Optimization of capture-recapture monitoring of elusive species illustrated with a threatened grasshopper

Autor: Aurélien Besnard, Laurent Tatin, Lucas Pabst, Linda Bröder, Axel Hochkirch, Andreas Schuld
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Conservation biology : the journal of the Society for Conservation BiologyLiterature Cited. 34(3)
ISSN: 1523-1739
Popis: Information on population sizes and trends of threatened species is essential for their conservation, but obtaining reliable estimates can be challenging. We devised a method to improve the precision of estimates of population size obtained from capture-recapture studies for species with low capture and recapture probabilities and short seasonal activity, illustrated with population data of an elusive grasshopper (Prionotropis rhodanica). We used data from 5 capture-recapture studies to identify methodological and environmental factors affecting capture and recapture probabilities and estimates of population size. In a simulation, we used the population size and capture and recapture probability estimates obtained from the field studies to identify the minimum number of sampling occasions needed to obtain unbiased and robust estimates of population size. Based on these results we optimized the capture-recapture design, implemented it in 2 additional studies, and compared their precision with those of the nonoptimized studies. Additionally, we simulated scenarios based on thresholds of population size in criteria C and D of the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List to investigate whether estimates of population size for elusive species can reliably inform red-list assessments. Identifying parameters that affect capture and recapture probabilities (for the grasshopper time since emergence of first adults) and optimizing field protocols based on this information reduced study effort (-6% to -27% sampling occasions) and provided more precise estimates of population size (reduced coefficient of variation) compared with nonoptimized studies. Estimates of population size from the scenarios based on the IUCN thresholds were mostly unbiased and robust (only the combination of very small populations and little study effort produced unreliable estimates), suggesting capture-recapture can be considered reliable for informing red-list assessments. Although capture-recapture remains difficult and costly for elusive species, our optimization procedure can help determine efficient protocols to increase data quality and minimize monitoring effort.Optimización del Monitoreo de Captura y Recaptura de Especies Esquivas Ilustrado con un Saltamontes Amenazado Resumen La información sobre los tamaños poblacionales y las tendencias de las especies amenazadas es esencial para su conservación, pero la obtención de estimaciones confiables puede ser todo un reto. Diseñamos un método para mejorar la precisión de las estimaciones del tamaño poblacional obtenidos de estudios de captura y recaptura para especies con probabilidades bajas de captura y recaptura y una corta actividad estacional y lo ilustramos con los datos poblacionales de un saltamontes esquivo (Prionotropis rhodanica). Usamos los datos de cinco estudios de captura y recaptura para identificar los factores metodológicos y ambientales que afectan a la probabilidad de captura y recaptura y a los estimados de tamaños poblacionales. En una simulación, usamos el tamaño poblacional y las estimaciones de probabilidad de captura y recaptura obtenidos en estudios de campo para identificar el número mínimo de ocasiones de muestreo necesarias para obtener estimaciones imparciales y sólidos del tamaño poblacional. Con base en estos resultados, optimizamos el diseño de la captura y recaptura, la implementamos en dos estudios adicionales y comparamos su precisión con aquella de los estudios no optimizados. Además, simulamos escenarios con base en los umbrales de tamaño poblacional localizados en los criterios C y D de la Lista Roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) para conocer si las estimaciones del tamaño poblacional para especies esquivas pueden informar certeramente las valoraciones de lista roja. La identificación de los parámetros que afectan las probabilidades de captura y recaptura (desde el momento de aparición de los primeros saltamontes adultos) y la optimización de los protocolos de campo con base en esta información redujeron el esfuerzo de estudio (−6% a −27% ocasiones de muestreo) y proporcionaron estimaciones más precisas del tamaño poblacional (coeficiente reducido de variación) en comparación con los estudios no optimizados. Las estimaciones del tamaño poblacional tomadas de los escenarios basados en los umbrales de la UICN fueron, en su mayoría, imparciales y sólidos (sólo la combinación de poblaciones muy pequeñas y un esfuerzo mínimo de estudio produjo estimaciones no confiables), lo que sugiere que la captura y recaptura puede considerarse como confiable para informar las valoraciones de lista roja. Aunque la captura y recaptura todavía es complicada y costosa cuando se aplica a especies esquivas, ésta puede ayudar a determinar los protocolos eficientes para incrementar la calidad de los datos y minimizar el esfuerzo de monitoreo.受威胁物种的种群大小及变化趋势的信息对其保护至关重要, 但获得这些信息的可靠估计却是一项挑战。我们设计了一种方法来提高利用重捕法评估那些捕获率和重捕率低, 季节性活动短的物种的种群大小的精度, 并应用一种难以观察的蝗虫 (Prionotropis rhodanica) 的种群数据为例进行了验证说明。主要利用5个捕获-重捕研究的数据确定了影响捕获率、重捕率和种群大小估计的方法学及环境因素, 并用野外研究估计的种群大小、捕获率和重捕率模拟确定了获得无偏且稳健的种群大小估计所需的最小采样次数。基于这些结果, 我们优化了捕获-重捕设计并在另外两个研究中进行了测试, 并比较了优化后的精度与未优化研究的精度的差异。此外, 我们还根据《国际自然保护联盟 (IUCN) 红色名录》标准 C 和 D 中的种群大小阈值做了情景模拟, 以分析对难观测物种的种群大小估计是否能为红色名录评估提供可靠信息。结果显示, 确定影响捕获率和重捕率的参数 (对于蝗虫来说是成体首次出现以来的时间) 并基于这些信息来优化野外实践方法, 相比于未优化的研究可以减轻研究工作量 (−6%到−27%的采样次数) 并提供更精确的种群大小估计 (减小变异系数) 。而基于 IUCN 阈值的情景获得的种群大小估计大多无偏且稳健 (只有种群很小且研究工作量很低的组合估计结果不可靠), 这表明重捕法可以用于为红色名录评估提供信息。虽然重捕法对于难观测物种来说仍然是具有困难且成本较高, 但我们的优化方法可以帮助确定更高效的实验操作, 以提高数据质量并减少种群监测的工作量。【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.
Databáze: OpenAIRE
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