Occupancy trends of overwintering coastal waterbird communities reveal guild-specific patterns of redistribution and shifting reliance on existing protected areas.

ABSTRACT

Climate change and anthropogenic stressors are redistributing species and altering community composition globally. Protected areas (PAs) may not sufficiently protect populations of species undergoing distributional shifts, necessitating that we evaluate existing PAs and identify areas for future protection to conserve biodiversity across regional and temporal scales. Coastal waterbirds are important indicators of marine ecosystem health, representing mobile, long-lived, higher trophic-level consumers. Using a 20-year citizen science dataset (1999-2019) with a before-after control-intervention sampling framework for habitat protection, we applied dynamic occupancy models to assess winter occupancy trends along the Pacific coast of Canada. Specifically, we sought to understand potential drivers of regional declines, spatial commonalities among guilds, and changes in habitat use before and after PA designation, as well as between PAs and non-PAs. Occupancy trends varied regionally, with greater declines in the south compared to the north. Regional differences underlined potential range shifts, particularly for species with traits linked to temperature tolerance, movement, and high productivity foraging, as cold-tolerant, migratory benthivores and piscivores wintered farther north relative to 20 years ago or retreated to cold-water fjords. While 21 of 57 (36.8%) species responded positively to PA designation (before-after), greater occupancy declines tended to occur in PAs established pre-1999 relative to non-PAs (control-intervention). Since PAs are currently concentrated in the south, negative associations were most apparent for species retreating northward, but existing PAs may have a stabilizing or transitory effect on southern wintering species shifting into the region from farther south. We emphasize that conservation strategies must balance persistence of current communities with preserving the climate-adapted biodiversity of tomorrow by accounting for community-level effects of species moving into and out of existing PAs. Incorporating range shifts into PA planning by predicting distributional changes will allow conservation practitioners to identify priority habitats, such as cold-water refugia, for persistent wildlife communities.

Le changement climatique et les facteurs de stress anthropiques redistribuent les espèces et modifient la composition des communautés à l'échelle mondiale. Les zones protégées (ZP) ne protègent peut-être pas suffisamment les populations d'espèces qui subissent des changements de répartition, ce qui nous oblige à évaluer les ZP existantes et à identifier les zones à protéger à l'avenir pour conserver la biodiversité à l'échelle régionale et temporelle. Les oiseaux côtiers sont des indicateurs importants de la santé des écosystèmes marins, car ils représentent des consommateurs mobiles, ont une longue durée de vie et représente le niveau trophique supérieur. En utilisant un ensemble de données de science participative sur 20 ans (1999-2019) avec un échantillonnage avant-après contrôle-intervention (AACI) pour la protection de l'habitat, nous avons appliqué des modèles d'occupation dynamiques pour évaluer les tendances de l'occupation hivernale le long de la côte pacifique du Canada. Plus précisément, nous avons cherché à comprendre les moteurs potentiels des déclins régionaux, les points communs spatiaux entre les guildes et les changements dans l'utilisation de l'habitat avant et après la désignation de le ZP, ainsi qu'entre les ZP et les non-ZP. Les tendances en matière d'occupation varient d'une région à l'autre, avec des déclins plus importants dans le sud que dans le nord. Les différences régionales soulignent les déplacements potentiels de l'aire de répartition, en particulier pour les espèces dont les caractéristiques sont liées à la tolérance à la température, aux déplacements et à la recherche de nourriture à rendement élevé, car les benthivores et les piscivores migrateurs tolérants au froid ont hiverné plus au nord qu'il y a 20 ans ou se sont retirés dans les fjords aux eaux froides. Alors que 21 des 57 (36,8 %) espèces ont réagi positivement à la désignation des aires protégées (avant-après), les baisses d'occupation ont eu tendance à être plus importantes dans les aires protégées créées avant 1999 que dans les aires non protégées (contrôle-intervention). Comme les aires protégées sont actuellement concentrées dans le sud, les associations négatives étaient plus évidentes pour les espèces qui se retirent vers le nord, mais les aires protégées existantes peuvent avoir un effet stabilisateur ou transitoire sur les espèces hivernant dans le sud qui se déplacent dans la région à partir d'une région plus au sud. Nous soulignons que les stratégies de conservation doivent trouver un équilibre entre la persistance des communautés actuelles et la préservation de la biodiversité adaptée au climat de demain, en tenant compte des effets au niveau des communautés des espèces qui entrent dans les aires protégées existantes ou qui en sortent. L'intégration des changements d'aire de répartition dans la planification des aires protégées en prédisant les changements de distribution permettra aux praticiens de la conservation d'identifier les habitats prioritaires, tels que les refuges d'eau froide, pour les communautés d'espèces sauvages persistantes.