Multiscale responses of three forest specialist birds to woodland transformations at the southern edge of 'Natural park of the Ticino valley’. ("Risposta multiscala di tre specie di uccelli forestali alle trasformazioni dell'ambiente boschivo nel 'Parco naturale della Valle del Ticino'")

Forest ecosystems are worldwide experiencing a severe qualitative and quantitative decline due to human activities and land-use transformations. Habitat loss, degradation and, when joined with the firsts, fragmentation per se are regarded among the main threats to forest ecosystems functionality. Given the exceptional ecological and socio-economic value of these environments, effective conservation strategies are urging. For this purpose, environmental monitoring has frequently and successfully employed bird species – particularly forest specialists – as bioindicators to evaluate woodland habitats state. The present work’s study area places itself at the southern edge of ‘Natural Park of the Ticino Valley’, in the Lombardian Po Plain (north-western Italy). Study area’s woodland environment is characterized by an increasing anthropogenic gradient of habitat reduction, degradation and fragmentation, with original forest remnants traits being split by open areas and plantations. Current study had two main intents: (1) exploring the response of three forest specialist birds (Marsh Tit, Eurasian Nuthatch and Lesser Spotted Woodpecker) to such heterogeneous environment at three spatial scales (microhabitat, local and landscape scale); (2) testing the existence of inter-scale relationships, potentially shaping habitat characteristics from a broader to a finer scale. First, a two-years bird census was carried out during the breeding season to estimate target species occurrence and/or abundances, visiting 30 transects randomly scattered in the woodlands of the study area three times per year. In parallel, a multiscale characterisation of the study area was accomplished by assessing the following: at the microhabitat scale, availability of focal species’ key-resources was sampled in three plots for each transect; at a local scale, tree genera composition, disturbance and degradation level were evaluated; while, at a landscape scale, woodland cover amount and configuration. Measured environmental variables of each spatial scale were condensed into a reduced number of corresponding composite variables, performing a PCA. Subsequently, by means of statistical models, relationships among each species abundances/occurrence and environmental scales composite variables, as well as relationships among environmental scales composite variables were explored. Observed sensitivity to environmental heterogeneity varied among the three focal species. Marsh Tit and Eurasian Nuthatch responded similarly, manifesting an evident predilection for higher amount and higher integrity of woodland habitat. In both cases, the difficulty of isolating landscape effect from finer scales’ ones on species abundances emerged. Lesser Spotted Woodpecker was apparently less sensitive to fragmentation and anthropic disturbance, albeit its actual preferences in the study area need to be better clarified. Relationships linking spatial scales environmental characteristics outlined, suggesting the existence of causal cross-scales interactions. Results confirm the importance of preserving native woodland integrity beyond species home-range. Additionally, they prompt to the application and improvement of a multiscale approach in investigating biodiversity response to the environmental context it is surrounded by, and in consequent conservation planning.

Gli ecosistemi forestali di tutto il mondo sono oggetto di un grave declino qualitativo e quantitativo, indotto dalle attività umane e dalle trasformazioni nell’uso del suolo. La perdita di habitat, il loro degrado e – se congiunta ai primi due – la loro frammentazione sono alcune tra le maggiori minacce per la funzionalità degli ecosistemi forestali. Trattandosi di ambienti dall’eccezionale valore ecologico e socio-economico, l’esigenza di una loro efficace conservazione assume una crescente urgenza. A tal proposito, nella valutazione dello stato degli habitat boschivi, il monitoraggio ambientale fa un utilizzo frequente e proficuo degli uccelli come bioindicatori, e in particolare delle specie forestali. L’area di studio del presente lavoro di tesi si colloca all’estremità sud del ‘Parco Naturale della Valle del Ticino’, situato nella Pianura Padana lombarda (nord-est Italia). L’ambiente boschivo dell’area è contraddistinto da un gradiente di riduzione dell’habitat, degrado e frammentazione di matrice antropica, in cui tratti residuali dell’originaria foresta planiziale vengono interrotti da aree aperte e arboricolture. Questo studio si proponeva due principali obiettivi: (1) indagare la risposta di tre specie di uccelli forestali (cincia bigia, picchio muratore e picchio rosso minore) all’eterogeneità ambientale, a tre livelli spaziali (scala di microhabitat, locale e di paesaggio); (2) verificare la presenza di relazioni tra le suddette scale, potenzialmente in grado di influenzare le caratteristiche dell’habitat dai livelli spaziali più ampi sino a quello più fine. In primo luogo, per determinare presenza e/o abbondanza delle specie target, è stato condotto un censimento al canto biennale, visitando tre volte all’anno, durante il periodo riproduttivo, 30 transetti distribuiti casualmente sull’ambiente boschivo dell’area. Parallelamente, si è effettuata una caratterizzazione multiscala del territorio campionato valutando quanto segue: a scala di microhabitat, all’interno di tre plot per transetto, la disponibilità di risorse cruciali per le specie target; a livello locale, la composizione in generi arborei, il livello di disturbo e di degrado; a scala di paesaggio, l’estensione e la configurazione della copertura boschiva. Per ciascuna scala ambientale, è stata effettuata una PCA, condensando le relative variabili ambientali in un ridotto numero finale di variabili composte. Successivamente, sono stati costruiti modelli statistici per esplorare le relazioni tra presenza/abbondanza di ognuna delle specie e le variabili composte di ciascuno dei tre livelli ambientali, oltre che le relazioni tra le stesse variabili composte di diversi livelli ambientali. Le tre specie indagate hanno mostrato vari gradi di sensibilità all’eterogeneità ambientale dell’area. La risposta di cincia bigia e picchio muratore è risultata simile: in entrambi è stata riscontrata una spiccata predilezione per un habitat boschivo di maggiori estensione e integrità. Inoltre, in tutte e due i casi, è emersa una certa difficoltà nell’isolare l’effetto del paesaggio sull’abbondanza della specie da quello delle scale più fini. Il picchio rosso minore è parso manifestare una minore sensibilità a frammentazione e disturbo antropico; tuttavia, le sue reali preferenze nell’area di studio richiedono ulteriori chiarimenti. Le analisi hanno evidenziato la presenza di relazioni a connettere le caratteristiche ambientali delle diverse scale spaziali, suggerendo l’esistenza di interazioni di tipo causale tra le stesse. I risultati ottenuti ribadiscono l’importanza di preservare l’integrità del bosco planiziale autoctono oltre l’area vitale della specie e le sue immediate vicinanze. Inoltre, esortano ad applicare e affinare un approccio multiscala nello studiare la risposta della biodiversità al contesto ambientale, e nello sviluppare piani di conservazione.