Comment un défi de terrain a déclenché une nouvelle façon de penser les modèles d’occupation – Methods Blog
Message fourni par Vitek Jirinec
En 2013, je me suis retrouvé plongé dans les marais et les forêts du sud-est de la Virginie, aux États-Unis, me lançant dans ce qui allait devenir un voyage imprévisible dans ma carrière. Fraîchement entré dans ma thèse de troisième cycle au Collège William & Mary sous la direction de Matthias Leu, le plan étudiait l’utilisation de l’habitat des grives des bois, une espèce qui fait souvent l’objet de recherches, mais qui, comme je l’apprendrai, ne coopère pas toujours. avec des plans de recherche.
Le début de quelque chose d’inattendu
Pour gagner ma vie auprès de Matthias, j’ai également mené ses relevés ponctuels annuels, mais le cœur de ma thèse portait sur le suivi des Grives des bois à l’aide de la radiotélémétrie (Figure 1). En plus de nous concentrer sur l’utilisation de l’habitat, nous avions de grandes idées pour analyser la façon dont les mouvements des oiseaux se comparent aux détections aux points d’écoute. Nous avons donc marqué les mâles territoriaux à proximité des stations et avons prévu de chevaucher le suivi et les dénombrements.
Figure 1. Une Grive des bois radiomarquée (Hylocichla mustelina) dans notre étude, capturé à proximité d’une station d’écoute.
Centrée autour de Williamsburg, notre zone d’étude était une mosaïque de parcs, d’étalements urbains, de poches rurales et même de bases militaires restreintes comme Camp Peary qui héberge un centre de formation secret de la CIA connu sous le nom de « The Farm ». C’était un défi passionnant, et je me suis d’abord concentré sur les parcs, où je devais naviguer dans un labyrinthe d’autorisations juste pour avoir accès à la recherche.
Puis les oiseaux ont commencé à bouger, bien plus que ce à quoi je m’attendais. Contrairement à l’idée générale selon laquelle les oiseaux ont des territoires de reproduction statiques, les Grives des bois que nous avons étiquetées disparaissaient souvent d’un endroit, pour réapparaître à plusieurs centaines de mètres, parfois à des kilomètres. Compte tenu du rayon de détection limité des balises radio (quelques centaines de mètres), c’était un véritable cauchemar. Les suivre à travers un paysage aussi fragmenté, c’était comme chasser des fantômes. Mais c’était nécessaire : pas d’oiseaux, pas de données sur l’habitat, pas de thèse.
Figure 2. Notre camion de terrain, équipé d’antennes de suivi.
La grande chasse aux oiseaux commence
Ainsi commença une chasse aux grives sauvages. Le plus souvent, le suivi impliquait d’innombrables heures à parcourir les bois avec une antenne directionnelle portative (appelée Yagi) connectée à un récepteur qui ressemblait étrangement à une boîte à lunch bleue émettant un bip. Pour des incursions plus longues, j’ai équipé notre camion de laboratoire d’antennes radio (Figure 2), j’ai fait du vélo avec une antenne fouet fourrée dans mon sac à dos (la « méthode Spoutnik ») et j’ai même fait du canoë à travers les marais, souvent en pleine nuit (Figure 3). ). Pourquoi la nuit, demandez-vous ? Parce que les grives des bois ont tendance se percher plus haut dans les arbres la nuit tombéece qui élève les balises juste assez pour un signal plus fort. Ces expéditions nocturnes en pagayage ressemblaient plus à une recherche d’ovnis qu’à la recherche d’oiseaux, mais elles fonctionnaient souvent.
Figure 3. La recherche d’oiseaux perdus impliquait des déplacements à pied, en camion, à vélo et parfois en bateau. Les recherches nocturnes donnaient souvent de meilleurs résultats car les oiseaux se perchaient plus haut, améliorant ainsi la transmission du signal.
