The Red-headed Woodpecker (Melanerpes erythrocephalus) is a widespread, once common but increasingly rare North American bird species. Consistent long-term population declines have resulted in the species' threatened status in Canada and several states in the United States. Throughout most of its range, Red-headed Woodpeckers occupy habitats that have been heavily influenced by human presence and activities. Yet, there is little research quantifying the potential drivers of the species' population decline, which constrains conservation or policy action. The overall objective of this research is to determine why the Red-headed Woodpecker, a once common, widespread species with apparently a high flexibility in habitat use is undergoing such large population declines. I hypothesize that rapid anthropogenic changes and ecological novelties are causing Red-headed Woodpecker fitness and its behavioural choices to have become disjointed. The specific objectives include: (1) to determine if Red-headed Woodpecker habitat use is adaptive or maladaptive, (2) to determine the influence of a non-native interference competitor, the European Starling (Sturnus vulgaris), on Red-headed Woodpecker breeding success, and (3) to compare the efficacy of global and local models of the relationships between Red-headed Woodpeckers and two possible competitor species over space and time, and explore local variations of these relationships. To test my hypothesis, I investigated Red-headed Woodpecker multi-scale habitat use and associations, and nest survival near the northern edge of the species range in southern Ontario, where populations are rapidly declining. In addition, I modelled interspecies abundance relationships across southern Canada and east-central United States using 45 years of survey data from the Breeding Bird Survey (BBS) for Red-headed Woodpeckers, European Starlings, and Red-bellied Woodpeckers (M. carolinus). Field-based results demonstrated that Red-headed Woodpeckers exhibit maladaptive habitat use at multiple scales, suggesting the potential for an ecological trap for the species. Specifically habitat characteristics that promoted feeding potential such as canopy openness and greater limb length were consistently associated with Red-headed Woodpecker occupancy from nest tree to woodlot scales, despite correlations with lower reproductive success. Further investigation into Red-headed Woodpecker nest survival by modelling a suite of abiotic, biotic, temporal, and habitat-based drivers showed that European Starling abundance near active woodpecker nest sites was the strongest factors influencing woodpecker nest survival. Logistic-exposure nest success assuming constant survival dropped significantly from 68% to 13% when starling abundance was considered. When interspecies abundance relationships were investigated at a larger spatial scale, they were found to be spatially structured, and suggested evidence for interspecific competition between Red-headed Woodpeckers and starlings, and niche differentiation between Red-headed and Red-bellied Woodpeckers. This research demonstrates the importance of multi-scale, multi-factor studies when determining threats for species-at-risk and will help in the development of conservation, management, and policy-making decisions for the species. / Le Pic à Tête Rouge (Melanerpes erythrocephalus) est une espèce d'oiseau répandue en Amérique du Nord, autrefois commune mais maintenant de plus en plus rare. Un déclin constant de la population dans les dernières décennies a mené l'espèce à être désignée menacée au Canada et dans plusieurs États américains. Dans la plupart de son aire de répartition, le Pic à Tête Rouge occupe des habitats fortement influencés par la présence et les activités humaines. Il y a cependant peu de recherche quantifiant les causes possibles du déclin de la population de l'espèce. Par conséquent, il manque d'information pour la conservation et l'action politique. L'objectif général de cette recherche est de déterminer pourquoi le Pic à Tête Rouge, une espèce autrefois commune et répandue avec une grande souplesse d'utilisation de l'habitat, connaît-il une diminution dramatique de ses populations. J'émets l'hypothèse que de rapides changements anthropiques et des nouveautés écologiques ont mené la valeur sélective et les choix comportementaux du Pic à Tête Rouge à être devenus disjoints. Les objectifs spécifiques incluent : (1) de déterminer si l'utilisation de l'habitat par le Pic à Tête Rouge est adaptatée ou mésadaptée, (2) de déterminer l'influence d'un compétiteur par interférence exotique, l'Étourneau Sansonnet (Sturnus vulgaris), sur le succès de reproduction du Pic à Tête Rouge, et (3) de comparer l'efficacité des modèles global et local du Pic à Tête Rouge versus deux compétiteurs potentiels pour l'espace et le temps, et explorer les variations locales des relations interspecifiques. Pour tester notre hypothèse, nous avons étudié l'utilisation et les associations multiéchelles de l'habitat du Pic à Tête Rouge, et la survie au nid près de la frontière nord de sa distribution dans le sud de l'Ontario, où les populations sont en rapide déclin. De plus, nous avons modélisé l'abondance interspécifique à travers le sud du Canada et le centre-est des États-Unis en utilisant 45 ans de données de recherche du Relevé des oiseaux nicheurs (BBS) pour le Pic à Tête Rouge et deux potentiels compétiteurs (Étourneau Sansonnet et Pic à Ventre Roux (M. carolinus). Des résultats basés sur la recherche sur le terrain ont démontré que le Pic à Tête Rouge présente une utilisation multiéchelles de l'habitat mésadaptée, ce qui suggère la possibilité d'un piège écologique pour l'espèce. De façon spécifique, les caractéristiques de l'habitat qui promouvaient le potentiel alimentaire tels que l'ouverture de la canopée et des membres plus longs étaient systématiquement associés à l'occupation de l'habitat à l'échelle de l'arbre du nid et du boisé par le Pic à Tête Rouge, malgré des corrélations avec un plus faible succès de reproduction. Une étude plus poussée de la survie au nid du Pic à Tête Rouge en modélisant une suite de pilotes abiotiques, biotiques, temporels et basés sur l'habitat a démontré que l'abondance de l'Étourneau Sansonnet près des sites de nids de pic actifs était le plus fort facteur influençant la survie au nid du pic. L'exposition logistique survie des nids en supposant une survie constante (68%) a chuté de façon significative lorsque l'abondance de l'Étourneau était considérée (13%). Lorsque les relations d'abondance interspécifiques ont été examinées à une plus grande échelle spatiale, elles se sont trouvées être structurées spatialement, et suggéraient une preuve de la compétition interspécifique entre le Pic à Tête Rouge et l'Étourneau et de la différentiation de niche entre les Pics à Tête Rouge et à Ventre Roux. Cette recherche démontre l'importance des études multiéchelles et à facteurs multiples lors de la détermination des menaces pour les espèces en péril, et aidera au développement de décisions relatives à la conservation, la gestion et l'élaboration des politiques pour cette espèce.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121235 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Frei, Barbara |
| Contributors | James W Fyles (Supervisor1), Joe Nocera (Supervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Natural Resource Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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