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Spatial Patterns of Breeding Success of Grizzly Bears Derived from Hierarchical Multistate Models

Authors


Abstract

Conservation programs often manage populations indirectly through the landscapes in which they live. Empirically, linking reproductive success with landscape structure and anthropogenic change is a first step in understanding and managing the spatial mechanisms that affect reproduction, but this link is not sufficiently informed by data. Hierarchical multistate occupancy models can forge these links by estimating spatial patterns of reproductive success across landscapes. To illustrate, we surveyed the occurrence of grizzly bears (Ursus arctos) in the Canadian Rocky Mountains Alberta, Canada. We deployed camera traps for 6 weeks at 54 surveys sites in different types of land cover. We used hierarchical multistate occupancy models to estimate probability of detection, grizzly bear occupancy, and probability of reproductive success at each site. Grizzly bear occupancy varied among cover types and was greater in herbaceous alpine ecotones than in low-elevation wetlands or mid-elevation conifer forests. The conditional probability of reproductive success given grizzly bear occupancy was 30% (SE = 0.14). Grizzly bears with cubs had a higher probability of detection than grizzly bears without cubs, but sites were correctly classified as being occupied by breeding females 49% of the time based on raw data and thus would have been underestimated by half. Repeated surveys and multistate modeling reduced the probability of misclassifying sites occupied by breeders as unoccupied to <2%. The probability of breeding grizzly bear occupancy varied across the landscape. Those patches with highest probabilities of breeding occupancy—herbaceous alpine ecotones—were small and highly dispersed and are projected to shrink as treelines advance due to climate warming. Understanding spatial correlates in breeding distribution is a key requirement for species conservation in the face of climate change and can help identify priorities for landscape management and protection.

Patrones Espaciales del Éxito Reproductivo de Osos Pardos, Derivados de Modelos Jerárquicos Multi-Estado

Resumen

Los programas de conservación manejan frecuentemente a las poblaciones indirectamente por medio de los terrenos en los que viven. Enlazar empíricamente al éxito reproductivo con la estructura del terreno y el cambio antropogénico es un primer paso en el entendimiento y manejo de los mecanismos espaciales que afectan a la reproducción de la extinción, pero este enlace no está suficientemente informado por datos. Los modelos jerárquicos multi-estado de ocupación pueden forjar estos enlaces al estimar los patrones espaciales del éxito reproductivo a través de los terrenos. Para ilustrar esto, sondeamos la aparición de osos pardos (Ursus arctos) en las Montañas Rocallosas de Canadá, en la provincia de Alberta, Canadá. Desplegamos trampas-cámara durante 6 semanas en 54 sitios de sondeo en diferentes tipos de cubierta de suelo. Usamos modelos jerárquicos multi-estado de ocupación para estimar la probabilidad de detección, de ocupación por osos pardos y del éxito reproductivo en cada sitio. La ocupación por osos pardos varió entre los tipos de cubierta y fue mayor en los ecotonos herbáceos alpinos que en humedales de baja elevación o bosques de coníferas de elevación media. La probabilidad condicional del éxito reproductivo dada la ocupación fue de 30% (SE 0.14). Los osos pardos con cachorros tuvieron una probabilidad mayor de detección que los osos pardos sin cachorros, pero los sitios fueron clasificados correctamente como ocupados por hembras reproductoras 49% del tiempo basado en datos crudos y así se habrían subestimado a la mitad. Los sondeos repetidos y el modelado multi-estado redujeron la probabilidad de clasificar mal sitios ocupados por reproductores como desocupados a <2%. La probabilidad de la ocupación de osos pardos reproductores varió a lo largo del terreno. Los fragmentos con la probabilidad más alta de ocupación por reproductores – ecotonos herbáceos alpinos – fueron pequeños y altamente dispersos y se proyecta que se encogerán conforme la línea de árboles avanza debido al cambio climático. Entender correlaciones espaciales en la distribución de la reproducción es un requerimiento clave para la conservación de especies de frente al cambio climático y puede ayudar a identificar prioridades para el manejo y la protección de terrenos.

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