Cory’s shearwater as an indicator of Human stressors and marine spatial planning in the North Atlantic

Tese de Doutoramento em Biociências, especialização em Ecologia, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.Seabird populations declined steeply in recent decades and their conservation status continues to deteriorate. Strategies and tools are therefore required to identify, predict, and mitigate the major sources of anthropogenic stressors affecting seabirds and the marine environment. Biologging emerged as a powerful tool to monitor biodiversity and reveal key information about the potential winners and losers of global change. By identifying important seabird habitats, tracking information can highlight areas for protection and contribute to a more sustainable exploitation of marine resources. In this context, seabirds can be used as indicators of global ocean’s health and marine spatial planning, a topic that is gaining momentum. Thus, in this thesis I investigated the influence of spatio-temporal variability of environmental conditions and anthropogenic pressures on the at-sea foraging decisions of a wide-range pelagic seabird, the Cory’s shearwater (Calonectris borealis). Combination of movement data, remote sensing and habitat modelling analysis are used to study the at-sea behaviour, foraging decisions and habitat use of Cory’s shearwaters across the North Atlantic Ocean. Main results of this thesis are: (1) seabird tracking is demonstrated to be essential for ecological investigation and towards the prioritisation of conservation goals (Chapter 1); (2) individual-level memory of resource availability and predictability can be an important mechanism explaining spatial foraging segregation within seabird colonies during the breeding period (Chapter 2); (3) Cory’s shearwaters from neritic and oceanic populations in the mid-North Atlantic Ocean exhibit contrasting foraging behavioural decisions in response to extreme phases of North Atlantic Oscillation (NAO) index (Chapter 3); (4) during the breeding season, Cory’s shearwaters rarely forage in the same areas as industrial fishing vessels within the exclusive economic zone (EEZ) of mainland Portugal. Yet, Cory’s shearwaters are more likely to overlap in the same areas as fixed gear vessels (e.g. set longlines, set gillnets, pots and traps) and purse seiners during the pre-laying than during chick-rearing, but less likely to vary among genders and individual boldness (Chapter 4); and (5) an adaptive framework is recommended to identify the important areas for seabirds that maximises conservation targets, while accounting for anthropogenic pressures in the Portuguese coast. This methodology shows that the current network of marine protected areas (MPAs) along the Portuguese coast is effective for protecting the habitats used by breeding seabirds, but not for those used by non-breeding seabirds (Chapter 5). Overall, the results of this thesis confirm that Cory’s shearwaters can exhibit great behavioural plasticity to cope with the heterogeneity of their habitats or with deteriorated climate conditions that result in decreased food availability. Moreover, it highlights the need for understanding the drivers of variation in the at-sea foraging behaviour and spatial overlap with fishing vessels within seabird populations, which can have important implications in terms of conservation and marine spatial planning.As populações de aves marinhas diminuíram drasticamente nas últimas décadas e o seu estatuto de conservação continua a deteriorar-se. Como tal, é necessário criar estratégias e ferramentas para identificar, prever e mitigar os impactes das pressões antropogénicas que afetam as aves marinhas e o ambiente marinho. Os dispositivos de seguimento emergiram como uma poderosa ferramenta para monitorizar a biodiversidade e revelar informação sobre os efeitos positivos e negativos das alterações climáticas. Estes dispositivos podem identificar os habitats importantes para as aves marinhas e, assim, definir áreas protegidas e contribuir para uma exploração mais sustentável dos recursos marinhos. Neste contexto, as aves marinhas são frequentemente utilizadas como indicadores do estado de saúde dos oceanos e do planeamento marinho. Nesta tese eu investiguei a influência da variabilidade espácio-temporal das condições ambientais e pressões antropogénicas nas estratégias de procura de alimento de uma ave marinha pelágica, a cagarra (Calonectris borealis). Para isso foram monitorizadas a distribuição no mar e o uso do habitat desta ave, a qual se reproduz em diferentes arquipélagos ao longo do Oceano Atlântico Norte. As principais conclusões desta tese são: (1) a informação sobre a distribuição das aves marinhas é essencial para o estudo de mecanismos ecológicos bem como a priorização de esforços de conservação (Capítulo 1); (2) o conhecimento individual ou memória dos locais onde os recursos são mais abundantes e previsíveis pode ser um mecanismo importante para explicar a variabilidade intra-populacional na ecologia espacial das aves marinhas, durante o período reprodutor (Capítulo 2); (3) cagarras que nidificam em populações costeiras e oceânicas ao longo do Atlântico Norte exibem diferentes estratégias de procura de alimento em resposta a fases extremas de índices climáticos, nomeadamente da Oscilação do Atlântico Norte (Capítulo 3); (4) durante a época de reprodução as cagarras raramente procuram alimento nas mesmas áreas das embarcações de pesca industrial, que operam dentro da zona económica exclusiva (ZEE) de Portugal Continental. No entanto, comparativamente ao período de alimentação às crias, as cagarras podem intensificar a procura de alimento nas mesmas áreas que as embarcações de aparelho (por exemplo, palangreiros, redes de emalhar e armadilhas) e arte de cerco, durante o período anterior à colocação do ovo. Pelo contrário, a sobreposição espacial entre cagarras e embarcações de pesca é menos provável de variar de acordo com o sexo e a personalidade dos indivíduos (Capítulo 4); e, por fim, (5) foi proposta uma metodologia adaptativa para identificar áreas importantes para as aves marinhas, de modo a maximizar os esforços de conservação, considerando as pressões antropogénicas na costa Oeste de Portugal Continental. Esta metodologia mostra que a rede actual de áreas marinhas protegidas (AMPs) ao longo da costa Oeste de Portugal Continental é eficiente para proteger os habitats usados por espécies de aves marinhas que se reproduzem no território continental, mas não para as espécies migradoras (Capítulo 5). Em suma, os resultados desta tese confirmam que as cagarras podem exibir uma grande plasticidade comportamental nas estratégias de procura de alimento para se adaptarem à heterogeneidade dos habitats em redor das colónias ou às condições climáticas, as quais resultam na redução da disponibilidade de alimento. Destaca-se ainda a importância e necessidade de compreender os mecanismos responsáveis pelas variações nas estratégias de procura de alimento e nas interações com embarcações de pesca dentro das populações de aves marinhas, e as suas implicações em termos de conservação e planeamento marinho