A Behaviorally Explicit Demographic Model Integrating Habitat Selection and Population Dynamics in California Sea Lions

Authors

  • MANUELA GONZÁLEZ-SUÁREZ,

    Corresponding author
    1. Ecology, Evolution and Environmental Science, School of Life Sciences, Arizona State University, College & University Drive, Tempe, AZ 85287-1501, U.S.A.
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  • LEAH R. GERBER

    1. Ecology, Evolution and Environmental Science, School of Life Sciences, Arizona State University, College & University Drive, Tempe, AZ 85287-1501, U.S.A.
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* email manuela.gonzalez@asu.edu

Abstract

Abstract: Although there has been a call for the integration of behavioral ecology and conservation biology, there are few tools currently available to achieve this integration. Explicitly including information about behavioral strategies in population viability analyses may enhance the ability of conservation biologists to understand and estimate patterns of extinction risk. Nevertheless, most behavioral-based PVA approaches require detailed individual-based data that are rarely available for imperiled species. We present a mechanistic approach that incorporates spatial and demographic consequences of behavioral strategies into population models used for conservation. We developed a stage-structured matrix model that includes the costs and benefits of movement associated with 2 habitat-selection strategies (philopatry and direct assessment). Using a life table for California sea lions (Zalophus californianus), we explored the sensitivity of model predictions to the inclusion of these behavioral parameters. Including behavioral information dramatically changed predicted population sizes, model dynamics, and the expected distribution of individuals among sites. Estimated population sizes projected in 100 years diverged up to 1 order of magnitude among scenarios that assumed different movement behavior. Scenarios also exhibited different model dynamics that ranged from stable equilibria to cycles or extinction. These results suggest that inclusion of behavioral data in viability models may improve estimates of extinction risk for imperiled species. Our approach provides a simple method for incorporating spatial and demographic consequences of behavioral strategies into population models and may be easily extended to other species and behaviors to understand the mechanisms of population dynamics for imperiled populations.

Abstract

Resumen: Aunque ha habido un interés en la integración de la ecología del comportamiento y la biología de la conservación, actualmente se dispone de pocas herramientas para lograr esa integración. La inclusión explícita de información sobre estrategias comportamiento en los análisis de viabilidad poblacional puede incrementar la habilidad de los biólogos de la conservación para entender y estimar los patrones de riesgo de extinción. Sin embargo, los métodos de AVP que consideran comportamiento requieren de datos detallados para individuos que raramente están disponibles para especies en peligro de extinción. Presentamos un método mecanístico que incorpora consecuencias espaciales y demográficas de estrategias de comportamiento en modelos poblacionales utilizados en conservación. Desarrollamos un modelo matricial estructurado en estadios que incluye los costos y beneficios del movimiento asociado con dos estrategias de selección de hábitat (filopatría y evaluación directa). Utilizando una tabla de vida de leones marinos de California (Zalophus californianus), exploramos la sensibilidad de las predicciones del modelo a la inclusión de estos parámetros. La inclusión de información conductual dramáticamente cambió los tamaños poblacionales estimados, la dinámica del modelo y la distribución esperada de los individuos entre sitios. Los tamaños poblacionales proyectados a 100 años divergieron hasta en un orden de magnitud entre escenarios que asumían diferente comportamiento. Los escenarios también exhibieron diferentes dinámicas del modelo variando entre equilibrio estable, ciclos y extinción. Estos resultados sugieren que la inclusión de datos de comportamiento en los modelos de viabilidad pueden mejorar las estimaciones del riesgo de extinción de especies en peligro. Nuestro enfoque proporciona un método simple para la incorporación de consecuencias espaciales y demográficas de estrategias de comportamiento en modelos poblacionales y puede ser extendido fácilmente a otras especies y conductas para entender los mecanismos de la dinámica poblacional de especies en peligro de extinción.

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