Acoustic monitoring: new applications for bird and human wildlife conflicts monitoring

Abstract

[eng] In a context of the global biodiversity crisis, such as the one in which the planet is found, having accurate information linked to biodiversity monitoring systems is essential to be able to make evidence-based decisions. The development of new technologies for the study of biodiversity is opening up new opportunities that until a few years ago were difficult to imagine. One of these technologies on the rise is passive acoustic monitoring (PAM). This technology offers improvements over more conventional monitoring methodologies. However, there are still some limitations and opportunities to explore related to the availability of standardized monitoring protocols adapted to real contexts, as well as related to the use of derived acoustic indices to answer applied conservation questions. The objective of this thesis is to explore new potential applications of PAM, going from the design and testing of new Autonomous Recording Units (ARU), to defining protocols and assessing indexes for bird monitoring, to finally explore its potential for bird migration studies and evaluation and monitoring human-wildlife conflicts. The design of specific PAM protocols for bird monitoring, based on the performance of the ARUS to be used and the ecology of the target species, offers great opportunities for maximizing species detection and minimizes survey efforts when an acoustic monitoring protocol is designed. This thesis highlights the need for assessing the effectiveness of potential recorders for acoustic monitoring programmes, since its performance greatly influences the area potentially sampled. Considering relevant ecological aspects, such as population density and vocal behaviour of the species, this thesis develops a species-specific PAM protocol for the detection of Dupont’s lark (Chersophilus duponti) that has been successfully used in real monitoring contexts. Five logical steps to develop effective monitoring protocols for detecting species presence, using ARUs, are also presented. The Vocal Activity Rate (VAR) index is one of the most used acoustic indices for estimating bird abundances from sound recordings. This thesis shows that VAR is a good and feasible indicator to estimate the abundance of the Dupont’s lark and the European Bee-eater (Merops apiaster) as well as to estimate the hunting pressure of this last species on beehives. The establishment of new robust relationships between VAR index and species abundance presents a range of new opportunities and applications for wildlife population monitoring that goes beyond the abundance estimate itself. In this context, the thesis proves the usefulness of PAM in establishing the migratory temporal pattern of the European bee-eater and to provides a reliable method for verifying and quantifying the predation pressure of European bee-eaters in beehives and its potential impact on honeybee flying activity. These results provide new applications for the use of PAM, reinforcing the idea of the potential of this methodology for the study and monitoring of biodiversity.

[cat] En un context de crisi global de pèrdua de la biodiversitat, com el que es troba el planeta, és essencial disposar d'informació precisa vinculada als sistemes de monitoreig de la biodiversitat per poder prendre decisions basades en l'evidència. El desenvolupament de noves tecnologies per a l’estudi de la biodiversitat obre noves oportunitats que fins fa pocs anys eren difícils d’imaginar. Una d’aquestes tecnologies en alça és la monitoreig acústic passiu (PAM en les seves sigles en anglès). Aquesta tecnologia ofereix millores respecte a metodologies de seguiment més convencionals. No obstant això, encara existeixen limitacions i oportunitats per explorar relacionades amb la disponibilitat de protocols de seguiment estandarditzats i adaptats a contextos reals, així com en aspectes relacionats amb l’ús d’índexs acústics per respondre a preguntes de conservació aplicada. L’objectiu d’aquesta tesi és explorar noves aplicacions potencials del PAM, que van des del disseny i proves de noves unitats de gravació autònomes de so (ARU en les seves sigles en anglès), fins a la definició de protocols i l’avaluació d’índexs acústics per al seguiment d’ocells, per finalment explorar el seu potencial per a estudis sobre la migració i per avaluar l’impacte real de determinades espècies d’ocells en conflictes entre activitats humanes i la fauna salvatge. El disseny de protocols PAM específics per a la detecció d’espècies d’ocells, basat en les característiques i rendiment de l’ARU que s’utilitzarà i l’ecologia de les espècies objectiu, ofereix grans oportunitats per maximitzar la detecció d’espècies i minimitza els esforços quan es dissenya un protocol de monitoreig acústic. Aquesta tesi posa de manifest la necessitat d’avaluar l’eficàcia dels equips d’enregistrament per a programes de monitorització acústica, ja que el seu rendiment influeix molt en l’àrea potencialment mostrejada. Tenint en compte els aspectes ecològics rellevants, com la densitat de població i el comportament de cant de l’espècie, aquesta tesi també desenvolupa un protocol PAM específic per a la detecció de l’alosa becuda (Chersophilus duponti) que s’ha utilitzat amb èxit posteriorment en contextos reals de seguiment. També es presenten cinc passos lògics per desenvolupar protocols de seguiment eficaços mitjançant l’ús d’ARUs per detectar la presència d’espècies concretes. L’índex d’activitat vocal (VAR en les seves sigles en anglès) és un dels índexs acústics més utilitzats per estimar l’abundància d’ocells a partir de gravacions de so. Aquesta tesi mostra que el VAR és un indicador bo i factible per estimar l’abundància de l’alosa becuda i l’abellerol europeu (Merops apiaster), així com per estimar la pressió de predació d’aquesta última espècie sobre els ruscs d’abelles. L’establiment de noves relacions sòlides entre l’índex VAR i l’abundància d’espècies presenta un seguit de noves oportunitats i aplicacions per al monitoreig de fauna salvatge que van més enllà de la pròpia estimació d’abundància. En aquest context, la tesi demostra la utilitat del PAM per establir el patró temporal migratori dels abellerols europeus i proporciona un mètode fiable per verificar i quantificar la pressió de depredació dels abellerols europeus en ruscs d’abelles i el seu potencial impacte en l’activitat de vol de les abelles. Aquests resultats proporcionen noves aplicacions per a l’ús de PAM, reforçant la idea del gran potencial d’aquesta metodologia per a l’estudi i el seguiment de la biodiversitat.