Model transferability and implications for woodland management: a case study of Pinyon Jay nesting habitat
Transférabilité de modèles et implications dans l'aménagement de secteurs boisés : étude de cas de l'habitat de nidification du Geai des pinèdes

Kristine Johnson, Biology Department, University of New Mexico
Giancarlo Sadoti, Department of Geography, University of Nevada Reno

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-01467-140217

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Abstract

Understanding the transferability of ecological models from one area to another is important for the effective conservation of species of management concern, particularly when the ability to sample across multiple areas is limited. Two measures of transferability, area under the receiver operating curve (AUC) and threshold-specific classification accuracy (sensitivity and specificity), are often employed in assessing models of bird occurrence or resource selection. Although informative, these measures may have limited practical utility in guiding on-the-ground habitat management like forest thinning, which often relies on simple metrics such as tree diameter. We addressed this challenge in studying the occurrence of Pinyon Jay (Gymnorhinus cyanocephalus) nest locations in four piñon-juniper woodland sites in New Mexico, USA. Using generalized linear mixed models, we employed covariates describing woodland structure at several scales to discriminate nest from non-nest plots. We found fair transferability of model predictions between sites via AUC (mean = 0.71), fair threshold-specific specificity (mean = 67%), and poor threshold-specific sensitivity (mean = 42%). Under a hypothetical scenario of forest thinning, we employed a covariate predictive in models of each site, nest (or non-nest plot center) tree root crown diameter (RCD), to assess a management-practical measure of transferability. Using critical RCD values at which 75% of nest trees were retained, we found fair transferability between sites (MEAN = 70%), though we observed retention of nest trees as low as 21%. Average retention increased to 75% (minimum = 60%) when information from multiple sites was combined. This example illustrates that the application of information from one area to the management of another may be effective but may also result in loss of important habitat or other resources. We found that management of Pinyon Jay nesting habitat should proceed on a single-site basis when local nesting information is available. Caution should be exercised when prescribing management in locations where information on nesting is lacking, and information from as many nearby sites as possible should be employed.

Résumé

La compréhension de la transférabilité de modèles écologiques d'un secteur à un autre est importante si on veut conserver efficacement des espèces préoccupantes, particulièrement lorsqu'il est difficile d'échantillonner plusieurs endroits. Deux mesures de transférabilité, la surface sous la courbe (AUC) et la précision de classification spécifique au seuil (sensibilité et spécificité), sont souvent employées pour évaluer des modèles d'occurrence d'oiseaux ou de sélection des ressources. Bien qu'informatives, ces mesures peuvent s'avérer d'une utilité pratique limitée pour guider des activités concrètes d'aménagement d'habitat comme l'éclaircie forestière, laquelle repose souvent sur des paramètres simples tel le diamètre des arbres. Nous nous sommes penchés sur ce problème en étudiant l'occurrence de nids de Geai des pinèdes (Gymnorhinus cyanocephalus) dans quatre sites localisés dans des secteurs boisés de pins-genévriers au Nouveau-Mexique, États-Unis. Au moyen de modèles linéaires généralisés à effets mixtes, nous avons utilisé des covariables décrivant la structure des secteurs boisés à différentes échelles afin de discriminer les parcelles avec nids de celles sans nid. Nous avons trouvé que les prédictions des modèles pour les divers sites présentaient une bonne transférabilité selon l'AUC (moyenne = 0,71) et la spécificité spécifique au seuil (moyenne = 67 %), mais une mauvaise transférabilité selon la sensibilité spécifique au seuil (moyenne = 42 %). Sous un scénario hypothétique d'éclaircie forestière, nous avons utilisé une covariable explicative dans les modèles pour chaque site, soit le diamètre à la base du tronc (DBT) d'un arbre avec nid (ou d'un arbre au centre d'une parcelle sans nid), pour évaluer la transférabilité d'une mesure pratique d'aménagement. Lorsque nous avons utilisé les valeurs critiques de DBT auxquelles 75 % des arbres avec nid étaient retenus, nous avons trouvé une bonne transférabilité entre les sites (moyenne = 70 %), quoique nous ayons observé la rétention d'arbres avec nid à un taux aussi faible que 21 %. La rétention moyenne a augmenté à 75 % (minimum = 60 %) lorsque l'information tirée de plusieurs sites était combinée. Cet exemple illustre que l'application d'information provenant d'un endroit pour l'aménagement d'un autre peut être efficace, mais peut résulter aussi en une perte d'habitat important ou une perte d'autres ressources. Nos résultats indiquent que l'aménagement de l'habitat de nidification du Geai des pinèdes devrait se fonder sur la base d'un seul site lorsque l'information locale de nidification est disponible. Des précautions devraient être prises dans le cas de recommandations d'aménagement aux endroits sans information sur la nidification, et l'information provenant du maximum de sites environnants possible devrait alors être prise en compte.

Key words

Gymnorhinus cyanocephalus; habitat; management; occurrence models; Pinyon Jay; transferability

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568