Differences in the use of surface water resources by desert birds are revealed using isotopic tracers

Abstract

The scarcity of free-standing water sources is a key determinant of animal and plant community structure in arid environments, and an understanding of the extent to which particular species use surface water is vital for modeling the effects of climate change on desert avifauna. We investigated interspecific variation in the use of artificial water sources among birds in the Kalahari Desert, South Africa, by (i) observations at waterholes and (ii) tracing spatial water-use patterns during summer by isotopically labeled water sources and blood sampling. More than 50% of the avian community (primarily insectivores and omnivores) were not observed to drink. The majority (53%) of species drinking at waterholes were granivorous, and their use of surface water was best predicted by their relative abundance in the community. Species representing the remaining dietary guilds drank significantly more on hot days. Blood samples revealed that only 11 of 42 species (mostly granivores and a few omnivores) showed evidence of drinking at a waterhole with enriched deuterium values; on average, in the latter birds, water from the enriched waterhole accounted for ~38% of their body water pool. These findings illustrate that 2 methods employed in this study provide different, but complementary data on the relative importance of a water source for an avian community. Although our results suggest that most avian species are independent of surface water, drinking patterns on the hottest days during our study period suggest that free-standing water might become more important for some of the non-drinking species under hotter climatic conditions.

La escasez de fuentes de agua independientes es un determinante clave de la estructura de las comunidades de animales y plantas en los ambientes áridos, por lo que es de vital importancia comprender en que magnitud las especies particulares usan el agua de superficie para modelar los efectos del cambio climático en la avifauna del desierto. Investigamos la variación interespecífica en el uso de fuentes de agua artificiales entre las aves en el Desierto de Kalahari, Sud África, mediante (1) las observaciones de pozos de agua y (2) el seguimiento espacial de los patrones de uso del agua durante el verano empleando fuentes de agua marcadas isotópicamente y muestras de sangre. Más del 50% de la comunidad de aves (principalmente insectívoros y omnívoros) no fue observada bebiendo. La mayoría (53%) de las especies bebiendo en los pozos de agua fueron granívoras, y este uso del agua superficial fue predicho adecuadamente por sus abundancias relativas en la comunidad. Las especies que representan los demás gremios dietarios bebieron significativamente más en los días cálidos. Las muestras de agua relevaron que solo 11 de 42 especies (mayormente granívoras y unas pocas omnívoras) mostraron evidencia de beber en un pozo de agua con valores enriquecidos de deuterio; en promedio, en estas últimas aves, el agua del pozo enriquecido representó el ~38% de su pool de agua corporal. Estos hallazgos muestran que los dos métodos empleados en este estudio brindan datos diferentes pero complementarios de la importancia relativa de una fuente de agua para una comunidad de aves. Aunque nuestros resultados sugieren que la mayoría de las especies de aves no dependen del agua superficial, los patrones de bebida en los días más cálidos durante nuestro período de estudio sugieren que el agua independiente podría tornarse más importante para algunas de las especies no bebedoras bajo condiciones climáticas más cálidas.