Connectivity between countries established by landbirds and raptors migrating along the African-Eurasian flyway.

The conservation of long-distance migratory birds requires coordination between the multiple countries connected by the movements of these species. The recent expansion of tracking studies is shedding new light on these movements, but much of this information is fragmented and inaccessible to conservation practitioners and policy makers. We synthesized current knowledge on the connectivity established between countries by landbirds and raptors migrating along the African-Eurasian flyway. We reviewed tracking studies to compile migration records for 1229 individual birds, from which we derived 544 migratory links, each link corresponding to a species' connection between a breeding country in Europe and a nonbreeding country in sub-Saharan Africa. We used these migratory links to analyze trends in knowledge over time and spatial patterns of connectivity per country (across species), per species (across countries), and at the flyway scale (across all countries and all species). The number of tracking studies available increased steadily since 2010 (particularly for landbirds), but the coverage of existing tracking data was highly incomplete. An average of 7.5% of migratory landbird species and 14.6% of raptor species were tracked per country. More data existed from central and western European countries, and it was biased toward larger bodied species. We provide species- and country-level syntheses of the migratory links we identified from the reviewed studies, involving 123 populations of 43 species, migrating between 28 European and 43 African countries. Several countries (e.g., Spain, Poland, Ethiopia, Democratic Republic of Congo) are strategic priorities for future tracking studies to complement existing data, particularly on landbirds. Despite the limitations in existing tracking data, our data and results can inform discussions under 2 key policy instruments at the flyway scale: the African-Eurasian Migratory Landbirds Action Plan and the Memorandum of Understanding on the Conservation of Migratory Birds of Prey in Africa and Eurasia.

Conectividad entre países establecida por aves terrestres y rapaces que migran a través del corredor aéreo africano-euroasiático Resumen La conservación de las aves que migran grandes distancias requiere de una coordinación entre los varios países conectados por los movimientos de estas especies. La expansión reciente de los estudios de rastreo está descubriendo novedades en estos movimientos, aunque gran parte de esta información está fragmentada y es inaccesible para quienes practican y elaboran las políticas de conservación. Sintetizamos el conocimiento actual sobre la conectividad establecida entre países por las aves terrestres y rapaces que migran a través del corredor aéreo africano-euroasiático. Revisamos los estudios de rastreo para compilar los registros migratorios de 1229 aves, de los cuales derivamos 544 conexiones migratorias, con cada conexión correspondiendo a la conexión que tiene una especie entre un país europeo en donde se reproduce con un país de la África subsahariana en donde no se reproduce. Usamos estas conexiones migratorias para analizar las tendencias informativas en patrones espaciales y temporales de conectividad por país (en todas las especies), por especie (en todos los países) y a escala del corredor aéreo (en todas las especies y en todos los países). El número de estudios de rastreo disponibles incrementó gradualmente a partir de 2010 (particularmente para las aves terrestres), pero la cobertura de los datos de rastreo existentes estaba incompleta. Se rastreó en promedio 7.5% de especies de aves terrestres migratorias y 14.6% de aves rapaces por país. Existían más datos de los países del centro y oeste de Europa, los cuales estaban sesgados hacia las especies de mayor tamaño. Proporcionamos varias síntesis a nivel de especie y país de las conexiones migratorias que identificamos a partir de la revisión de estudios, las cuales involucran a 123 poblaciones de 43 especies que migran entre 28 países europeos y 43 países africanos. Varios países, como España, Polonia, Etiopía y la República Democrática del Congo son prioridades estratégicas para complementar los datos existentes en los siguientes estudios de rastreo, en especial para las aves terrestres. A pesar de las limitaciones que tienen los datos de rastreo existentes, nuestros datos y resultados pueden orientar las discusiones con dos instrumentos claves para las políticas: el Plan de Acción de las Aves Terrestres Migratorias Africanas-Euroasiáticas y el Memorando de Entendimiento sobre la Conservación de las Aves Rapaces Migratorias de África y Eurasia.

Near-term ecological forecasting for dynamic aeroconservation of migratory birds.

