Toward Conservation of Canada’s Boreal Forest Avifauna: Design and Application of Ecological Models at Continental Extents
Conservation de l’avifaune de la forêt boréale au Canada : élaboration et application de modèles écologiques à l’échelle continentale

Steven G Cumming, Département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval
Kara L. Lefevre, Département des sciences du bois et de la forêt, Université Laval
Erin Bayne, Department of Biological Sciences, University of Alberta
Trish Fontaine, Department of Renewable Resources, University of Alberta
Fiona K.A. Schmiegelow, Department of Renewable Resources, University of Alberta
Samantha J Song, Canadian Wildlife Service, Environment Canada

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00406-050208

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Abstract

Human development is increasing pressure on North America’s mainly intact boreal forest. We outline the need for a comprehensive synthesis of existing data and for effective scientific tools to support conservation of this biome and of the birds that depend on it. To illustrate how broad collaborations can address these needs, we introduce and report on the Boreal Avian Modelling Project. This is a new partnership involving universities, government, private, and nongovernment groups that was created to develop spatially explicit, predictive models of boreal bird habitat associations across Canada. This initiative is designed to improve our understanding of the influence of environmental factors and human activities on boreal bird species, leading to spatially explicit predictive models of the distribution of avian populations. The intended applications of these models are land use planning and avian conservation across the nearctic boreal forest. In this essay, we present a description of the extensive collection of point count survey data assembled by the Project, and the library of spatial covariates used for modeling. We show how it is possible to account for a number of nuisance variables related to differences in survey protocol among source data sets and make some preliminary suggestions as to how future surveys could be standardized. We present a distance-sampling approach used to convert standardized point count data to density estimates, which we illustrate by providing habitat-specific densities and total population estimates for one species in a part of western Canada. We also illustrate the use of Classification and Regression Trees to develop species niche models from the standardized data. We conclude with a discussion of the need for a monitoring program for boreal birds in Canada, the role of predictive statistical models in developing such a program, and how monitoring could be related to boreal bird conservation through adaptive management.

Résumé

Le développement humain exerce une pression croissante sur la forêt boréale de l’Amérique du Nord, en bonne partie intacte. Nous exposons brièvement les raisons pour lesquelles il est essentiel de faire une synthèse détaillée des données existantes et de mettre au point des outils scientifiques efficaces si on veut promouvoir la conservation de ce biome et des oiseaux qui en dépendent. Afin d’illustrer de quelle façon des collaborations élargies peuvent répondre à ce besoin, nous présentons le Projet de modélisation de l’avifaune boréale (PMAB). Le PMAB, récent partenariat entre les universités, les gouvernements et les groupes non gouvernementaux, a été créé dans le but d’élaborer des modèles de prévision, explicites spatialement, sur les associations entre les oiseaux boréaux et leurs milieux dans l’ensemble du Canada. Cette initiative a été conçue dans le but d’améliorer notre compréhension de l’effet des facteurs environnementaux et des activités humaines sur les espèces d’oiseaux boréaux, au moyen de modèles de prévision de la répartition des populations aviaires. Ces modèles sont destinés à la planification de l’utilisation du sol et à la conservation des oiseaux dans l’ensemble de la forêt boréale néarctique. Cet essai présente une description de l’imposante base de données assemblée par le PMAB (les données proviennent de dénombrements par points d’écoute), de même que le répertoire des covariables spatiales utilisées pour la modélisation. Nous montrons qu’il est possible d’estimer les variables «problématiques», c.-à-d. les variables relatives aux différences dans les protocoles d’inventaire des diverses bases de données source, et faisons quelques suggestions préliminaires quant à la normalisation des futurs relevés. Nous présentons l’approche fondée sur la distance que nous avons utilisée pour convertir des données de points d’écoute normalisées en des estimations de densité; nous illustrons cette approche à partir des densités spécifiques à l’habitat et de l’estimation de l’ensemble de la population d’une espèce occupant une partie de l’ouest du Canada. Nous décrivons également l’emploi des arbres de classification et de régression pour élaborer des modèles de niches d’espèces à partir des données normalisées. Nous concluons par une discussion au sujet de la nécessité de mettre en place un suivi des oiseaux boréaux du Canada, du rôle des modèles de prévision statistique dans l’élaboration d’un suivi de ce genre, et enfin, de la façon avec laquelle ce suivi pourrait être lié à la conservation des oiseaux boréaux grâce à la gestion évolutive.

Key words

boreal forest; Breeding Bird Survey; Classification and Regression Trees; conservation planning; distance sampling; habitat models; land use; migratory birds; point counts; population management; scale; species distributions; survey methods.

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568