Sự cố gắng làm tổ và thành công của ngỗng sinh sản ở Bắc Cực có thể được xác định với độ chính xác cao từ cảm biến gia tốc và theo dõi GPS

Animal Biotelemetry - 2021
Kees H. T. Schreven1, Christian Stolz2, Jesper Madsen3, Bart A. Nolet4
1Department of Animal Ecology, Netherlands Institute of Ecology (NIOO-KNAW), Droevendaalsesteeg 10, 6708 PB, Wageningen, The Netherlands
2Norwegian Institute for Nature Research (NINA), 7485 Trondheim, Norway
3Department of Bioscience, Aarhus University, 8410, Rønde, Denmark
4Department of Theoretical and Computational Ecology, Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam, Science Park 904, 1098 XH, Amsterdam, The Netherlands

Tóm tắt

Tóm tắtCác cảm biến, chẳng hạn như cảm biến gia tốc, trong các thiết bị theo dõi cho phép ghi chép sinh học chi tiết để hiểu hành vi động vật, ngay cả ở những nơi xa xôi mà việc quan sát trực tiếp là khó khăn. Để nghiên cứu việc sinh sản ở chim từ xa, cần phải hiểu cách nhận biết một sự kiện sinh sản từ dữ liệu theo dõi, và lý tưởng là xác nhận điều này bằng quan sát trực tiếp. Chúng tôi đã gắn thẻ 49 ngỗng cái chân hồng trưởng thành (Anser brachyrhynchus) bằng vòng cổ phát tín hiệu tại Phần Lan vào mùa xuân năm 2018 và 2019, và tại Svalbard vào mùa hè năm 2018, và xác nhận những suy diễn từ theo dõi bằng cách quan sát thực địa các địa điểm làm tổ và tình trạng gia đình trong giai đoạn 2018–2020 (54 hành trình xuân-hè). Chúng tôi đã ước lượng vị trí làm tổ bằng cách lấy tọa độ trung bình của các điểm GPS mà tại đó ngỗng không di chuyển (tổng gia tốc cơ thể động, ODBA  <<  1) vào các ngày có ODBA trung bình hàng ngày  <<  1, điều này đã tiếp cận gần với các vị trí làm tổ thực trên thực tế (trong khoảng 1,6–3,7 m,n =  6). Thời gian bắt đầu làm tổ được xác định là ngày đầu tiên mà ngỗng đã dành  >>  75% thời gian trong phạm vi 50 m từ tổ, vì sự hiện diện tại địa điểm làm tổ đã tăng mạnh trong vòng một ngày trên ngưỡng này. Thời gian làm tổ (số ngày liên tiếp với  >>  75% sự hiện diện tại địa điểm làm tổ) dao động từ 3 đến 44 ngày (n =  28), nhưng là 30–34 ngày ở các tổ được xác nhận thành công (n = 9). Thời gian làm tổ kéo dài 39–44 ngày (n = 3) gợi ý đến việc ấp trứng không thể nở. Mất mát tổ trước thời gian nở xảy ra chủ yếu vào ngày 3–10 và 23–29 của quá trình làm tổ, những khoảng thời gian có tần suất nghỉ ngơi tại tổ tăng lên. Như một phương pháp thay thế, cho phép dữ liệu GPS và gia tốc không đồng bộ, chúng tôi cho thấy rằng những ngày làm tổ đã được phân loại với độ chính xác là 98,6% theo hai đặc điểm chính của việc sinh sản: động cơ thể thấp (ODBA trung bình hàng ngày) và tính di động địa lý thấp (SD hàng ngày của vĩ độ). Tọa độ trung bình vào các ngày làm tổ đã tiếp cận gần với các vị trí tổ thực tế (trong khoảng 0,8–3,6 m,n =  6). Khi chỉ xem xét tính di động địa lý (cho phép chỉ dữ liệu GPS), các vị trí làm tổ cũng chính xác tương tự, nhưng một số nỗ lực làm tổ ngắn đã không được phát hiện và các hành trình không sinh sản đã bị phân loại sai. Chúng tôi cho thấy rằng các nỗ lực làm tổ, có thể ngắn tới 3 ngày, cùng với thành công trong việc làm tổ có thể được phát hiện từ xa với độ chính xác tốt bằng cách sử dụng theo dõi GPS và cảm biến gia tốc. Phương pháp của chúng tôi có thể được tổng quát cho những loài chim khác (sinh sản sớm) với hành vi ấp trứng tương tự.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Anderson HB, Madsen J, Fuglei E, Jensen GH, Woodin SJ, van der Wal R. The dilemma of where to nest: influence of spring snow cover, food proximity and predator abundance on reproductive success of an arctic-breeding migratory herbivore is dependent on nesting habitat choice. Polar Biol. 2014;38:153–62.

