest that estimating richness across extensive geographic regions using habitat suitability models quickly provides accurate information to make conservation decisions for highly-functional species groups."

Article

Conservation priority areas Forest conservation Quercus Oaks Species distribution models CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS CIENCIA FORESTAL CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN

Detección remota de proliferaciones algales en Baja California Sur, México

MIGUEL ANGEL MATUS HERNANDEZ (2019)

"El fitoplancton es un importante productor primario que se encuentra en la base de la cadena alimentaria de los ecosistemas marinos y costeros. Sin embargo, nuestra limitada capacidad de monitoreo y comprensión cuantitativa de la distribución de la mayoría de los grupos que lo conforman, limita la capacidad de comprender su contribución al funcionamiento de los ecosistemas. Por ello, se requiere del desarrollo de técnicas modernas que permitan el monitoreo y la comprensión de los mecanismos y procesos que influyen en el dominio de una población dentro de los ecosistemas. En este trabajo se propone el uso de imágenes satelitales de alta resolución espacial (30 m) para el estudio, y su posible uso en el monitoreo, de proliferaciones algales (PA). Para ello, se evaluó la capacidad predictiva de los modelos de regresión (Regresión Lineal Simple [RLS], Regresión Lineal Múltiple [RLM] y Modelos Aditivos Generalizados [MAG]) para estimar la concentración de Clorofila-a (Chl-a) a partir de datos in situ y valores de reflectancia de las bandas espectrales de imágenes Landsat 8. Adicionalmente, se evaluaron los patrones de distribución espacial y temporal de cuatro de los principales grupos formadores de proliferaciones algales, encontrados durante un ciclo anual de monitoreo en la Bahía de La Paz (Tripos, Prorocentrum, Pseudo-nitzschia y Gymnodinium). De acuerdo a los estadísticos de prueba, el modelo RLM que fue construido con cuatro bandas espectrales (1, 2, 3 y 5) fue considerado el mejor método para predecir la Chl-a, explicando el 87% de la variabilidad de los datos. Los modelos de distribución de especies (MDE) sugieren que los géneros seleccionados presentan una fuerte variabilidad espacial y estacional, observándose la mayor abundancia de Tripos y Gymnodinium de mayo a junio, Prorocentrum de junio a noviembre y Pseudo-nitzschia de enero a junio. La evaluación de la capacidad predictiva indica que estos modelos pueden explicar entre 65 y 92% de la variabilidad de los datos de cada uno de los géneros analizados. Los resultados de este trabajo sugieren que las imágenes Landsat 8 podrían aplicarse de manera efectiva para estimar la concentración de Chl-a en ambientes costeros, mientras que los MDE podrían ser una herramienta útil para describir las preferencias de hábitat de las comunidades de fitoplancton, permitiendo, en su conjunto, implementar programas de monitoreo para la detección de PA..."

"Phytoplankton is an important primary producer that lies at the base of the food chain of marine and coastal ecosystems. However, our limited ability to monitor and quantitatively understand the distribution of most of the groups that comprise it, limits the capability to understand their contribution to the functioning of ecosystems. Thus, the reason for developing modern techniques required to allow monitoring and understanding the mechanisms and processes that influence the domain of a population within ecosystems. This study used satellite images of high spatial resolution (30 m) proposed for the study and possible use in monitoring algal blooms (AB). For this purpose, the predictive performance of regression models (Simple Linear Regression [SLR], Multiple Linear Regression [MLR] and Generalized Additive Models [GAMs]) was assessed to estimate the concentration of chlorophyll-a (Chl-a) from in situ data and reflectance values of the spectral bands of Landsat 8 images. In addition, the spatial and temporal distribution patterns of four of the main algal proliferation (Tripos, Prorocentrum, Pseudo-nitzschia and Gymnodinium) groups recorded were assessed during an annual monitoring cycle in the Bahía de La Paz. According to the test statistics, the MRL model that was constructed with four spectral bands (1, 2, 3 and 5) was considered the best method to predict Chl-a, explaining 87% of datum variability. The species distribution models (SDM) suggested that the selected genera had a strong spatial and seasonal variability, observing a greater abundance of Tripos and Gymnodinium from May to June; Prorocentrum from June to November; Pseudo-nitzschia from January to June. The assessment of predictive performance indicated that these models could explain from 65-92% of variability of the data of each analyzed genus. The results obtained in this study suggested that Landsat 8 images could be applied effectively to estimate Chl-a concentrations in coastal environments while SDM could be a useful tool to describe habitat preferences of phytoplankton communities, which as a whole, allows implementing monitoring programs for the detection of AB. Together, both methodologies could be used as an early warning system for harmful algal bloom (HAB) detection in coastal ecosystems."

