Analyzing Variability and the Rate of Decline of Migratory Shorebirds in Moreton Bay, Australia

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Abstract

Abstract: Estimating the abundance of migratory species is difficult because sources of variability differ substantially among species and populations. Recently developed state-space models address this variability issue by directly modeling both environmental and measurement error, although their efficacy in detecting declines is relatively untested for empirical data. We applied state-space modeling, generalized least squares (with autoregression error structure), and standard linear regression to data on abundance of wetland birds (shorebirds and terns) at Moreton Bay in southeast Queensland, Australia. There are internationally significant numbers of 8 species of waterbirds in the bay, and it is a major terminus of the large East Asian-Australasian Flyway. In our analyses, we considered 22 migrant and 8 resident species. State-space models identified abundances of 7 species of migrants as significantly declining and abundance of one species as significantly increasing. Declines in migrant abundance over 15 years were 43–79%. Generalized least squares with an autoregressive error structure showed abundance changes in 11 species, and standard linear regression showed abundance changes in 15 species. The higher power of the regression models meant they detected more declines, but they also were associated with a higher rate of false detections. If the declines in Moreton Bay are consistent with trends from other sites across the flyway as a whole, then a large number of species are in significant decline.

Abstract

Resumen: La estimación de la abundancia de especies migratorias es dificil porque las fuentes de variabilidad difieren sustancialmente entre especies y poblaciones. Modelos de estado-espacio desarrollados recientemente abordan el tema de la variabilidad mediante la modelación directa de los errores ambientales y de medición, aunque su eficacia para la detección de declinaciones no ha sido probada con datos empíricos. Aplicamos modelos estado-espacio, mínimos cuadrados generalizados (con estructura de autorregresión de error), y regresión lineal estándar a datos sobre abundancia de aves de humedales (aves vadeadoras y golondrinas de mar) en la Bahía Moreton en el sureste de Queensland, Australia. En la bahía hay números significativos internacionalmente de 8 especies de aves acuáticas, y es un importante punto final del Corredor Asia-Australasia Oriental. En nuestros análisis, consideramos 22 especies migratorias y 8 residentes. Los modelos estado-espacio identificaron que las abundancias de 7 especies migratorias declinaron significativamente y que la abundancia de una especie aumentó significativamente. Las declinaciones en la abundancia de especies migratorias a lo largo de 15 años comprendieron entre 43 y 79%. Los mínimos cuadrados generalizados con estructura de autorregresión de error mostraron cambios en la abundancia de 11 especies, y la regresión lineal estándar indicó la declinación en 15 especies. El mayor poder de los modelos de regresión significa que detectaron más declinaciones, pero también se asociaron con una mayor tasa de detecciones falsas. Si las declinaciones en la Bahía Moreton son consistentes con las tendencias en otros sitios en el corredor, entonces un gran número de especies están declinando significativamente.

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