L’un de mes moments les plus mémorables est survenu lorsqu’un assistant de premier cycle, armé d’une antenne Yagi, a effrayé par inadvertance un propriétaire de banlieue, convaincu que nous essayions de pirater son WiFi. Mais tout s’est bien terminé : il s’est avéré qu’il était un professeur d’histoire de William & Mary qui, dans une vie antérieure, avait été informaticien. Nous en avons ri, mais des moments comme celui-ci ont montré à quel point le travail sur le terrain pouvait devenir bizarre. En fait, avec toutes nos configurations inhabituelles et notre suivi nocturne, il est surprenant que nous n’ayons eu que trois démêlés avec la police, dont chacun, heureusement, s’est terminé sans aucun problème.
Mais tous les endroits n’étaient pas aussi faciles d’accès que les arrière-cours de banlieue. Le véritable problème était de suivre les oiseaux qui décidaient de se déplacer vers des zones plus restreintes, notamment les bases militaires. C’est là que les choses sont devenues vraiment intéressantes.
Entre le capitaine Fuzzzo
À un moment donné, après avoir épuisé les options au sol, nous avons décidé de décoller. Entrez le capitaine Fuzzzo, un pilote de l’armée de l’air de la guerre du Vietnam avec un petit Cessna et un sens de l’aventure. J’ai reçu sa carte de visite (un papier vierge qui ne contenait qu’un numéro de téléphone, un e-mail et les mots « Fuzzzzo. Oracle, Devin ») du Centre local pour la biologie de la conservation qui a utilisé ses services pilotes pendant des décennies pour étudier les pygargues à tête blanche dans la région de Chesapeake. Baie. Mais Fuzzzo n’avait jamais fait de télémétrie aérienne auparavant – et nous non plus – alors nous avons fait ce que tout biologiste de terrain ingénieux ferait : nous avons attaché des antennes à son avion avec du ruban adhésif et des chambres à air de vélo (Figure 4). Fuzzo semblait confiant que cela tiendrait, alors nous sommes partis.
Figure 4. Capitaine Fuzzzzo (chapeau) flanqué du co-auteur Vitek Jirinec (à gauche) et des assistants Chris Smith et Akshay Deverakonda. Les antennes de poursuite étaient fixées en jerrycan aux jambes de force du Cessna de Fuzzzzo.
Voler avec le capitaine Fuzzzo était une expérience en soi. Fuzzzo n’a eu aucun scrupule à faire vibrer les bases militaires et de la CIA pour nous aider à retrouver les insaisissables Grives des bois. Et grâce à lui, nous avons localisé plusieurs oiseaux disparus, dont un qui avait volé environ 5 kilomètres et s’était installé au sein de la base d’armes navales de Yorktown. À ma grande surprise, après une vérification de mes antécédents, la Marine m’a accordé l’autorisation de conduire le camion équipé d’une antenne jusqu’à la station d’armes pour continuer. collecte de données sur l’habitat sur l’oiseau. J’ai même reçu un badge de zone réglementée, que j’ai fièrement montré aux soldats abasourdis qui gardaient l’entrée et patrouillaient à l’intérieur.
Cependant, malgré tous nos efforts, certains oiseaux n’ont jamais été trouvés, et les oiseaux que nous avons réussi à trouver traversaient souvent le rayon de détection de plus d’un point d’écoute, y compris un oiseau qui était détectable à 3 stations distinctes. Ces déplacements de territoire soulèvent une question importante : peut-on évaluer avec précision une population d’oiseaux qui refusent de rester sur place ? Plus précisément, le problème se matérialise lors de l’utilisation de modèles d’occupation, qui reposent sur l’hypothèse que le site d’étude reste « fermé » – en d’autres termes, les oiseaux n’entrent et ne sortent pas pendant la période d’étude. Si la fermeture n’est pas respectée, les modèles d’occupation produisent des estimations faussées.
À 2018
Avance rapide jusqu’à la réunion de l’American Ornithological Society (AOS) en 2018. Au cours de mon discours, je me suis plaint de ce problème, montrant que la clôture avait été clairement violée dans l’étude de Virginie. Une diapositive disait : « Les méthodes d’enquête sont souvent appliquées aveuglément sans tenir compte de l’écologie des espèces cibles et de ses effets sur les estimations correspondantes. »
Au cours de la séance de questions-réponses, quelqu’un s’est levé et a posé une question qui, même si je ne me souviens pas des mots exacts, ressemblait à ceci : « D’accord, alors au lieu de simplement souligner les défauts de ces modèles d’occupation populaires, que pouvons-nous faites-les réellement pour qu’ils travaillent pour nous ? » Cela nous a incités à penser au-delà de la critique et à réfléchir à la manière dont nous pourrions résoudre le problème. Cette personne s’est avérée être Jonathon Valente, un écologiste quantitatif avisé qui venait de terminer son doctorat à l’État de l’Oregon.
