Spring migration phenology of birds in the Northern Prairie region is correlated with local climate change

Abstract

ABSTRACT In apparent response to recent periods of global warming, some migratory birds now arrive earlier at stopover sites and breeding grounds. However, the effects of this warming on arrival times vary among locations and species. Migration timing is generally correlated with temperature, with earlier arrival during warm years than during cold years, so local variation in climate change might produce different effects on migration phenology in different geographic regions. We examined trends in first spring arrival dates (FADs) for 44 species of common migrant birds in South Dakota (1971–2006) and Minnesota (1964–2005) using observations compiled by South Dakota and Minnesota Ornithologists’ Unions. We found significant trends in FAD over time for 20 species (18 arriving earlier and two later) in South Dakota and 16 species (all earlier) in Minnesota. Of these species, 10 showed similar significant trends for both states. All 10 of these species exhibited significantly earlier arrival, and all were early spring migrants, with median FADs before 10 April in both states. Eighteen of the 44 species showed significant negative correlations of FADs with either winter (December–February) or spring (arrival month plus previous month) temperatures in one or both states. Interestingly, spring temperatures in both South Dakota and Minnesota did not warm significantly from 1971–2006, but winter temperatures in both states warmed significantly over the same time period. This suggests that the warmer winters disproportionately affected early spring migrants, especially those associated with aquatic habitats (seven of the 10 species showing significantly earlier spring arrival in both states). The stronger response to climate change by early spring migrants in our study is consistent with the results of several other studies, and suggests that migrants, especially early migrants, are capable of responding to local temperature conditions experienced on wintering grounds or along the migration route. En una respuesta aparente a recientes periodos de calentamiento global, algunas aves migratorias actualmente están arribando más temprano en los lugares de paradas y zonas de reproducción. Sin embargo, el efecto de este calentamiento sobre los tiempos de llegada varia entre localidades y especies. El inicio de la migración esta generalmente correlacionado con la temperatura, con llegadas tempranas durante años cálidos que en los años fríos, entonces variación local en cambios climáticos puede producir diferentes efectos en la fenología de migración en diferentes regiones geográficas. Examinamos tendencias en la fecha de la primera llegada primaveral (FPLL) para 44 especies de migrantes comunes en South Dakota (1971–2006) y Minnesota (1964–2005) usando observaciones acumuladas por la unión de ornitólogos de South Dakota y Minnesota. Encontramos tendencias significativas en FPLL a través del tiempo para 20 especies (28 llegaron temprano y dos tarde) en South Dakota y 16 especies (todas temprano) en Minesota. De estas especies, 10 mostraron tendencias significativas similares en ambos estados. Todas de las 10 especies exhibieron una llegada significativamente temprana, y todos fueron migrantes primaverales tempranos, con una media de FPLL antes del 10 de abril en ambos estados. Dieciocho de estas 44 especies mostraron una correlación negativa significativa en FPLL de manera similar en las temperaturas de invierno (Diciembre-Febrero) o primavera (mes de arribo más el mes anterior) en uno o ambos estados. Interesantemente, temperaturas de primavera en ambos South Dakota y Minnesota no se calentaron significativamente entre 1971–2006, pero temperaturas invernales en ambos estados se calentaron significativamente durante el mismo periodo de tiempo. Esto sugiere que los inviernos calientes afectan de manera desproporcional la llegada temprana de migrantes durante la primavera, especialmente los asociados con hábitat acuáticos (siete de las 10 especies mostraron una llegada significativamente mas temprana en la primavera en ambos estados). La fuerte respuesta a cambio climático por aves migrantes durante la primavera en nuestro estudio es consistente con los resultados de varios estudios y sugiere que migrantes, especialmente migrantes tempranos, son capaces de responder a condiciones locales de temperaturas experimentadas en las zonas de invierno o a lo largo de la ruta de migración.