A network approach to prioritize conservation efforts for migratory birds

Conserv Biol. 2020 Apr;34(2):416-426. doi: 10.1111/cobi.13383. Epub 2019 Aug 16.

Abstract

Habitat loss can trigger migration network collapse by isolating migratory bird breeding grounds from nonbreeding grounds. Theoretically, habitat loss can have vastly different impacts depending on the site's importance within the migratory corridor. However, migration-network connectivity and the impacts of site loss are not completely understood. We used GPS tracking data on 4 bird species in the Asian flyways to construct migration networks and proposed a framework for assessing network connectivity for migratory species. We used a node-removal process to identify stopover sites with the highest impact on connectivity. In general, migration networks with fewer stopover sites were more vulnerable to habitat loss. Node removal in order from the highest to lowest degree of habitat loss yielded an increase of network resistance similar to random removal. In contrast, resistance increased more rapidly when removing nodes in order from the highest to lowest betweenness value (quantified by the number of shortest paths passing through the specific node). We quantified the risk of migration network collapse and identified crucial sites by first selecting sites with large contributions to network connectivity and then identifying which of those sites were likely to be removed from the network (i.e., sites with habitat loss). Among these crucial sites, 42% were not designated as protected areas. Setting priorities for site protection should account for a site's position in the migration network, rather than only site-specific characteristics. Our framework for assessing migration-network connectivity enables site prioritization for conservation of migratory species.

Un Enfoque de Redes para Priorizar los Esfuerzos de Conservación para las Aves Migratorias Resumen La pérdida del hábitat puede disparar el colapso de las redes de migración al aislar los sitios de reproducción de las aves migratorias de aquellos sitios que no se usan para la reproducción. En teoría, la pérdida del hábitat puede tener impactos muy diferentes dependiendo de la importancia del sitio dentro del corredor migratorio. Sin embargo, la conectividad entre las redes de migración y los impactos de la pérdida de los sitios no están del todo comprendidos. Usamos los datos de seguimiento por GPS de cuatro especies de aves en las rutas de vuelo de Asia para construir redes de migración y propusimos un marco de trabajo para evaluar la conectividad de las redes en las especies migratorias. Usamos un proceso de extracción de nodos para identificar los sitios de escala con el mayor impacto sobre la conectividad. En general, las redes de migración con menos sitios de escala fueron más vulnerables a la pérdida del hábitat. La extracción de nodos en orden del grado más alto al más bajo resultó en un incremento de resistencia de la red similar a la extracción al azar. Al contrario, la resistencia incrementó más rápidamente cuando la extracción de los nodos fue en orden del más alto al más bajo valor de intermediación (cuantificado por el número de caminos más cortos que pasan por un nodo específico). Cuantificamos el riesgo de colapso de la red de migración e identificamos sitios cruciales al seleccionar primero los sitios con mayores contribuciones a la conectividad de la red y después identificar cuáles de esos sitios tenían probabilidad de ser removidos de la red (es decir, sitios con pérdida de hábitat). Entre estos sitios cruciales, el 42% no estaban designados como áreas protegidas. El establecimiento de prioridades para la protección de un sitio debería considerar la posición del sitio dentro de la red de migración, en lugar de sólo considerar las características específicas del sitio. Nuestro marco de trabajo para la evaluación de la conectividad de la red de migración permite la priorización de sitios para la conservación de las especies migratorias.

栖息地丧失导致的迁徙鸟类繁殖地和非繁殖地隔离会引发迁徙网络的瓦解。理论上, 取决于该栖息地在迁徙廊道里的重要性, 不同栖息地节点的丧失会对迁徙网络造成不同的影响, 但目前对迁徙网络连通性以及栖息地丧失对迁徙网络影响的理解还不完善。本研究基于亚洲迁徙路线上4 种迁徙鸟类物种的 GPS 追踪数据, 分别构建了迁徙网络并提出了衡量迁徙物种迁徙网络连通性的方法体系。我们使用节点去除法来确定高重要性中途停歇地。具有较少停歇地的迁徙网络通常受栖息地丧失的威胁更严重。我们发现, 依据栖息地丧失程度由高到低的顺序去除栖息地, 迁徙网络阻力的增加趋势与随机去除栖息地结果基本一致。而如果依据栖息地节点的中间值 (表征通过该节点的最短路径数量) 由高到低的顺序去除栖息地节点, 迁徙阻力则呈现快速上升。我们量化了迁徙网络瓦解的风险并基于栖息地节点对迁徙网络连通性的贡献和节点的脆弱性 (栖息地退化程度) 识别了关键栖息地。其中 42% 的关键栖息地处于非保护地状态。我们建议设定栖息地优先保护级别时需要考虑该栖息地在迁徙网络中的位置和作用, 而不是仅依据该栖息地的本身特征。本研究提出的栖息地网络连通性评价体系为迁徙物种栖息地优先保护提供了重要理论和方法依据。.

Keywords: bird migration; conectividad; connectivity; conservation designation; designación de conservación; habitat loss; migración de aves; network; pérdida de hábitat; redes; 保护设定; 栖息地丧失; 网络; 连通性; 鸟类迁徙.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animal Migration*
  • Animals
  • Birds
  • Breeding
  • Conservation of Natural Resources*
  • Ecosystem