Du problème au papier
Cette question a déclenché une collaboration de plusieurs années avec Matthias et moi, aboutissant à notre article de 2024, récemment publié dans Méthodes en écologie et évolution. Dans un premier temps, nous avons cherché à voir comment les modèles d’occupation pourraient être ajustés pour tenir compte des territoires changeants d’espèces mobiles comme la Grive des bois. Mais à mesure que nous creusions plus profondément, notre champ d’action s’est élargi. Nous avons réalisé que le problème ne se limitait pas aux grives des bois ou aux animaux mobiles : il touchait à des questions fondamentales liées à la manière dont les modèles d’occupation sont appliqués à de nombreuses espèces et études. Nous avons commencé à examiner comment différents protocoles d’enquête, échelles spatiales et même les définitions de l’occupation elle-même pouvaient considérablement modifier l’exactitude des estimations du modèle. En fin de compte, nous avons cherché à fournir des conseils pour la conception d’enquêtes produisant des résultats biologiquement significatifs, que l’hypothèse de fermeture soit vérifiée ou non.
Ce que nous avons découvert
Nos recherches ont montré que les estimations d’occupation dépendent fortement des détails du protocole d’enquête, en particulier lorsqu’il s’agit d’animaux qui se déplacent beaucoup. Nous avons utilisé des simulations (un modèle individuel paramétré avec les données de Virginie ; figure 5) pour tester 162 protocoles d’enquête différents et avons constaté que les résultats variaient considérablement en fonction de facteurs tels que le rayon d’enquête, le nombre d’enquêtes et le temps écoulé entre elles. Voici quelques points clés à retenir :
Toutes les estimations d’occupation ne sont pas égales : vous ne pouvez pas comparer les estimations d’occupation entre les études à moins que les protocoles d’enquête ne soient très similaires. Le fait qu’une étude fasse état d’un taux d’occupation supérieur ou inférieur ne signifie pas grand-chose à moins que les méthodes ne soient alignées.
L’occupation a de nombreuses définitions : il est important que vous parliez d’une occupation instantanée, quotidienne, saisonnière ou de tout autre type d’occupation. Les chercheurs doivent définir dès le départ ce qu’ils mesurent.
Faites correspondre l’enquête à l’espèce : pour les animaux mobiles comme les grives des bois, les plans d’enquête doivent prendre en compte leur comportement. Une approche universelle ne fonctionne tout simplement pas.
Figure 5. Visualisation de notre modèle individuel paramétré par les mouvements empiriques de la Grive des bois. Les points noirs sont des oiseaux se déplaçant dans le paysage, les cercles jaunes sont des stations d’écoute, les stations devenant rouges lorsqu’un compteur de points est réellement présent à l’emplacement. Graphique de Jonathan Valente.
Pourquoi c’est important
Cette recherche est plus qu’un simple exercice académique. Cela a de réelles implications sur la manière dont nous surveillons et conservons les espèces. Les modèles d’occupation sont largement utilisés en conservation pour évaluer la répartition, l’abondance ou l’utilisation de l’habitat des espèces. Mais si les hypothèses du modèle ne correspondent pas à la biologie de l’espèce étudiée, les résultats peuvent être trompeurs.
Pour les Grives des bois – et probablement pour de nombreuses autres espèces – nous avons montré que les modèles d’enquête doivent être réfléchis. C’est la biologie de l’espèce qui devrait dicter la conception de l’enquête, et non l’inverse. En procédant à ces ajustements, nous pouvons nous rapprocher de la vérité biologique et prendre des décisions plus éclairées en matière de conservation et de gestion.
