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Publicação
Estimating Fringilla coelebs density using passive acoustic monitoring methods
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Nas últimas décadas tem vindo a ser registada uma enorme perda de biodiversidade a uma escala
global. Por exemplo, cerca de 48% das espécies de aves existentes encontram-se em declínio e é esperado que este número aumente durante os próximos anos devido a fatores de ameaça, como alterações
climáticas e perda de habitat. Tendo isto em conta, é então necessário criar programas e métodos de
monitorização eficientes e eficazes para diferentes espécies. As aves são um grupo de animais com uma
larga distribuição a nível mundial, que fornecem importantes serviços de ecossistemas. São também
consideradas excelentes indicadores da qualidade ambiental devido à sua sensibilidade às alterações dos
ecossistemas. Assim é possível monitorizar a qualidade do ecossistema através da monitorização das
comunidades de aves que neles habitam.
Na última década os métodos de monitorização acústica passiva (Passive Acoustic Monitoring
PAM) têm vindo a ganhar uma grande popularidade sendo utilizados para calcular índices gerais de
biodiversidade, calcular riquezas especificas e também calcular densidades de animais. Estes métodos
baseiam-se em pistas acústicas, por isso podem ser utilizados para monitorizar qualquer grupo de animal
que possam ser detetados a partir dos sons que produzem.
Tradicionalmente os métodos de monitorização mais utilizados para o grupo das aves são os pontostransectos, onde é necessário que um observador registe todos os indivíduos que deteta visual ou auditivamente, e onde é possível fazer o cálculo da densidade de aves através de amostragens nas quais a
distância é calculada a partir de um ponto fixo. No entanto, para calcular densidades de animais utilizando PAM é necessário a obtenção de uma estimativa da taxa de produção de sons das espécies em
estudo (ou seja, do número médio de vocalizações produzidas por um único individuo durante um certo
período de tempo) e conhecer a área de deteção dos gravadores. Tendo estes elementos podemos assim
converter a densidade de pistas vocais em densidade de animais.
Há ainda uma grande dificuldade em conseguir estimar densidades de aves através das gravações
(Pérez-Granados & Traba 2021) devido a ser um método recente e pouco aplicado em espécies terrestres
quando comparado com cetáceos, pois a obtenção dos dados necessários para realizar a estimativa de
densidades pode ser trabalhoso no que toca à obtenção de taxas de produção de sons das diferentes
espécies.
Assim, o objetivo principal desta dissertação é calcular a densidade de uma espécie de passeriforme
através de métodos PAM, sendo esta densidade depois comparada com a densidade obtida através de
métodos tradicionais. Para isso será necessário obter a estimativa da cue rate da espécie em estudo e a
área de deteção dos gravadores utilizados.
Este estudo foi realizado numa área de montado, que ocupam cerca de ¾ da área florestal total da
Companhia das Lezírias (CL). Os montados são um sistema silvo-pastoril com elevado valor económico
e um dos habitats mais importantes em termos de biodiversidade pois, não só abrigam muitas espécies
reprodutoras e invernantes, como também espécies migratórias e com estatuto de conservação. Para este
estudo foi escolhido o tentilhão-comum (Fringilla coelebs) como espécie-alvo, por ser uma espécie
bastante comum em Portugal, nomeadamente em zonas de montado e também por ter um canto muito
característico que pode ser facilmente identificado em estudos em que seja necessário usar métodos de
monitorização acústica passiva.
As aves produzem dois tipos de vocalizações, os cantos e os chamamentos. Os cantos são geralmente vocalizações mais complexas que são maioritariamente feitas pelos machos para defesa de território, enquanto os chamamentos são vocalizações curtas e simples, utilizadas tanto por machos como fêmeas para diversas funções como sinais de aviso, perigo, etc. Sendo que, devido ao facto de os cantos
serem mais longos e mais facilmente detetados numa área onde outras espécies estejam a vocalizar, faz
com que este seja o tipo vocalização a ser utilizada nas amostragens deste estudo.
Neste trabalho foram utilizados aparelhos AudioMoths (AM), que foram programados para gravar
a uma frequência de 48 kHz, durante as primeiras quatro horas após o nascer do sol, por períodos de
uma hora, com 5 segundos de intervalo entre cada gravação.
Para estimar a área de deteção dos gravadores foram realizadas amostragens com aves reais nas
quais, quando um indivíduo era observado a cantar e a sua posição era conhecida, o observador ia progressivamente aumentando ou diminuindo a sua distância à ave e registando as diferentes distâncias a
que se encontrava usando um rangefinder. Cada indivíduo era observado até que por alguma razão se
deixasse de ter a certeza que seria o mesmo que continuava a vocalizar ou quando o tempo total de
amostragem chegava aos 10 minutos
Para perceber se existe uma diferença nos sons detetados pelos diferentes ângulos do AM, foi construído um suporte com quatro gravadores numerados e virados com o microfone para fora, formando
ângulos de 0º, -90º, 90º e 180º em relação ao som emitido. Seguindo o mesmo método utilizado para
estimar a área de deteção, quando um tentilhão era detetado e a sua posição conhecida, o observador ia
progressivamente aumentando ou diminuindo a distância à ave, desta vez registando qual dos quatro
aparelhos estava virado na direção do som.
Para estimar a taxa de produção de sons do tentilhão foram feitas amostragens com um máximo de
10 minutos/indivíduo, nos quais eram registados todos os momentos em que a ave cantava.