Near-term ecological forecasting has the potential to mitigate negative impacts of human modifications on wildlife by directing efficient action through relevant and timely predictions. We used the U.S. avian migration system to highlight ecological forecasting applications for aeroconservation. We used millions of observations from 143 weather surveillance radars to construct and evaluate a migration forecasting system for nocturnal bird migration over the contiguous United States. We identified the number of nights of mitigation required to reduce the risk of aerial hazards to 50% of avian migrants passing a given area in spring and autumn based on dynamic forecasts of migration activity. We also investigated an alternative approach, that is, employing a fixed conservation strategy based on time windows that historically capture 50% of migratory passage. In practice, during both spring and autumn, dynamic forecasts required fewer action nights compared with fixed window selection at all locations (spring: mean of 7.3 more alert days; fall: mean of 12.8 more alert days). This pattern resulted in part from the pulsed nature of bird migration captured in the radar data, where the majority (54.3%) of birds move on 10% of a migration season's nights. Our results highlight the benefits of near-term ecological forecasting and the potential advantages of dynamic mitigation strategies over static ones, especially in the face of increasing risks to migrating birds from light pollution, wind energy infrastructure, and collisions with structures.

La estimación ecológica a corto plazo tiene el potencial para mitigar los impactos negativos de las modificaciones humanas sobre la fauna al dirigir las acciones eficientes mediante predicciones relevantes y oportunas. Usamos el sistema de migración de aves de Estados Unidos para resaltar las aplicaciones de la estimación ecológica para la aeroconservación. Usamos millones de observaciones tomadas de 143 radares de vigilancia climática para construir y evaluar un sistema de estimaciones migratorias para la migración de aves nocturnas en los Estados Unidos contiguos. Identificamos el número de noches de mitigación requeridas para reducir el riesgo de peligros aéreos para el 50% de las aves migratorias que pasan por un área específica en la primavera y en el otoño con base en las estimaciones dinámicas de la actividad migratoria. También investigamos una estrategia alternativa: el uso de una estrategia fija de conservación basada en las ventanas temporales que históricamente han capturado el 50% del pasaje migratorio. En la práctica, durante la primavera y el otoño, las estimaciones dinámicas requirieron menos noches de acción en comparación con la selección de ventana fija en todas las localidades (primavera: promedio de 7.3 más días de alerta; otoño: promedio de 12.8 más días de alerta). Este patrón resultó en parte por la naturaleza pulsada de las migraciones aviarias capturadas en los datos del radar, en los cuales la mayoría de las aves (54.3%) se mueven durante el 10% de las noches durante la temporada migratoria. Nuestros resultados resaltan los beneficios que tienen las estimaciones ecológicas a corto plazo en comparación con las estáticas, especialmente de frente a los riesgos crecientes que encaran las aves migratorias por la contaminación lumínica, la infraestructura de energía eólica y las colisiones con las estructuras.

A network approach to prioritize conservation efforts for migratory birds.

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.

Predicting and mapping potential Whooping Crane stopover habitat to guide site selection for wind energy projects.

Migratory stopover habitats are often not part of planning for conservation or new development projects. We identified potential stopover habitats within an avian migratory flyway and demonstrated how this information can guide the site-selection process for new development. We used the random forests modeling approach to map the distribution of predicted stopover habitat for the Whooping Crane (Grus americana), an endangered species whose migratory flyway overlaps with an area where wind energy development is expected to become increasingly important. We then used this information to identify areas for potential wind power development in a U.S. state within the flyway (Nebraska) that minimize conflicts between Whooping Crane stopover habitat and the development of clean, renewable energy sources. Up to 54% of our study area was predicted to be unsuitable as Whooping Crane stopover habitat and could be considered relatively low risk for conflicts between Whooping Cranes and wind energy development. We suggest that this type of analysis be incorporated into the habitat conservation planning process in areas where incidental take permits are being considered for Whooping Cranes or other species of concern. Field surveys should always be conducted prior to construction to verify model predictions and understand baseline conditions.