At-sea use by seabirds in the Atlantic Ocean: the role of environmental change and fisheries in detecting present and future trends

Tese de doutoramento em Biociências, na especialidade de Ecologia, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraThe impacts of human-based environmental change on the global oceans have been increasing exponentially in the last decades. The main environmental change factors affecting marine ecosystems are those related to climate change and fishery activities, whose impacts are widely distributed and have profound effects in the marine biodiversity. Top-predators, like seabirds, experience the effects of those changes in many different levels, from the individual – affecting behaviour, movement, body condition and breeding success – up to the community level – species shifts and change in species interaction with cascading consequences through the food webs. In this thesis, I explored the risks imposed by changing environmental conditions triggered by fisheries and climate change over the spatial distribution of seabird species, and pointed out ways to minimize the impacts of those risks on seabirds. I used year-round geolocator tracking data from 14 seabird species breeding in Islands of the South and North Atlantic Ocean: Wandering Albatross (Diomedea exulans), Tristan Albatross (D. dabbenena), Black-browed Albatross (Thalassarche melanophris), Grey-headed Albatross (T. chrysostoma), Southern (Macronectes giganteus) and Northern (M. halli) Giant Petrels, White-chinned Petrel (Procellaria aequinoctialis), Trindade (Pterodroma arminjoniana) and Deserta’s (P. deserta) Petrels, Antarctic Prion (Pachyptila desolata), Cory’s (Calonectris borealis), Cape Verde (C. edwardsii), Manx (Puffinus puffinus) and Great (Ardenna gravis) Shearwaters. Such data were used to quantify home range, ecological niches, overlap with fisheries, and to project distribution towards different scenarios of climate change and fishing activities. The main findings of this thesis are: 1) there is a potential causal link between seabirds’ individual features and overlap with fisheries activities that may partially explain the population dynamics of Southern Giant Petrels ; 2) future climate change acting on reducing availability of habitat may increase the vulnerability of Deserta’s and Trindade Petrels; 3) large seabird species from the temperate southern ocean may experience dramatic shifts in their distribution and major range contractions, with enhanced vulnerability from increased interactions with fisheries (for species threatened by bycatch) or by having a reduced availability of resources (for scavenging species); 4) this study proposes that new pelagic areas should be incorporated in the network of Marine Protected Areas which should locally enhance the protection of seabird assemblages. RESUMO: Os impactos das mudanças ambientais sobre os oceanos globais têm aumentado exponencialmente. Os principais factores de mudanças ambientais que influenciam os ecossistemas marinhos são as alterações climatéricas e actividades pesqueiras, cujos impactos estão amplamente distribuídos e têm efeitos profundos sobre a biodiversidade marinha. Predadores de topo, como as aves marinhas por exemplo, sofrem os efeitos das mudanças em diferentes níveis de organização, desde o indivíduo – alterando comportamento, movimentos condição corporal e sucesso reprodutivo - até ao nível da comunidade – alterações da composição de espécies e interacções inter-específicas nas comunidades. Nesta tese foram avaliados os riscos impostos pelas mudanças nas condições ambientais despoletadas pelas pescas e pelas mudanças climatéricas sobre a distribuição espacial de espécies de aves marinhas, e estudadas formas de minimizar o impacto de tais riscos nas aves marinhas. Foram utilizados dados anuais de rastreamento por geolocalização de 14 espécies de aves marinhas que se reproduzem em ilhas do Oceano Atlântico Sul e Norte: Albatrozes Viageiro (Diomedea exulans), de Tristão (D. dabbenena, de sobrancelhas (Thalassarche melanophris), de cabeça cinza (T. chrysostoma), Petreis Gigantes do Sul (Macronectes giganteus) e do Norte (M. halli), Pardela Preta (Procellaria aequinoctialis), Petrel de Trindade (Pterodroma arminjoniana), Freira do Bugio (P. deserta), Faigão Rola (Pachyptila desolata), Cagarra (Calonectris borealis), Pardelasde Cabo Verde (C. edwardsii), Sombria (Puffinus puffinus) e de bico preto (Ardenna gravis). A partir dos dados de rastreamento, foram calculadas áreas vitais, quantificado o nicho ecológico, avaliada a sobreposição com actividades pesqueiras e projetada a distribuição das espécies em relação a diferentes cenários de mudanças climáticas e mudanças nas actividades pesqueiras. As principais conclusões desta tese são: 1) existe um potencial elo de ligação entre características individuais de Petréis Gigantes do Sul e sobreposição com actividades pesqueiras que deve explicar parte da dinâmica populacional da espécie; 2) as futuras alterações climatéricas ao reduzir a disponibilidade de habitat podem vir a aumentar a vulnerabilidade da Freira do Bugio e do Petrel de Trindade; 3) espécies de aves marinhas de grande porte do hemisfério sul poderão experimentar alterações profundas na sua área de distribuição, aumentando assim a sua vulnerabilidade devido à maior interacção co (para as espécies ameaçadas pela captura acidental) ou através da redução da disponibilidade de alimento (para as aves marinhas necrófagas); 4) este estudo propõe que novas áreas pelágicas sejam incorporadas na rede da Áreas Marinhas Protegidas protecção local das comunidades de aves marinhas no Atlântico Sul.Os impactos das mudanças ambientais sobre os oceanos globais têm aumentado exponencialmente. Os principais factores de mudanças ambientais q ecossistemas marinhos são as alterações climatéricas e actividades pesqueiras, cujos impactos estão amplamente distribuídos e têm efeitos profundos sobre a biodiversidade marinha. Predadores de topo, como as aves marinhas por exemplo, sof diferentes níveis de organização, desde o indivíduo condição corporal e sucesso reprodutivo composição de espécies e interacções inter avaliados os riscos impostos pelas mudanças nas condições ambientais despoletadas pelas pescas e pelas mudanças climatéricas sobre a distribuição espacial de espécies de aves marinhas, e estudadas formas de minimizar utilizados dados anuais de rastreamento por geolocalização de 14 espécies de aves marinhas que se reproduzem em ilhas do Oceano Atlântico Sul e Norte: exulans), de Tristão (D. dabbenena cinza (T. chrysostoma), Petreis Gigantes do Sul Pardela Preta (Procellaria aequinoctialis do Bugio (P. deserta), Faigão Rola de Cabo Verde (C. edwardsii), partir dos dados de rastreamento, foram calculadas áreas vit ecológico, avaliada a sobreposição com actividades pesqueiras e projetada a distribuição das espécies em relação a diferentes cenários de mudanças climáticas e mudanças nas actividades pesqueiras. As principais conclusões desta te características individuais de Petréis Gigantes do Sul e sobreposição com actividades pesqueiras que deve explicar parte da dinâmica populacional da espécie; 2) as futuras alterações climatéricas ao reduz vulnerabilidade da Freira do Bugio e do Petrel de Trindade; 3) espécies de aves marinhas de grande porte do hemisfério sul poderão experimentar alterações profundas na sua área de distribuição, aumentando assim a sua vulnerabilidade devido à maior interacção com as pescas (para as espécies ameaçadas pela captura acidental) ou através da redução da disponibilidade de alimento (para as aves marinhas necrófagas); 4) este estudo propõe que novas áreas pelágicas sejam incorporadas na rede da Áreas Marinhas Protegidas, o que deverá melhorar a protecção local das comunidades de aves marinhas no Atlântico Sul.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e tecnológico – Ciência sem Fronteiras processo 245540/2012-