Estimating uncertainty of North American landbird population sizes
Estimation de l'incertitude quant à la taille des populations d'oiseaux terrestres d'Amérique du Nord

Jessica C. Stanton, U.S. Geological Survey, Upper Midwest Environmental Sciences Center, La Crosse, WI
Peter Blancher, Environment and Climate Change Canada, Ottawa, ON (emeritus)
Kenneth V. Rosenberg, Cornell Lab of Ornithology, Ithaca, NY; American Bird Conservancy, Washington, D.C.
Arvind O. Panjabi, Bird Conservancy of the Rockies, Fort Collins, CO
Wayne E. Thogmartin, U.S. Geological Survey, Upper Midwest Environmental Sciences Center, La Crosse, WI

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-01331-140104

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Abstract

An important metric for many aspects of species conservation planning and risk assessment is an estimate of total population size. For landbirds breeding in North America, Partners in Flight (PIF) generates global, continental, and regional population size estimates. These estimates are an important component of the PIF species assessment process, but have also been used by others for a range of applications. The PIF population size estimates are primarily calculated using a formula designed to extrapolate bird counts recorded by the North American Breeding Bird Survey (BBS) to regional population estimates. The extrapolation formula includes multiple assumptions and sources of uncertainty, but there were previously no attempts to quantify this uncertainty in the published population size estimates aside from a categorical data quality score. Using a Monte Carlo approach, we propagated the main sources of uncertainty arising from individual components of the model through to the final estimation of landbird population sizes. This approach results in distributions of population size estimates rather than point estimates. We found the width of uncertainty of population size estimates to be generally narrower than the order-of-magnitude distances between the population size score categories PIF uses in the species assessment process, suggesting confidence in the categorical ranking used by PIF. Our approach provides a means to identify species whose uncertainty bounds span more than one categorical rank, which was not previously possible with the data quality scores. Although there is still room for additional improvements to the estimation of avian population sizes and uncertainty, particularly with respect to replacing categorical model components with empirical estimates, our estimates of population size distributions have broader utility to a range of conservation planning and risk assessment activities relying on avian population size estimates.

Résumé

Une mesure importante pour de nombreux aspects de la planification de la conservation des espèces et de l'évaluation des risques est une estimation de la taille totale de la population. Pour les oiseaux terrestres se reproduisant en Amérique du Nord, Partners in Flight (PIF) génère des estimations de la taille des populations mondiales, continentales et régionales. Ces estimations constituent un élément important du processus d'évaluation des espèces du PIF, mais elles sont également utilisées par d'autres pour diverses applications. Les estimations de la taille de la population calculées par PIF le sont à l'aide d'une formule conçue pour extrapoler les dénombrements d'oiseaux enregistré par le Relevé des Oiseaux Nicheurs de l'Amérique du Nord (BBS) aux estimations régionales de population. La formule d'extrapolation comprend de multiples hypothèses et sources d'incertitude, mais il n'y avait auparavant aucune tentative de quantifier cette incertitude dans les estimations publiées de la taille des populations, à l'exception d'un score catégorique de qualité des données. En utilisant une approche de Monte Carlo, nous avons propagé les principales sources d'incertitude découlant des composantes individuelles du modèle jusqu'à l'estimation finale de la taille des populations d'oiseaux terrestres. Cette approche donne lieu à des distributions d'estimations de la taille des populations plutôt qu'à des estimations ponctuelles. Nous avons constaté que l'ampleur de l'incertitude des estimations de la taille des populations était généralement plus étroite que les distances de l'ordre de grandeur entre les catégories de scores de taille des populations utilisées par PIF dans le processus d'évaluation des espèces, ce qui suggère que le classement catégorique utilisé par PIF est fiable. Notre approche offre un moyen d'identifier les espèces dont les limites d'incertitude couvrent plus d'un rang catégorique, ce qui n'était pas possible auparavant avec les scores de qualité des données. Bien qu'il reste encore des améliorations à apporter à l'estimation de la taille et de l'incertitude des populations aviaires, particulièrement en ce qui concerne le remplacement des composantes qualitatives des modèles par des estimations empiriques, nos estimations de la répartition de la taille des populations sont utiles à une gamme d'activités plus large de planification de la conservation et d'évaluation des risques qui reposent sur des estimations des populations aviaires.

Key words

Breeding Bird Survey; Partners in Flight; population size; species conservation assessment; uncertainty

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568