Irruptions: evidence for breeding season habitat limitation in Piping Plover (Charadrius melodus)
Irruptions : preuves de la limitation de l'habitat pendant la saison de reproduction du pluvier siffleur (Charadrius melodus)

Samantha Robinson, Department of Fish and Wildlife Conservation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA
James Fraser, Department of Fish and Wildlife Conservation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA
Daniel Catlin, Department of Fish and Wildlife Conservation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA
Sarah Karpanty, Department of Fish and Wildlife Conservation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA
Jon Altman, Cape Lookout National Seashore, National Park Service
Ruth Boettcher, Virginia Department of Game and Inland Fisheries
Kevin Holcomb, Chincoteague National Wildlife Refuge, U.S. Fish & Wildlife Service
Coral Huber, Omaha District, United States Army Corps of Engineers
Kelsi Hunt, Department of Fish and Wildlife Conservation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, 24061, USA
Alexandra Wilke, The Nature Conservancy

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-01373-140119

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Abstract

Effective management of wildlife populations requires identification of the factors limiting their growth. The Piping Plover (Charadrius melodus) is an imperiled, disturbance-dependent, shorebird species that nests on broad, sparsely vegetated beaches, sandbars, and lakeshores. In areas minimally affected by human use, plover habitat loss occurs through vegetation encroachment and erosion. Alternatively, habitat availability may be increased by sand deposition caused by storm- or flood-induced sediment transport or scouring that removes vegetation, or by receding lake levels. To test the hypothesis that plover populations are limited by available breeding habitat, we estimated the amount of habitat available before and after four significant storm and flooding events (i.e., disturbance) by classifying pre- and postdisturbance aerial imagery. We then evaluated the population changes that occurred after disturbance-related habitat alterations. Additionally, we report on population changes from four population increases that occurred after habitat creation events for which we did not have imagery suitable for classification. The storm and flood effects considered were those from hurricanes and nor’easters on barrier islands of Virginia, North Carolina, New York, and Maryland, USA, and those from floods and high water output from the Gavins Point Dam on the Missouri River between South Dakota and Nebraska, USA. The amount of nesting habitat increased 27–950% at these sites, and plover populations increased overall 72–622% after these events (increase of 8–217 pairs in 3 to 8 years after the disturbance, average 12–116% increase annually). The demographic changes were driven by productivity in some cases and probably by increases in immigration in others, and occurred simultaneously with regional increases. Our results support our hypothesis that the focal plover populations were at or near carrying capacity and are habitat limited. Currently, human interventions such as beach stabilization, the construction of artificial dunes, and dams reduce natural disturbance, and therefore, the carrying capacity, in many plover breeding areas. If these interventions were reduced or modified in such a way as to create and improve habitat, plover populations would likely reach higher average numbers and the potential for achieving recovery goals would be increased.

Résumé

La gestion efficace des populations de faune sauvage requiert l'identification des facteurs qui limitent leur croissance. Le pluvier siffleur (Charadrius melodus) est une espèce d'oiseaux de rivage menacée, dépendante des perturbations, qui niche sur de grandes plages à la végétation clairsemée, sur les bancs de sable et au bord des lacs. Dans les régions peu affectées par la présence humaine, la perte d'habitat du pluvier est due à l'empiètement de la végétation et à l'érosion. La disponibilité de l'habitat peut aussi être accrue par les dépôts de sable causés par les transports de sédiments induits par les tempêtes ou les inondations, par l'affouillement qui élimine la végétation ou par la baisse du niveau des lacs. Pour tester l'hypothèse selon laquelle les populations de pluvier sont limitées par l'habitat de reproduction disponible, nous avons estimé la surface d'habitat disponible avant et après quatre événements majeurs de tempête et d'inondation (c'est-à-dire des perturbations) en classant les images aériennes avant et après les perturbations. Nous avons ensuite évalué l'évolution des populations survenue après les altérations de l'habitat liées aux perturbations. En outre, nous rapportons sur les changements de population par suite de quatre augmentations de la population intervenues après des événements de création d'habitat pour lesquels nous ne disposions pas d'imagerie adéquate pour établir un classement. Les effets des tempêtes et des inondations considérées étaient ceux d'ouragans et de tempêtes sur les îles barrières de Virginie, de Caroline du Nord, de New York et du Maryland, aux États-Unis, et ceux des inondations provoquées par le débit d'eau élevé du barrage de Gavins Point, sur le Missouri, entre le Dakota du Sud et le Nebraska, également aux États-Unis. La superficie de l'habitat de nidification a augmenté de 27 à 950 % sur ces sites et les populations de pluviers ont augmenté globalement de 72 à 622 % après ces événements (le nombre de couples est passé de 8 à 217 en 3 à 8 ans à la suite de ces perturbations, soit une augmentation moyenne annuelle de 12 à 116 %). Les évolutions démographiques résultaient de la productivité dans certains cas et probablement d'augmentations des migrations dans d'autres cas, et correspondaient à des augmentations régionales. Nos résultats viennent étayer notre hypothèse selon laquelle les populations de pluviers observées étaient à leur capacité porteuse et sont limitées par l'habitat. Actuellement, les interventions humaines comme la stabilisation des plages, la construction de dunes artificielles et de barrages réduisent les perturbations naturelles et en conséquence, la capacité porteuse, dans de nombreuses régions de reproduction des pluviers. Si ces interventions étaient réduites ou modifiées de manière à créer et à améliorer l'habitat, les populations de pluviers atteindraient probablement des nombres moyens plus élevés et le potentiel de réalisation des objectifs de rétablissement des populations serait plus élevé.

Key words

Charadrius melodus; density-dependence; eCognition; habitat limitation

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568