Use of stable isotope fingerprints to assign wintering origin and trace shorebird movements along the East Atlantic Flyway

Migratory connectivity can be defined as the flux of individuals or populations among areas between stages of an animal's life cycle. Many shorebird species perform long-distance migrations and while moving between breeding and wintering grounds, they depend on a network of intermediate wetlands (stopover sites) where populations of different origins extensively overlap. The difficulty to discriminate such populations represents a serious obstacle to the identification of the links between breeding or wintering areas and stopover sites, and also precludes the estimation of demographic parameters for each population. In this study, we test if linear discriminant models based on stable carbon and nitrogen isotope ratios in toenails can be used to identify populations of several shorebird species of different wintering origins overlapping at two stopover sites of the East Atlantic Flyway. In addition, we evaluate the ability of this approach to infer migratory phenological patterns of shorebirds. Linear discriminant analyses performed overall well in distinguishing the isotopic signals of birds from wintering areas (in France, Portugal, Morocco, Mauritania and Guinea-Bissau) in most species, correctly classifying over 80% (n = 542) of all wintering individuals sampled at these areas. Assignment rates of shorebirds captured during spring migration were also high (96%, n = 323) at the Tejo estuary, Portugal, but lower (40%, n = 185) at Marennes-Oléron Bay in France, and also differed among species. A large proportion of spring migrants captured in Portugal and France were assigned to Banc d’Arguin in Mauritania, the most important wintering area in the flyway. Phenological patterns derived for dunlins (Calidris alpina), common ringed plovers (Charadrius hiaticula) and grey plovers (Pluvialis squatarola) suggest that the first northward migrants started arriving at the Tejo estuary during the second half of March, with peaking numbers occurring during April or May.

ZusammenfassungMigrationskonnektivität kann als die Wechselrate von Individuen oder Populationen in bestimmten Gebieten zwischen zwei Phasen im Lebenszyklus einer Art definiert werden. Viele Watvögel legen weite Strecken zurück, und während des Zuges zwischen Brut- und Überwinterungsgebieten benötigen sie ein Netzwerk von Feuchtgebieten als Rastplätze, wo Populationen unterschiedlicher Herkunft zusammen kommen. Die Schwierigkeit, solche Populationen zu unterscheiden, stellt ein schwerwiegendes Hindernis für die Bestimmung der Verbindungen zwischen Brut- bzw. Überwinterungsgebieten und den Rastplätzen dar und verhindert außerdem die Bestimmung von demographischen Parametern für einzelne Populationen. Wir testeten, ob -basierend auf den Signaturen der stabilen Kohlenstoff- und Stickstoffisotope in Zehennägeln- lineare Diskriminanzmodelle eingesetzt werden können, um die unterschiedlichen Überwinterungsgebiete von Watvögeln zu identifizieren, die an zwei Rastplätzen entlang des Ostatlantischen Zugweges zusammentrafen. Wir bewerteten außerdem die Fähigkeit dieser Methode, Rückschlüsse auf phänologische Muster der ziehenden Watvögel zuzulassen. Die lineare Diskriminanzanalyse bewährte sich für die meisten Arten gut bei der Unterscheidung von Isotopensignaturen der Vögel aus unterschiedlichen Überwinterungsgebieten (Frankreich, Portugal, Marokko, Mauretanien und Guinea-Bissau). Mehr als 80% (n = 542) der in diesen Gebieten untersuchten überwinternden Individuen konnten korrekt eingeordnet werden. Die Zuordnungsraten der Watvögel, die während des Frühjahrszuges im Mündungsgebiet des Tejo gefangen wurden, waren ebenfalls hoch (96%, n = 323), sie waren aber geringer (40%, n = 185) in der Marennes-Oléron-Bucht (Frankreich) und variierten zwischen den Arten. Ein hoher Anteil von Frühjahrsziehern, die in Portugal und Frankreich gefangen wurden, wurde dem Banc d’Arguin-Nationalpark (Mauretanien) zugeordnet, dem wichtigsten Überwinterungsgebiet des Zugweges. Phänologische Muster von Alpenstrandläufer (Calidris alpina), Sandregenpfeifer (Charadrius hiaticula) und Kiebitzregenpfeifer (Pluvialis squatarola) legten nahe, dass die ersten nordwärts ziehenden Vögel während der zweiten Märzhälfte im Mündungsgebiet des Tejo ankamen, wonach die Spitzenwerte im April oder May erreicht wurden.