Réflexions finales
Dix ans plus tard, l’odyssée du suivi des grives des bois dans les parcs, les cours et les bases militaires ne consistait pas seulement à suivre les oiseaux. Il s’agissait de découvrir une vérité plus profonde : la recherche sur la faune sauvage doit être aussi dynamique que les animaux que nous étudions. Le capitaine Fuzzzo et son fidèle Cessna ont peut-être aidé à retrouver quelques oiseaux disparus, mais il faudra une plus grande volonté de repenser nos méthodes pour pouvoir finalement conduire à une meilleure science.
Vitek Jirinec Adresse actuelle : Centre de recherche en écologie intégrale Blue Lake, Californie, États-Unis
Publication associée : Valente, JJ, Jirinec, V. et Leu, M. (2024). Penser au-delà de l’hypothèse de fermeture : concevoir des enquêtes pour estimer la vérité biologique avec des modèles d’occupation. Méthodes en écologie et évolution, https://doi.org/10.1111/2041-210X.14439
07/11/2024
Comment un défi de terrain a déclenché une nouvelle façon de penser les modèles d’occupation – Methods Blog
Message fourni par Vitek Jirinec
En 2013, je me suis retrouvé plongé dans les marais et les forêts du sud-est de la Virginie, aux États-Unis, me lançant dans ce qui allait devenir un voyage imprévisible dans ma carrière. Fraîchement entré dans ma thèse de troisième cycle au Collège William & Mary sous la direction de Matthias Leu, le plan étudiait l’utilisation de l’habitat des grives des bois, une espèce qui fait souvent l’objet de recherches, mais qui, comme je l’apprendrai, ne coopère pas toujours. avec des plans de recherche.
Le début de quelque chose d’inattendu
Pour gagner ma vie auprès de Matthias, j’ai également mené ses relevés ponctuels annuels, mais le cœur de ma thèse portait sur le suivi des Grives des bois à l’aide de la radiotélémétrie (Figure 1). En plus de nous concentrer sur l’utilisation de l’habitat, nous avions de grandes idées pour analyser la façon dont les mouvements des oiseaux se comparent aux détections aux points d’écoute. Nous avons donc marqué les mâles territoriaux à proximité des stations et avons prévu de chevaucher le suivi et les dénombrements.
Centrée autour de Williamsburg, notre zone d’étude était une mosaïque de parcs, d’étalements urbains, de poches rurales et même de bases militaires restreintes comme Camp Peary qui héberge un centre de formation secret de la CIA connu sous le nom de « The Farm ». C’était un défi passionnant, et je me suis d’abord concentré sur les parcs, où je devais naviguer dans un labyrinthe d’autorisations juste pour avoir accès à la recherche.
Puis les oiseaux ont commencé à bouger, bien plus que ce à quoi je m’attendais. Contrairement à l’idée générale selon laquelle les oiseaux ont des territoires de reproduction statiques, les Grives des bois que nous avons étiquetées disparaissaient souvent d’un endroit, pour réapparaître à plusieurs centaines de mètres, parfois à des kilomètres. Compte tenu du rayon de détection limité des balises radio (quelques centaines de mètres), c’était un véritable cauchemar. Les suivre à travers un paysage aussi fragmenté, c’était comme chasser des fantômes. Mais c’était nécessaire : pas d’oiseaux, pas de données sur l’habitat, pas de thèse.
La grande chasse aux oiseaux commence
Ainsi commença une chasse aux grives sauvages. Le plus souvent, le suivi impliquait d’innombrables heures à parcourir les bois avec une antenne directionnelle portative (appelée Yagi) connectée à un récepteur qui ressemblait étrangement à une boîte à lunch bleue émettant un bip. Pour des incursions plus longues, j’ai équipé notre camion de laboratoire d’antennes radio (Figure 2), j’ai fait du vélo avec une antenne fouet fourrée dans mon sac à dos (la « méthode Spoutnik ») et j’ai même fait du canoë à travers les marais, souvent en pleine nuit (Figure 3). ). Pourquoi la nuit, demandez-vous ? Parce que les grives des bois ont tendance se percher plus haut dans les arbres la nuit tombéece qui élève les balises juste assez pour un signal plus fort. Ces expéditions nocturnes en pagayage ressemblaient plus à une recherche d’ovnis qu’à la recherche d’oiseaux, mais elles fonctionnaient souvent.