Doctoral thesis

Fitoplancton, Landsat-8, Detección remota, Modelos de distribución de especies, Clorofila-a Phytoplankton, Remote sensing, Species distribution models, Chlorophyll-a BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) ALGOLOGÍA (FICOLOGÍA) ALGOLOGÍA (FICOLOGÍA)

Dinámica de poblaciones de Ceratozamia matudai Lundell (Zamiaceae) en la Reserva de la Biosfera El Triunfo, Chiapas, México

Miguel Ángel Pérez Farrera (1999)

Resumen en español: "Se describe la distribución geográfica de Ceratozamia matudai Lundell y los parámetros demográficos básicos en dos poblaciones, sus asociaciones con factores ambientales. Colecta y revisiones de ejemplares de tierbarios indican que C. matudai solamente se encuentra en la vertiente del Pacífico de la Sierra Madre de Chiapas. Dos censos (1998-1999) fueron llevados a cabo en un bosque de Pinus-Cupressus en la zona núcleo de la Reserva de la Biosfera El Triunfo y en un Bosque mesófilo de montaña en la zona de amortiguamiento de la misma reserva. La composición florística, profundidad del suelo y la pendiente fueron registradas y los individuos de C. matudai fueron mapeados en cada sitio. La distribución espacial local fue agregada presentándose en suelos pocos profundos y pendientes pronunciadas en ambos sitios. Esta especie presento diferencias en producción de hojas, diámetro y altura del tronco entre los sitios muestreados. Periodos prolongados de sequia y subsecuentes periodos largos de lluvias en su hábitat así como también factores ambientales, como vegetación y especie vecina contribuyeron a la alta mortalidad de plántulas resultando en un estructura de población de una curva de “J" inversa. Debido a su bajo número y distribución geográfica restringida sugerimos cambiar su estatus de acuerdo a la UICN a planta en peligro de extinción. Al igual que otras cycadas, C. matudai puede alcanzar precios considerables en el mercado. La propagación ex situ de esta especie puede proveer incentivos entre los campesinos locales para su conservación de las poblaciones naturales y su hábitat. "

Master thesis

Ceratozamia matudai;Cycadales;Especies en peligro de extinción;Distribución geográfica;Dinámica de la población Ceratozamia matudai;Cycads;Endangered species;Geographical distribution;Population dynamics BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA CIENCIAS DE LA VIDA

Caracterización de la sequía en el estado de San Luis Potosí, México

ROSA DEL CARMEN CAMPOS MACIAS (2016)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Hidrociencias).- Colegio de Postgraduados, 2016.

México ha padecido a lo largo de la historia los efectos de la sequía, aunque no se conocen con mucha exactitud las fechas en que ocurrieron, si se tiene conocimiento de periodos de sequía en el pasado. Las sequías han generado hambre, muerte de ganado, migración, desequilibrio hidrológico y ecológico. Por estas causas la sociedad debe tener un panorama acerca de este fenómeno, en qué periodo y en qué lugar se ha ubicado históricamente. Dada la importancia de este fenómeno, en el presente trabajo se realizó la caracterización de la sequía en el Estado de San Luis Potosí con los métodos SPI (Índice de Precipitación Estandarizado) y SPEI (Índice de Precipitación Evapotranspiración Estandarizado). Con ambos métodos se calcularon los índices de sequía en 59 estaciones meteorológicas distribuidas a lo largo del Estado de San Luis potosí; el periodo de análisis de la sequía fue de 1, 3 y 6 meses para los cuales se obtuvo la intensidad, duración y frecuencia de las sequías. En el caso de la frecuencia ésta se obtuvo con el 80% de probabilidad de ocurrencia para cada clase de sequía (Moderadamente seco, Muy seco, Extremadamente seco y para la presencia de alguna clase de sequía). Con las frecuencias obtenidas en cada una de las estaciones meteorológicas para los periodos y clases analizadas se generó la distribución espacial en el Estado de San Luis Potosí; con ello se identificó que las categorías de sequías Moderadamente seco y Muy seco presentan mayor ocurrencia en la zona Huasteca; además, la categoría Extremadamente seco no se presentó en los periodos analizados. _______________ CHARACTERIZATION OF DROUGHT IN THE STATE OF SAN LUIS POTOSI, MEXICO. ABSTRACT: Mexico has suffered throughout history the effects of drought, although not known with accuracy the dates they occurred, if you have knowledge of drought periods in the past. Droughts have generated hungry, livestock deaths, migration, hydrological and ecological imbalance. For these reasons the society must have an overview about this phenomenon, over what period and where historically been located. Given the importance of this phenomenon, in this paper the characterization of drought was held in the State of San Luis Potosi with methods SPI (Standardized Precipitation Index) and SPEI (Standardized Precipitation Index evapotranspiration). With both methods drought indices are calculated in 59 meteorological stations distributed throughout the state of San Luis Potosi; the analysis period of drought was 1, 3 and 6 months for which the intensity, duration and frequency of droughts was obtained. In the case of the frequency it is obtained with 80% probability of occurrence for each class of drought (Moderately dry, very dry, extremely dry and the presence of some kind of drought). With the frequencies obtained in each of the weather stations for the periods and classes analyzed the spatial distribution in the state of San Luis Potosi was generated; thus it identified the categories of moderately dry and very dry drought have higher occurrence in the Huasteca zone; Moreover, the extremely dry category is not presented in the periods analyzed.