Perrins CM. The timing of birds’ breeding seasons. Ibis. 1970;112:242–55.

Madsen J, Tamstorf M, Klaassen M, Eide N, Glahder C, Rigét F, Nyegaard H, Cottaar F. Effects of snow cover on timing and success of reproduction in high-Arctic Pink-footed Geese Anser brachyrhynchus. Polar Biol. 2007;30:1363–72. https://doi.org/10.1007/s00300-007-0296-9.

Ross MV, Alisauskas RT, Douglas DC, Kellett DK. Decadal declines in avian herbivore reproduction: density-dependent nutrition and phenological mismatch in the Arctic. Ecology. 2017;98:1869–83.

Brook RW, Leafloor JO, Abraham KF, Douglas DC. Density dependence and phenological mismatch: consequences for growth and survival of sub-arctic nesting Canada Geese. Avian Conserv Ecol. 2015;10:1.

Lameris TK, van der Jeugd HP, Eichhorn G, Dokter AM, Bouten W, Boom MP, Litvin KE, Ens BJ, Nolet BA. Arctic geese tune migration to a warming climate but still suffer from a phenological mismatch. Curr Biol. 2018;28:2467–73.

Ross MV, Alisauskas RT, Douglas DC, Kellett DK, Drake KL. Density-dependent and phenological mismatch effects on growth and survival in lesser snow and Ross’s goslings. J Avian Biol. 2018;49:e01748.

Reed TE, Grøtan V, Jenouvrier S, Sæther BE, Visser ME. Population growth in a wild bird is buffered against phenological mismatch. Science. 2013;340(6131):488–91.

Nolet BA, Schreven KHT, Boom MP, Lameris TK. Contrasting effects of the onset of spring on reproductive success of Arctic-nesting geese. Auk. 2020;137(1):ukz063.

Lack D. Ecological adaptations for breeding in birds. London: Methuen; 1968.

Visser ME, van Noordwijk AJ, Tinbergen JM, Lessells CM. Warmer springs lead to mis-timed reproduction in Great Tits (Parus major). Proc R Soc Lond B. 1998;265:1867–70.

Doiron M, Gauthier G, Levesque E. Trophic mismatch and its effects on the growth of young in an Arctic herbivore. Glob Change Biol. 2015;21(12):4364–76. https://doi.org/10.1111/gcb.13057.

Høye TT, Post E, Meltofte H, Schmidt NM, Forchhammer MC. Rapid advancement of spring in the High Arctic. Curr Biol. 2007;17(12):R449–51.

Cohen J, Screen JA, Furtado JC, Barlow M, Whittleston D, Coumou D, Francis J, Dethloff K, Entekhabi D, Overland J, Jones J. Recent Arctic amplification and extreme mid-latitude weather. Nat Geosci. 2014;7(9):627.

Alzate Valejo A. From local adaptation to range sizes: ecological and evolutionary consequences of dispersal. PhD thesis, Groningen, The Netherlands: University of Groningen; 2018.

Davidson SC, Bohrer G, Gurarie E, LaPoint S, Mahoney PJ, Boelman NT, et al. Ecological insights from three decades of animal movement tracking across a changing Arctic. Science. 2020;370(6517):712–5.

Dokter AM, Fokkema W, Bekker SK, Bouten W, Ebbinge BS, Müskens G, Olff H, van der Jeugd HP, Nolet BA. Body stores persist as fitness correlate in a long-distance migrant released from food constraints. Behav Ecol. 2018;29(5):1157–66. https://doi.org/10.1093/beheco/ary080.