L’un de mes moments les plus mémorables est survenu lorsqu’un assistant de premier cycle, armé d’une antenne Yagi, a effrayé par inadvertance un propriétaire de banlieue, convaincu que nous essayions de pirater son WiFi. Mais tout s’est bien terminé : il s’est avéré qu’il était un professeur d’histoire de William & Mary qui, dans une vie antérieure, avait été informaticien. Nous en avons ri, mais des moments comme celui-ci ont montré à quel point le travail sur le terrain pouvait devenir bizarre. En fait, avec toutes nos configurations inhabituelles et notre suivi nocturne, il est surprenant que nous n’ayons eu que trois démêlés avec la police, dont chacun, heureusement, s’est terminé sans aucun problème.
Mais tous les endroits n’étaient pas aussi faciles d’accès que les arrière-cours de banlieue. Le véritable problème était de suivre les oiseaux qui décidaient de se déplacer vers des zones plus restreintes, notamment les bases militaires. C’est là que les choses sont devenues vraiment intéressantes.
Entre le capitaine Fuzzzo
À un moment donné, après avoir épuisé les options au sol, nous avons décidé de décoller. Entrez le capitaine Fuzzzo, un pilote de l’armée de l’air de la guerre du Vietnam avec un petit Cessna et un sens de l’aventure. J’ai reçu sa carte de visite (un papier vierge qui ne contenait qu’un numéro de téléphone, un e-mail et les mots « Fuzzzzo. Oracle, Devin ») du Centre local pour la biologie de la conservation qui a utilisé ses services pilotes pendant des décennies pour étudier les pygargues à tête blanche dans la région de Chesapeake. Baie. Mais Fuzzzo n’avait jamais fait de télémétrie aérienne auparavant – et nous non plus – alors nous avons fait ce que tout biologiste de terrain ingénieux ferait : nous avons attaché des antennes à son avion avec du ruban adhésif et des chambres à air de vélo (Figure 4). Fuzzo semblait confiant que cela tiendrait, alors nous sommes partis.
Voler avec le capitaine Fuzzzo était une expérience en soi. Fuzzzo n’a eu aucun scrupule à faire vibrer les bases militaires et de la CIA pour nous aider à retrouver les insaisissables Grives des bois. Et grâce à lui, nous avons localisé plusieurs oiseaux disparus, dont un qui avait volé environ 5 kilomètres et s’était installé au sein de la base d’armes navales de Yorktown. À ma grande surprise, après une vérification de mes antécédents, la Marine m’a accordé l’autorisation de conduire le camion équipé d’une antenne jusqu’à la station d’armes pour continuer. collecte de données sur l’habitat sur l’oiseau. J’ai même reçu un badge de zone réglementée, que j’ai fièrement montré aux soldats abasourdis qui gardaient l’entrée et patrouillaient à l’intérieur.
Cependant, malgré tous nos efforts, certains oiseaux n’ont jamais été trouvés, et les oiseaux que nous avons réussi à trouver traversaient souvent le rayon de détection de plus d’un point d’écoute, y compris un oiseau qui était détectable à 3 stations distinctes. Ces déplacements de territoire soulèvent une question importante : peut-on évaluer avec précision une population d’oiseaux qui refusent de rester sur place ? Plus précisément, le problème se matérialise lors de l’utilisation de modèles d’occupation, qui reposent sur l’hypothèse que le site d’étude reste « fermé » – en d’autres termes, les oiseaux n’entrent et ne sortent pas pendant la période d’étude. Si la fermeture n’est pas respectée, les modèles d’occupation produisent des estimations faussées.