Master thesis

SPI SPEI Distribución Categorías Distribution Categories Hidrociencias Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Sistemática del género Manfreda Salisb. (Agavaceae)

CARLOS CASTILLEJOS CRUZ (2009)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Botánica). -- Colegio de Postgraduados, 2009

Se realizó la revisión sistemática del género Manfreda, Agavaceae, con base en caracteres morfológicos. Se incluyen los resultados de las mediciones de especímenes recolectados en campo y de ejemplares de herbario, información contenida en la mayoría de los tipos nomenclaturales y descripciones originales, además de las observaciones de las especies en sus hábitats naturales y de la revisión exhaustiva de literatura sobre el género. Se ofrece información sobre su morfología, se delimitan sus especies, se reconocen las sinonimias, se proporcionan mapas sobre la distribución geográfica, datos de los hábitats y fenología. Así mismo se presentan descripciones e ilustraciones para reconocer a los taxa y se proporciona una clave para la identificación taxonómica de las especies. Se conformó una colección importante de ejemplares de casi todos los taxa distribuidos en México y se aplicaron métodos morfológicos, estadísticos y de taxonomía numérica con la finalidad de reconocer, identificar y evaluar estados de carácter, cualitativos y cuantitativos indispensables para la delimitación de las especies. Se reconocieron 32 especies válidas para el género, cuatro de ellas corresponden a taxa nuevos para la ciencia, una de ellas ya fue publicada. Los caracteres que permiten separar a las especies son: tipo de tallo subterráneo, consistencia de la base de las hojas secas, consistencia y margen de la hoja, longitud de la bráctea floral, longitud y posición del tubo periantal en relación con el eje de la inflorescencia y segmentos del perianto; distancia de inserción de los filamentos a partir del ápice del ovario, porción del ovario que se introduce en el tubo y forma del fruto._________________________________ Systematics of the genus Manfreda Salisb. (Agavaceae). Abstract: A systematic revision of the genus Manfreda, Agavaceae was made basing on morphological characters. The results of the specimen measures collected in the fields as well as of specimens from herbarium, information contained in most nomenclature types and original descriptions, besides observation of the species in their natural habitat and exhaustive literature about the genus is included. Information about its morphology was included, its species were delimited, synonymies were recognized and maps about geographical distribution, data about fenology and habitat were provided. Also descriptions and illustrations to recognize the taxa were presented and a key to taxonomic identification. An important collection of specimens of almost all taxa distributed in Mexico was made, and morphological methods were applied, as well as statistical and numeric taxonomy methods in order to recognize, identify and evaluate character states, both qualitative and quantitative necessary to delimit the species. 32 species valid for the genus were recognized, four of which correspond to a new taxa for science, and one of them has already been published. The characters that allow separating the species are: underground stalk, consistency of dried leaves, consistency and margin of the leave, length and position of perianthal tube regarding the inflorescence axis and segments of perianth; insertion distance of filaments starting at the ovaries apex, ovaries portion that is introduced into the tube and fruit shape.

