Temporal aggregation of migration counts can improve accuracy and precision of trends
Le regroupement à différentes échelles temporelles de dénombrements d'oiseaux en migration peut améliorer l'exactitude et la précision des tendances

Tara L. Crewe, Western University, Canada; Bird Studies Canada
Philip D. Taylor, Acadia University, Canada; Bird Studies Canada
Denis Lepage, Bird Studies Canada

DOI: http://dx.doi.org/10.5751/ACE-00907-110208

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Abstract

Temporal replicate counts are often aggregated to improve model fit by reducing zero-inflation and count variability, and in the case of migration counts collected hourly throughout a migration, allows one to ignore nonindependence. However, aggregation can represent a loss of potentially useful information on the hourly or seasonal distribution of counts, which might impact our ability to estimate reliable trends. We simulated 20-year hourly raptor migration count datasets with known rate of change to test the effect of aggregating hourly counts to daily or annual totals on our ability to recover known trend. We simulated data for three types of species, to test whether results varied with species abundance or migration strategy: a commonly detected species, e.g., Northern Harrier, Circus cyaneus; a rarely detected species, e.g., Peregrine Falcon, Falco peregrinus; and a species typically counted in large aggregations with overdispersed counts, e.g., Broad-winged Hawk, Buteo platypterus. We compared accuracy and precision of estimated trends across species and count types (hourly/daily/annual) using hierarchical models that assumed a Poisson, negative binomial (NB) or zero-inflated negative binomial (ZINB) count distribution. We found little benefit of modeling zero-inflation or of modeling the hourly distribution of migration counts. For the rare species, trends analyzed using daily totals and an NB or ZINB data distribution resulted in a higher probability of detecting an accurate and precise trend. In contrast, trends of the common and overdispersed species benefited from aggregation to annual totals, and for the overdispersed species in particular, trends estimating using annual totals were more precise, and resulted in lower probabilities of estimating a trend (1) in the wrong direction, or (2) with credible intervals that excluded the true trend, as compared with hourly and daily counts.

Résumé

Le regroupement des dénombrements répétés dans le temps est une technique souvent utilisée pour réduire la surreprésentation de zéros et la variabilité des dénombrements, et ultimement améliorer l'ajustement des modèles. Dans les cas de dénombrements d'oiseaux en migration faits à chaque heure durant la période de migration, ce regroupement des données permet aussi d'ignorer la non-indépendance. Toutefois, ce regroupement peut mener à une perte d'informations potentiellement utiles sur la distribution horaire ou saisonnière des dénombrements, pouvant en retour affecter notre capacité à obtenir des estimations fiables des tendances. Nous avons simulé des données de dénombrements de rapaces en migration réalisés à chaque heure pendant 20 ans et dont le taux de changement était connu afin de tester l'effet du regroupement des dénombrements faits à l'heure en totaux quotidiens ou annuels sur notre capacité de détecter la tendance connue. Nous avons simulé des données pour trois types d'espèces dans le but de voir si les résultats variaient avec l'abondance de l'espèce ou sa stratégie de migration : une espèce communément détectée, p. ex. le Busard St-Martin, Circus cyaneus; une espèce rarement détectée, p. ex. le Faucon pèlerin, Falco peregrinus; et une espèce typiquement dénombrée en gros groupes avec des dénombrements surdispersés, p. ex. la Petite Buse, Buteo platypterus. Nous avons comparé l'exactitude et la précision des tendances estimées pour les trois espèces et les types de dénombrements (à l'heure/quotidiens/annuels) au moyen de modèles hiérarchiques qui assumaient une distribution des données selon les lois de Poisson, binomiale négative (BN) ou binomiale négative avec une surreprésentation de zéros (BNSZ). Nous avons constaté qu'il y avait peu d'avantages à modéliser la surreprésentation de zéros ou à modéliser la distribution horaire des dénombrements faits en migration. Pour les espèces rares, les tendances analysées à l'aide des totaux quotidiens et une distribution des données BN ou BNSZ ont montré une plus grande probabilité de détecter une tendance exacte et précise. À l'opposé, les tendances des espèces communes ou dont les dénombrements étaient surdispersés gagnaient à être regroupées en totaux annuels et, particulièrement pour les espèces surdispersées, les tendances estimées au moyen des totaux annuels étaient plus précises et avaient des probabilités plus faibles d'estimer une tendance (1) dans la mauvaise direction ou (2) avec des intervalles de crédibilité qui excluaient la vraie tendance, comparativement aux dénombrements faits à l'heure ou au quotidien.

Key words

accuracy; Bayesian; bias; count aggregation; hierarchical models; migration monitoring; population trend; precision; zero-inflation

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Avian Conservation and Ecology ISSN: 1712-6568