Finalmente, para o cálculo da densidade através de métodos tradicionais, foram realizados pontos
de escuta com um observador nos mesmos locais de amostragem e ao mesmo tempo que os gravadores,
para posterior comparação das estimativas. Durante este trabalho foram realizados 35 pontos de amostragem que abrangiam uma área total de 12,9 km2 A audição e visualização das gravações de 10 min
correspondentes aos censos feitos pelos observadores foi feita no programa Audacity de modo a conseguir visualizar os espectrogramas dos cantos produzidos pelas aves e registar os decibéis do pico que
existe numa frase dum canto da ave obtendo um total de 3187 cantos.
Para estimar a área de deteção dos nossos gravadores, os dados de decibéis e distâncias registados
foram modelados através de um generalized linear model (GLM) que resultou numa equação que relaciona os dBs com a distância a que as aves se encontram a cantar. Foi assim possível, a partir deste
GLM, atribuir distâncias a uma subamostra dos dados obtidos pelos gravadores. A distância máxima a
que os nossos gravadores registaram cantos de tentilhão foi estimada utilizado o programa DISTANCE,
que permitiu identificar um raio de deteção de 212 metros (uma probabilidade de detetar um indivíduo
através deste método de 0.49).
Através da modelação dos dados de decibéis dos quatro ângulos a várias distâncias foi possível
perceber que existe uma perda de 10.3 dB entre o angulo 0º e o 180º o que nos indica que pode haver
uma sobre-estimativa das aves que não se encontrem a cantar voltadas para o lado em que se encontra o
gravador.
Em relação à taxa de produção de sons foi estimado um valor 4.34 pistas/minuto. Finalmente foi
estimada a densidade de tentilhões convertendo uma densidade de cues em densidade de animais. Para
isso foi assim preciso calcular: o número total de cantos obtidos através de PAM, a probabilidade de
deteção dos indivíduos, a área de deteção dos gravadores, o tempo em que os censos decorreram (min)
e a taxa de produção de sons da espécie. Esta estimativa resultou numa densidade de 3.03 indivíduos/ha, enquanto através dos métodos tradicionais, utilizando o DISTANCE e escolhendo o modelo que mais se
ajustava aos dados, a densidade estimada foi de 2.94 indivíduos/ha.
Este estudo permitiu assim perceber que através de métodos PAM é possível obter valores de densidade estimados muito semelhantes aos obtidos através dos métodos tradicionais baseados num observador. No entanto, os intervalos de confiança são bastante diferentes (maiores nos métodos PAM), o
que quer dizer que é necessário ajustar as metodologias aplicadas a estes métodos de modo a que estes
possam ser aplicados em monitorizações de larga escala.
For the past decades, there has been a globally noticeable decline of Earth’s biodiversity. It has been estimated that around 48% of existing bird species are suffering from population declines. Birds are an important group of animals due to their contribution to our ecosystems and since they are fast to manifest changes in the ecosystems they belong to, ecologists find birds to be excellent indicators their condition. Though the most common standard monitoring methods used are the traditional point-count surveys, dependent on an observer, passive acoustic monitoring (PAM) is a method that has been gaining popularity in the last decade since it offers researchers advantages in comparison to the traditional methods. While using AudioMoth (AM) recorders, the goal of this study is to estimate the density of Fringilla coelebs through PAM methods and compare it to the density estimated in the same sampling sites using a traditional method, while also calculating the cue rate of this species, the range of detection of the recorders. This study was conducted in an area of montado, which occupies around ¾ of Companhia das Lezírias, the largest silvopastoral area in Portugal. Our results show similar density estimates: 2.94 individuals/ha [2.45, 3.47 95% CI] obtained through traditional methods and a density of 3.03 individuals/ha [1.38, 6.63 95% CI] obtained through PAM. We were also able estimate a maximum detection range for these recorders of 212 meters and estimate a cue rate of our species of 3.34 cues/min. Trying to understand the limitations and imperfections that passive acoustic monitoring studies can come across is an important stage to possible be able to use these methods in large scale monitorizations.
For the past decades, there has been a globally noticeable decline of Earth’s biodiversity. It has been estimated that around 48% of existing bird species are suffering from population declines. Birds are an important group of animals due to their contribution to our ecosystems and since they are fast to manifest changes in the ecosystems they belong to, ecologists find birds to be excellent indicators their condition. Though the most common standard monitoring methods used are the traditional point-count surveys, dependent on an observer, passive acoustic monitoring (PAM) is a method that has been gaining popularity in the last decade since it offers researchers advantages in comparison to the traditional methods. While using AudioMoth (AM) recorders, the goal of this study is to estimate the density of Fringilla coelebs through PAM methods and compare it to the density estimated in the same sampling sites using a traditional method, while also calculating the cue rate of this species, the range of detection of the recorders. This study was conducted in an area of montado, which occupies around ¾ of Companhia das Lezírias, the largest silvopastoral area in Portugal. Our results show similar density estimates: 2.94 individuals/ha [2.45, 3.47 95% CI] obtained through traditional methods and a density of 3.03 individuals/ha [1.38, 6.63 95% CI] obtained through PAM. We were also able estimate a maximum detection range for these recorders of 212 meters and estimate a cue rate of our species of 3.34 cues/min. Trying to understand the limitations and imperfections that passive acoustic monitoring studies can come across is an important stage to possible be able to use these methods in large scale monitorizations.
Descrição
Tese de Mestrado, Biologia da Conservação, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
Palavras-chave
Cue rate AudioMoth Montados Conservação Aves Teses de mestrado - 2023