Doctoral thesis

Agavaceae Manfreda Morfología Distribución Taxonomía Morphology Distribution Taxonomy Botánica Botany Doctorado CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Variación de los organismos fitoplanctónicos y la calidad del agua en el Lago de Chapala, Jalisco, México

JUDITH GARCIA RODRIGUEZ (2012)

El Lago de Chapala ha estado expuesto a diversas fuentes y niveles de contaminación, como descargas municipales de diferentes comunidades, aguas de retorno agrícola y aguas residuales provenientes del río Lerma, vertidas por industrias. Por ello, es importante determinar las variaciones que presentan a través del tiempo los organismos fitoplanctónicos en este sistema acuático durante todo el año, y analizar las variaciones de la calidad del agua y sus relaciones en tres zonas del lago. Este estudio, se realizó en el período comprendido entre mayo de 1992 y febrero de 1993, monitoreando 21 estaciones en el Lago de Chapala cada tres meses, tanto en la superficie como a un metro de profundidad, posteriormente se realizó el análisis cualitativo y cuantitativo de los organismos fitoplanctónicos. La calidad del agua se evaluó considerando 23 parámetros con datos proporcionados por el Centro de Estudios Limnológicos (CEL) de Guadalajara, Jal. La mayor abundancia fitoplanctónica fue de 16 048 cel/mL en superficie y a un metro de profundidad de 8 309 cel/mL. Se presentaron procesos alogénicos relacionados con las diferentes condiciones que presentó la estructura del fitoplancton, la turbiedad fue causada en menor escala por la abundancia algal y afectó directamente la abundancia de los organismos, el pH fue básico y los nutrientes como el fósforo total, ortofosfatos y nitrógeno orgánico fueron abundantes por lo que no se consideraron limitantes. Los resultados indican que a través del tiempo el Lago de Chapala ha mostrado valores continuos de calidad del agua con fluctuaciones en algunos registros pero se mantiene la fase de eutrofia como resultado del aporte indiscriminado de contaminantes de diversos tipos.

The Chapala lake has been exposed to several sources and levels of contamination, like municipal discharges of different communities, waters of agricultural return and residual waters poured by industries, coming from the Lerma river.

Therefore, it is important to characterize both, the conditions

through time and the phytoplanktonics organisms in this aquatic system in every phase, as well as to analyze the variations of the water quality and theirrelationships in three areas of the lake. These activities were carried out every three months from May, 1992 to

February, 1993, sampling the surface and to one meter deep in 21 stations in the Chapala lake. Later, a qualitative and quantitative analysis was carried of the phytoplanktonics organisms. The water quality was evaluated considering 23 parameters with data provided by the Centro de Estudios Limnológicos de Guadalajara, Jal. The higest phytoplanktonic abundance was of 16 048 cel/mL at the surface and to one meter deep of 8 309 cel/mL. Alogenics processes related to the different conditions presented by the

phytoplankton structure were presented; turbidity was caused in a smaller scale by the algal quantity and affected directly the abundance of the organisms, the pH was basic and the nutrients like

phosphorus a total match, ortophosphates and organic nitrogen were abundant, therefore no restrictive constraints were considered. Through the time the Chapala Lake has shown

continuous values of quality of the water with fluctuations in some registrations but the eutrophic phase stays as a result of the indiscriminate contribution of pollutants of diverse types.

Article

CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA Fitoplancton Lago de Chapala (Jalisco) - Calidad del agua Contaminación Distribución Phytoplankton Chapala Lake (Jalisco) - Water quality Pollution Distribution

El género Ips (Coleóptera: Curculionidae: Scolytinae) en México

ABRAHAM CAMACHO PANTOJA (2012)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Entomología y Acarología).- Colegio de Postgraduados, 2012.

Se recolectaron especímenes del género Ips en los meses de Septiembre a Noviembre de 2009 y los mismos meses de 2010 en poblaciones de árboles de pino en los estados de Morelos, Veracruz, Hidalgo y Estado de México. Se revisó información de especímenes depositados en tres colecciones entomológicas del país, así como documentos especializados de este grupo. A partir de ello se obtuvo que el número de especies para este género en México es de 12. Se propone una clave dicotómica para separar especies, una serie de láminas que ilustran las características morfológicas externas e internas distintivas de cada especie, así como datos biológicos para el género. _______________ ABSTRACT: Specimens of the genus Ips were collected from September to November of 2009 and same months of 2010 in pine tree populations in the States of Morelos, Veracruz, Hidalgo and Estado de Mexico. Specimens deposited in three Entomological collections in the country were reviewed. A bibliographic review of the group was done. Through all the work done the number of species of this genus in Mexico are 12. A dichotomous key is proposed to separate species, a series of plates illustrating the distinctive species-specific external and internal morphological characteristics, as well as biological data for the genus.

Doctoral thesis

Ips Clave dicotómica Distribución Morfología y biología Dichotomous key Distribution Morphology and biology México CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA