Étude des déterminants du départ d'un site halte migratoire : modélisation et implications pour la gestion

Determinants of departure from a stopover site : modelling and management implications

• Auteur / Autrice : Sébastien Roques
• Direction : Emmanuelle Cam, Roger Pradel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie, biodiversité et évolution
• Date : Soutenance le 09/12/2020
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Evolution et Diversité Biologique (Toulouse ; 2003-2023)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Thébaud, Jocelyn Champagnon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Matthieu Guillemain, Ana Rodrigues

Mots clés

Mots clés contrôlés

Statistique bayésienne

Oiseaux -- Migration

Oiseaux migrateurs

Mots clés libres

Migration

Capture-recapture

Halte migratoire

Oiseaux

Inférence Bayésienne

Migration

Capture-recapture

Stopover

Birds

Bayesian modelling

Résumé

Chaque année des dizaines de millions d'oiseaux migrateurs voyagent entre leurs aires de reproduction et leurs aires d'hivernage. Ce voyage de plusieurs milliers de kilomètres implique des contraintes météorologiques et énergétiques qui conduisent les oiseaux à effectuer des haltes migratoires. Les contraintes énergétiques forcent alors les oiseaux à refaire leurs réserves d'énergie durant ces haltes pour pouvoir effectuer de nouveau un vol de plusieurs centaines de kilomètres. En conséquence de cela, plus de 80% du temps total de migration est passé sur les sites de halte. Mieux comprendre les déterminants du départ d'un site de halte migratoire est donc crucial pour mieux appréhender le phénomène de la migration dans sa globalité ainsi que les variations de fitness d'une espèce. C'est pourquoi cette thèse, à l'interface entre modélisation et écologie de la migration, vise à obtenir une meilleure compréhension des décisions d'oiseaux migrateurs lors de leurs haltes à partir de données de capture-marquage-recapture récoltées parfois depuis des dizaines d'années et sur différents sites. En plus de cela, les potentielles implications en termes de gestion d'un site de halte seront abordées. La thèse s'articule sous la forme de 4 parties principales. La première vise à mesurer la part relative des conditions environnementales et du temps depuis l'arrivée dans la décision de départ d'un passereau migrateur. Elle a démontré que le temps depuis l'arrivée était alors plus important que les conditions environnementales pour un passereau migrateur transsaharien quand il s'agissait de décider de partir d'un site de halte. La seconde consiste à évaluer comment différents trajets de migration influencent les décisions de départ sur différents sites de halte d'une même espèce de limicole. Elle a de son côté démontré que la durée moyenne de halte était plus longue pour les oiseaux se préparant à un vol au-dessus de l'océan mais que les conditions environnementales choisies pour le départ convergeaient entre les deux sites. La troisième a pour but le développement d'un modèle multi-espèces pour explorer la synchronie dans la décision de départ d'un site de halte entre plusieurs espèces de passereaux migrateurs transsahariens. Elle a révélé que les variations quotidiennes de probabilités de départ étaient fortement synchrones entre les différentes espèces et que ce résultat était réplicable entre différents sites. De plus, dans la continuité de la partie 1, elle a révélé que le temps depuis l'arrivée était l'élément qui tendait à synchroniser les variations de probabilités de départ entre les espèces. La quatrième porte sur le pourquoi et comment utiliser la durée de halte estimée par les modèles de capture-recapture comme un outil de gestion des zones de halte migratoire. Elle passe en revue les différents aspects utiles de cette métrique pour des problématiques de gestion et de conservation des oiseaux migrateurs. Dans l'ensemble, ces travaux permettent d'affiner nos connaissances sur les décisions de départ d'un site de halte migratoire et des outils d'analyses associés pouvant à la fois être utiles pour découvrir de nouvelles facettes de la migration ainsi que pour la gestion et la conservation des oiseaux migrateurs et de leurs zones de halte.

Every year tens of millions of migratory birds travel between their breeding and wintering grounds. This journey of several thousand kilometres involves meteorological and energy constraints that lead the birds to make stopovers. The energy constraints force the birds to replenish their energy reserves during these stopovers in order to be able to make another flight of several hundred kilometres. As a result, more than 80% of the total migration time is spent at stopover sites. A better understanding of the drivers of the departure from a migratory stopover site is therefore crucial to better bird migration as well as the variations in fitness of a species. This is why this thesis, at the interface between modelling and migration ecology, aims to obtain a better understanding of the decisions made by migratory birds during their stopovers based on capture- marking-recapture data collected sometimes for decades and on different sites. In addition to this, the potential management implications of a stopover site will be addressed. The thesis is thus divided into 4 main parts. The first aims to measure the relative importance of environmental conditions and time since arrival in the decision to depart from a stopover site. It showed that the time since arrival was then more important than the environmental conditions for a trans-saharan migratory passerine when deciding to leave a stopover site. The second aims to assess how different migration routes influence the departure decisions at different stopover sites of the same shorebird species. It showed that the average duration of stopover was longer for birds preparing for a flight over the ocean, but that the environmental conditions chosen for departure converged between the two sites. The third aims to develop a multi-species model to explore the synchrony in the decision to leave a stopover site between several species of trans-Saharan migratory passerines. It revealed that the daily variations in departure probabilities were thus highly synchronous between the different species and that this result was replicable between different sites. Moreover, in the continuity of part 1, it revealed that the time since arrival was the element that synchronises the variations in departure probabilities between species. The fourth part deals with the why and how to use the estimated stopover time as a management tool for migratory stopover areas. It reviews the various useful aspects of this metric for migratory bird management and conservation issues. Overall, this work will enable us to refine our knowledge of decisions to leave a migratory stopover site and the associated analysis tools that can be useful both for discovering new aspects of migration and for the management and conservation of migratory birds and their stopover areas.