The niche partitioning of the multidimensional acoustic space in an avian community

Abstract

Many bird species rely on acoustic signals for a wide range of essential functions including courtship, territorial defense, foraging, or detection of predators. Due to the physical nature of sound production and ecology of many avian species, the acoustic channel is the valuable and limited resource to a group of birds in a community. Thus, I hypothesized that niche partitioning would be expected temporally and spectrally in an avian community. To test this hypothesis, I conducted a long-term acoustic monitoring in a forest in central Korea. Bird calls were recorded for a full day, once a month for an entire year. During the study period, I was able to record the acoustic signals of 31 bird species, of which 20 species were identified into species and the rest were classified into five species groups due to similar call characteristics. In this avian community, most bird species, residents and migrants, produced calls most actively in the morning among times of day and in the spring among seasons. As a result, the niche partitioning in the temporal dimension was doubtful in this avian community. Further, I tested the prediction that there was a positive (or negative) relationship between the degrees of temporal overlap and spectral distance (or overlap) in species pairs in this community. Among all species pairs, such relationship was not found. When only species pairs that produced calls at the same time were considered, there was a positive relationship between the degrees of temporal overlap and spectral distance, that is, temporally-overlapping species pairs tended to produce calls whose spectral distances measured as peak frequency were separated. However, the degree of spectral overlap measured as interquartile frequency was intensified on species pairs sang simultaneously more. In conclusion, using temporal partitioning and spectral distances measured as peak frequency, niche partitioning may be found clearly in the multidimensional acoustic space in an avian community.;많은 조류들은 이성유혹, 영역방어, 먹이 찾기, 포식자 감지 등 광범위한 필수 기능들을 위해 음향신호를 사용한다. 소리 생산의 물리적 성격과 새들의 다양한 생태 때문에, 음향 채널은 조류 군집 내에서 유용하고 제한된 자원이다. 따라서, 조류 군집 내에서 음향 니치가 시간적으로, 주파수적으로 분할될 것이라고 가설을 세웠다. 이를 시험하기 위해, 한반도 중부에서 장기 소리모니터링을 실시하였다. 한 달에 한번, 24시간씩, 1년 동안 새들의 소리를 녹음하였다. 이 연구기간 동안, 총 31종의 음향신호가 녹음될 수 있었고, 이 중 20종은 종단위로 분석하였으며 나머지 종들은 서로 소리가 비슷하였기 때문에 5가지 그룹으로 묶었다. 이 조류 군집에서, 텃새와 철새를 통틀어, 대부분의 새들은 하루 중 아침, 계절 중 봄에 가장 활발하게 소리행동을 하였다. 결과적으로, 시간적 영역의 니치 분할은 뚜렷하지 않았다. 또한, 이 군집 내에서 모든 조류 종을 짝지어 봤을 때, 시간적으로 겹치는 정도와 핵심 주파수(peak frequency)간 거리(또는 주파수 범위(interquartile range) 중복도)의 양의 관계(또는 음의 관계)가 있다고 예측하고 이를 시험해보았다. 모든 종들의 쌍을 고려했을 때는, 그러한 관계가 발견되지 않았다. 오직 같은 시간에 겹쳐서 울었던 쌍들만 고려했을 때, 시간적 중복도와 핵심 주파수(peak frequency) 거리 간의 음의 관계가 확실히 있었다. 즉, 시간적으로 많이 중복되는 종은 핵심 주파수(peak frequency)의 거리가 더 먼 노래들을 부르는 경향이 있었다. 그러나 주파수 범위(interquartile range) 중복도는 동시에 같이 많이 우는 종일수록 더 강화되었다. 결론적으로, 시간적 분할과 핵심 주파수(peak frequency)를 사용했을 때, 조류 군집의 다차원적 음향공간 내에서 니치 분할을 더 뚜렷하게 볼 수 있을 것이다.