Nuijten RJM, Gerrits T, Shamoun-Baranes J, Nolet BA. Less is more: on-board lossy compression of accelerometer data increases biologging capacity. J Anim Ecol. 2020;89(1):237–47. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13164.

de Boer R, Bauer S, van der Jeugd HP, Ens BJ, Griffin L, Cabot D, Exo KM, Nolet BA, Kölzsch A. A comparison of spring migration between three populations of Barnacle Geese Branta leucopsis using GPS satellite transmitters. Limosa. 2014;87:99–106.

Kölzsch A, Müskens GJDM, Szinai P, Moonen S, Glazov P, Kruckenberg H, Wikelski M, Nolet BA. Flyway connectivity and exchange primarily driven by moult migration in geese. Mov Ecol. 2019;7(1):1–11.

Picardi S, Smith BJ, Boone ME, Frederick PC, Cecere JG, Rubolini D, Serra L, Pirrello S, Borkhataria RR, Basille M. Analysis of movement recursions to detect reproductive events and estimate their fate in central place foragers. Mov Ecol. 2020;8(1):1–14.

Wilson RP, White CR, Quintana F, Halsey LG, Liebsch N, Martin GR, Butler PJ. Moving towards acceleration for estimates of activity-specific metabolic rate in free-living animals: the case of the cormorant. J Anim Ecol. 2006;75(5):1081–90.

Scott DA, Rose PM. Atlas of Anatidae Populations in Africa and Western Eurasia. Wageningen, The Netherlands: Wetlands International; 1996.

Cramp S, Simmons KEL. Handbook of the birds of Europe, the Middle East, and North Africa: the birds of the Western Palearctic, vol. I. Oxford: Oxford University Press; 1977.

Chudzińska ME, Nabe-Nielsen J, Nolet BA, Madsen J. Foraging behaviour and fuel accumulation of capital breeders during spring migration as derived from a combination of satellite- and ground-based observations. J Avian Biol. 2016;47:563–74.

Glahder CM, Fox AD, Hübner CE, Madsen J, Tombre IM. Pre-nesting site use of satellite transmitter tagged Svalbard Pink-footed Geese Anser brachyrhynchus. Ardea. 2006;94(3):679–90.

Fox AD, Francis IS, Bergersen E. Diet and habitat use of Svalbard Pink-footed Geese Anser brachyrhynchus during arrival and pre-breeding periods in Adventdalen. Ardea. 2006;94(3):691–9.

Inglis IR. The breeding behaviour of the Pink-footed Goose: behavioural correlates of nesting success. Anim Behav. 1977;25:747–64.

Bauer KM, von GlutzBlotzheim UN. Handbuch der Vögel Mitteleuropas, vol. 2. Frankfurt: Akademische Verlagsgesellschaft; 1968.

Bezzel E. Kompendium der Vögel Mitteleuropas: Nonpasseriformes—Nichtsingvögel. Wiesbaden: Aula-verlag; 1985.

Witherby HF, Jourdain FCR, Ticehurst NF, Tucker BW. The handbook of British Birds. Watford Edinburgh: JJ Gray and Sun Printers Ltd; 1944.

Del Hoyo J, Elliott A, Sargatal J. Handbook of the Birds of the World, vol. 1. Barcelona: Lynx Edicions; 1992.

Lazarus J, Inglis IR. The breeding behaviour of the Pink-footed Goose: parental care and vigilant behaviour during the fledging period. Behaviour. 1978;65(1/2):62–88.

Clausen KK, Schreven KHT, Madsen J. Effects of capture and marking on behaviour of moulting Pink-footed Geese Anser brachyrhynchus on Svalbard. Wildfowl. 2020;70:13–29.

Jensen GH, Tombre IM, Madsen J. Environmental factors affecting numbers of Pink-footed Geese Anser brachyrhynchus utilising an autumn stopover site. Wildl Biol. 2016;22(5):183–93.

