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Keywords:

  • Bayesian hierarchical models;
  • fecundity;
  • predator control;
  • private land;
  • population modeling;
  • survival;
  • Control de depredadores;
  • fecundidad;
  • modelo de poblaciones;
  • modelos bayesianos jerárquicos;
  • suelo privado;
  • supervivencia

Abstract

Forest fragments have biodiversity value that may be enhanced through management such as control of non-native predators. However, such efforts may be ineffective, and research is needed to ensure that predator control is done strategically. We used Bayesian hierarchical modeling to estimate fragment-specific effects of experimental rat control on a native species targeted for recovery in a New Zealand pastoral landscape. The experiment was a modified BACI (before-after-control-impact) design conducted over 6 years in 19 forest fragments with low-density subpopulations of North Island Robins (Petroica longipes). The aim was to identify individual fragments that not only showed clear benefits of rat control, but also would have a high probability of subpopulation growth even if they were the only fragment managed. We collected data on fecundity, adult and juvenile survival, and juvenile emigration, and modeled the data in an integrated framework to estimate the expected annual growth rate (λ) of each subpopulation with and without rat control. Without emigration, subpopulation growth was estimated as marginal (λ = 0.95–1.05) or negative (λ = 0.74–0.90) without rat control, but it was estimated as positive in all fragments (λ = 1.4–2.1) if rats were controlled. This reflected a 150% average increase in fecundity and 45% average increase in adult female survival. The probability of a juvenile remaining in its natal fragment was 0.37 on average, but varied with fragment connectivity. With juvenile emigration added, 6 fragments were estimated to have a high (>0.8) probability of being self-sustaining (λ > 1) with rat control. The key factors affecting subpopulation growth rates under rat control were low connectivity and stock fencing because these factors were associated with lower juvenile emigration and higher fecundity, respectively. However, there was also substantial random variation in adult survival among fragments, illustrating the importance of hierarchical modeling for fragmentation studies.

Control Estratégico de Ratas para Restaurar Poblaciones de Especies Nativas en Fragmentos de Bosque

Resumen

Los fragmentos de bosque tienen un valor de biodiversidad que puede mejorarse por medio del manejo, como el control de depredadores no-nativos. Sin embargo, dichos esfuerzos pueden no ser efectivos y se necesita investigar para asegurar que el control se realiza estratégicamente. Usamos modelos jerárquicos bayesianos para estimar los efectos específicos de fragmentos de un control de ratas sobre una especie nativa que se busca recuperar en un paisaje pastoral en Nueva Zelanda. El experimento fue un diseño ADCI (antes-después-control-impacto) modificado conducido a lo largo de 6 años en 19 fragmentos de bosque con sub-poblaciones de baja densidad de petirrojos de North Island (Petroica longipes). El objetivo era identificar fragmentos individuales que no sólo mostraran beneficios claros del control de ratas, sino también que tuvieran una alta probabilidad del crecimiento de sub-poblaciones aunque fuera el único fragmento manejado. Recolectamos datos de fecundidad, supervivencia adulta y juvenil y emigración juvenil, y modelamos los datos en un marco de trabajo integrado para estimar la tasa de crecimiento anual esperado (λ) de cada sub-población con y sin control de ratas. Sin emigración, el crecimiento sub-poblacional se estimó como marginal (λ = 0.95-1.05) o negativo (λ = 0.74-0.90) sin control de ratas, pero se estimó como positivo en todos los fragmentos (λ = 1.4-2.1) donde las ratas fueron controladas. Esto refleja un incremento promedio de 150% en la fecundidad y de 45% en la supervivencia de hembras adultas. La probabilidad de que un juvenil permanezca en su fragmento natal fue de 0.37 en promedio, pero varió con la conectividad de los fragmentos. Al añadir la emigración juvenil, se estimó que 6 fragmentos tenían una alta probabilidad (>0.8) de ser autosustentables (λ > 1) con el control de ratas. Los factores clave que afectaron el crecimiento sub-poblacional bajo el control de ratas fueron la baja conectividad y el cercado, ya que estos factores se asociaron con una emigración juvenil más baja y una alta fecundidad respectivamente. Sin embargo, también hubo una variación sustancial al azar en la supervivencia de adultos entre los fragmentos, ilustrando la importancia de los modelos jerárquicos para los estudios de fragmentación.