Mark-Recapture and Stochastic Population Models for Polar Bears of the High Arctic

We used mark-recapture data and population viability analysis (PVA) to estimate demographic parameters, abundance, and harvest risks for two adjacent populations of polar bears (Ursus maritimus) inhabiting Lancaster Sound and Norwegian Bay, Canada. Analyses were based on data from 1871 bears that were uniquely marked during the period 1972–97. Our best-fitting mark-recapture model specified sex and age effects on probabilities of survival and an effect of prior recapture (dependence) on capture probability. The most parsimonious solution in our analysis of survival was to assume the same rate for the Lancaster Sound and Norwegian Bay populations. Total (harvested) annual survival rates (mean ± 1 SE) for females included: 0.749 ± 0.105 (cubs), 0.879 ± 0.050 (ages 1–4), 0.936 ± 0.019 (ages 5– 20), and 0.758 ± 0.054 (ages 21+). Mean litter size was 1.69 ± 0.01 cubs for females of Lancaster Sound and 1.71 ± 0.08 cubs for females of Norwegian Bay. By age six, on average 0.31 ± 0.21 females of Lancaster Sound were producing litters (first age of reproduction was five years); however, females of Norwegian Bay did not reproduce until age seven or more. Total abundance (1995–97) averaged 2541 ± 391 bears in Lancaster Sound and 203 ± 44 bears in Norwegian Bay. The finite rate of increase (lambda) during the study period was estimated to be 1.001 ± 0.013 for bears of Lancaster Sound and 0.981 ± 0.027 for bears of Norwegian Bay. We incorporated demographic parameters into a harvest-explicit PVA to model short-term (15 yr) probabilities of overharvesting (i.e., 1997–2012). Our harvest simulations suggest that current levels of kill are approaching and perhaps exceeding the sustainable yield in both populations.Nous avons recouru aux données obtenues par marquage et recapture ainsi qu’aux analyses de viabilité de population pour estimer les paramètres démographiques, l’abondance et les risques liés à la récolte de deux populations adjacentes d’ours polaires (Ursus maritimus) évoluant dans le détroit de Lancaster et la baie Norwegian, au Canada. Les analyses reposaient sur les données relatives à 1 871 ours marqués de manière unique pendant la période allant de 1972 à 1997. Notre modèle de marquage et recapture le mieux ajusté tenait compte des effets du sexe et de l’âge sur les probabilités de survie, ainsi que de l’effet d’une recapture antérieure (dépendance) sur la probabilité de capture. La solution la plus parcimonieuse de notre analyse de survie consistait à assumer le même taux pour les populations du détroit de Lancaster et de la baie Norwegian. Les taux totaux de survie annuels (récoltés) (moyenne ± 1 SE) chez les femelles s’établissaient comme suit : 0,749 ± 0,105 (oursons), 0,879 ± 0,050 (âges 1-4), 0,936 ± 0,019 (âges 5-20), et 0,758 ± 0,054 (âges 21+). La grosseur moyenne des portées était de 1,69 ± 0,01 ourson dans le cas des femelles du détroit de Lancaster, et de 1,71 ± 0,08 ourson dans le cas des femelles de la baie Norwegian. Avant l’âge de six ans, en moyenne 0,31 ± 0,21 femelle du détroit de Lancaster produisait des portées (l’âge de reproduction le plus jeune était de cinq ans); cependant, les femelles de la baie Norwegian ne se reproduisaient pas avant l’âge de sept ans ou plus. L’abondance totale (1995-1997) atteignait en moyenne 2 541 ± 391 ours au détroit de Lancaster, et 203 ± 44 ours dans la baie Norwegian. Le taux fini d’augmentation (lambda) pendant la période d’étude était estimé à 1,001 ± 0,013 dans le cas des ours du détroit de Lancaster, et de 0,981 ± 0,027 dans le cas des ours de la baie Norwegian. Nous avons intégré les paramètres démographiques à une analyse de viabilité de population de récolte explicite pour modéliser les probabilités à court terme (15 ans) de surrécolte (i.e. 1997-2012). Nos simulations de récolte laissent croire que les taux d’ours tués approchent et peuvent même dépasser le rendement admissible des deux populations