Madsen J, Jensen GH, Cottaar F, Amstrup O, Bak M, Bakken J, Balsby TTJ, Kjær Christensen T, Clausen KK, Frikke J, Gundersen OM, Kjeldsen JP, Koffijberg K, Kuijken E, Månsson J, Nicolaisen PI, Haaning Nielsen H, Nilsson L, Reinsborg T, Ødegaard PI, Pessa J, Shimmings P, Tombre I, Verscheure C. Svalbard Pink-footed Goose Population status report 2017–2018. Bonn, Germany: AEWA EGMP Technical Report; 2018.

Fridolfsson AK, Ellegren H. A simple and universal method for molecular sexing of non-ratite birds. J Avian Biol. 1999;30:116–21.

Griffiths R, Double MC, Orr K, Dawson RJ. A DNA test to sex most birds. Mol Ecol. 1998;7(8):1071–5.

Ebbinge BS, Buij R, de Vries L, Moonen S, van Randen Y, Müskens G, van der Jeugd H, Koffijberg K, Voslamber B, Roosenschoon O, Kramer J. The website geese.org, an interactive database to report marked waterfowl. Goose Bulletin. 2020;25:11–8.

Gupte PR, Koffijberg K, Müskens GJDM, Wikelski M, Kölzsch A. Family size dynamics in wintering geese. J Ornithol. 2019;160:363–75.

Klaassen M, Hahn S, Korthals H, Madsen J. Eggs brought in from afar: Svalbard-breeding Pink-footed Geese can fly their eggs across the Barents Sea. J Avian Biol. 2017;48:173–9. https://doi.org/10.1111/jav.01364.

Wilson RP, Börger L, Holton MD, Scantlebury DM, Gómez-Laich A, Quintana F, Rosell F, Graf PM, Williams H, Gunner R, Hopkins L, Marks N, Geraldi NR, Duarte CM, Scott R, Strano MS, Robotka H, Eizaguirre C, Fahlman A, Shepard ELC. Estimates for energy expenditure in free-living animals using acceleration proxies: a reappraisal. J Anim Ecol. 2020;89(1):161–72.

Bates D, Mächler M, Bolker BM, Walker SC. Fitting linear mixed-effects models using lme4. J Stat Softw. 2015;67(1):1–48. https://doi.org/10.18637/jss.v067.i01.

Kuznetsova A, Brockhoff PB, Christensen RHB. lmerTest package: tests in linear mixed effects models. J Stat Softw. 2017;82(13):1–26. https://doi.org/10.18637/jss.v082.i13.

Therneau T, Atkinson B, Ripley B. Recursive Partitioning and Regression Trees. 2019. https://cran.r-project.org/package=rpart. Accessed 15 May 2021.

R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2020. https://www.R-project.org/. Accessed 01 Jan 2020.

Deng WH, Wei G, Guang-Mei Z. Nest and roost habitat characteristics of the Grey-faced Buzzard in northeastern China. J Raptor Res. 2003;37(3):228–35.

van Donk SC. A gull’s portrait: On individual foraging strategies and their fitness consequences. PhD Thesis, The Netherlands: Vrije Universiteit Amsterdam; 2020.

Newton I. The sparrowhawk. Calton: A&C Black; 1986.

Spaans B, van’t Hoff CA, van der Veer W, Ebbinge BS. The significance of female body stores for egg laying and incubation in Dark-bellied Brent Geese Branta bernicla. Ardea. 2007;95(1):3–15.

Madsen J, Tombre I, Eide NE. Effects of disturbance on geese in Svalbard: implications for regulating increasing tourism. Polar Res. 2009;28(3):376–89.

Poussart C, Gauthier G, Larochelle J. Incubation behaviour of greater snow geese in relation to weather conditions. Can J Zool. 2001;79(4):671–8.

Skutch AF. The constancy of incubation. Wilson Bull. 1962;74(2):115–52.

Skorupa JP, Ohlendorf HM. Contaminants in drainage water and avian risk thresholds. In: Dinar A, Zilberman D, editors. The economics and management of water and drainage in agriculture. New York: Springer; 1991.

van Oosten HH, van den Burg AB. Dioxines: een niet-onderkend probleem voor zangvogels? The Netherlands: Report Stichting Bargerveen; 2014.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Animal Biotelemetry

Thông tin tác giả