À 2018
Avance rapide jusqu’à la réunion de l’American Ornithological Society (AOS) en 2018. Au cours de mon discours, je me suis plaint de ce problème, montrant que la clôture avait été clairement violée dans l’étude de Virginie. Une diapositive disait : « Les méthodes d’enquête sont souvent appliquées aveuglément sans tenir compte de l’écologie des espèces cibles et de ses effets sur les estimations correspondantes. »
Au cours de la séance de questions-réponses, quelqu’un s’est levé et a posé une question qui, même si je ne me souviens pas des mots exacts, ressemblait à ceci : « D’accord, alors au lieu de simplement souligner les défauts de ces modèles d’occupation populaires, que pouvons-nous faites-les réellement pour qu’ils travaillent pour nous ? » Cela nous a incités à penser au-delà de la critique et à réfléchir à la manière dont nous pourrions résoudre le problème. Cette personne s’est avérée être Jonathon Valente, un écologiste quantitatif avisé qui venait de terminer son doctorat à l’État de l’Oregon.
Du problème au papier
Cette question a déclenché une collaboration de plusieurs années avec Matthias et moi, aboutissant à notre article de 2024, récemment publié dans Méthodes en écologie et évolution. Dans un premier temps, nous avons cherché à voir comment les modèles d’occupation pourraient être ajustés pour tenir compte des territoires changeants d’espèces mobiles comme la Grive des bois. Mais à mesure que nous creusions plus profondément, notre champ d’action s’est élargi. Nous avons réalisé que le problème ne se limitait pas aux grives des bois ou aux animaux mobiles : il touchait à des questions fondamentales liées à la manière dont les modèles d’occupation sont appliqués à de nombreuses espèces et études. Nous avons commencé à examiner comment différents protocoles d’enquête, échelles spatiales et même les définitions de l’occupation elle-même pouvaient considérablement modifier l’exactitude des estimations du modèle. En fin de compte, nous avons cherché à fournir des conseils pour la conception d’enquêtes produisant des résultats biologiquement significatifs, que l’hypothèse de fermeture soit vérifiée ou non.
Ce que nous avons découvert
Nos recherches ont montré que les estimations d’occupation dépendent fortement des détails du protocole d’enquête, en particulier lorsqu’il s’agit d’animaux qui se déplacent beaucoup. Nous avons utilisé des simulations (un modèle individuel paramétré avec les données de Virginie ; figure 5) pour tester 162 protocoles d’enquête différents et avons constaté que les résultats variaient considérablement en fonction de facteurs tels que le rayon d’enquête, le nombre d’enquêtes et le temps écoulé entre elles. Voici quelques points clés à retenir :
Pourquoi c’est important
Cette recherche est plus qu’un simple exercice académique. Cela a de réelles implications sur la manière dont nous surveillons et conservons les espèces. Les modèles d’occupation sont largement utilisés en conservation pour évaluer la répartition, l’abondance ou l’utilisation de l’habitat des espèces. Mais si les hypothèses du modèle ne correspondent pas à la biologie de l’espèce étudiée, les résultats peuvent être trompeurs.
Pour les Grives des bois – et probablement pour de nombreuses autres espèces – nous avons montré que les modèles d’enquête doivent être réfléchis. C’est la biologie de l’espèce qui devrait dicter la conception de l’enquête, et non l’inverse. En procédant à ces ajustements, nous pouvons nous rapprocher de la vérité biologique et prendre des décisions plus éclairées en matière de conservation et de gestion.
Réflexions finales
Dix ans plus tard, l’odyssée du suivi des grives des bois dans les parcs, les cours et les bases militaires ne consistait pas seulement à suivre les oiseaux. Il s’agissait de découvrir une vérité plus profonde : la recherche sur la faune sauvage doit être aussi dynamique que les animaux que nous étudions. Le capitaine Fuzzzo et son fidèle Cessna ont peut-être aidé à retrouver quelques oiseaux disparus, mais il faudra une plus grande volonté de repenser nos méthodes pour pouvoir finalement conduire à une meilleure science.
Vitek Jirinec
Adresse actuelle :
Centre de recherche en écologie intégrale
Blue Lake, Californie, États-Unis
Publication associée :
Valente, JJ, Jirinec, V. et Leu, M. (2024). Penser au-delà de l’hypothèse de fermeture : concevoir des enquêtes pour estimer la vérité biologique avec des modèles d’occupation. Méthodes en écologie et évolution, https://doi.org/10.1111/2041-210X.14439
Article édité par Lydia Morley
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