Describing dispersal under habitat constraints: A randomization approach in lesser kestrels

Abstract

Animal dispersal is usually studied with capture-mark-reencounter data, which provide information on realized dispersal but rarely on underlying processes. In this context, the unreliable assumption of all habitat being available is usually made when describing and analysing dispersal patterns. However, actual settlement options may be constrained by the spatial distribution of appropriate patches, so an important task to understand movement patterns is to adequately describe dispersal when the dispersers’ options are constrained by the sites that are available to them. Using a long-term monitored population of the migratory lesser kestrel, we show how randomization procedures can be used to describe dispersal strategies in such situations. This species breeds colonially in discrete patches, most individuals (83%) disperse from their natal colony, and dispersers tend to move short distances (median=7.2 km). Observed patterns (natal dispersal rates and median dispersal distances of birds emigrating from their natal colony) were compared with those expected from two null models of random settlement of individuals: in any colony available in the whole population, or within the subpopulation (cluster of colonies) of origin. Our simulations indicate that philopatry to the natal colony was much higher than expected under both null expectations, and observed distances were much lower than expected in the whole population. When individuals were constrained to settle within their natal subpopulation in the simulations, dispersal distances were longer than expected in females, but were higher or lower in males depending on year. Dispersal was not only constrained by the spatial distribution of settlement options, but specific hypotheses arise that can be helpful to design and conduct further research. These results challenge previous interpretations of observed dispersal patterns, which may not reflect free decisions of individuals but environmental or social constraints. We suggest using simulation procedures as a routine to advance in the understanding of dispersal ecology and evolution. Die Ausbreitung von Tieren wird normalerweise über Fang-Wiederfang-Daten untersucht, die zwar Informationen über die tatsächliche Ausbreitung liefern, jedoch wenig über die zugrundeliegenden Prozesse aussagen. In diesem Zusammenhang wird normalerweise die unwahrscheinliche Annahme getroffen, dass sämtliche Habitate zur Verfügung stehen, wenn Ausbreitungsmuster beschrieben und analysiert werden. Die tatsächlichen Ansiedlungsmgölichkeiten sind jedoch durch die räumliche Anordnung geeigneter Flächen beschränkt. Für das Verständnis der Bewegungsmuster ist es daher eine wichtige Voraussetzung, die Ausbreitung adäquat zu beschreiben, wenn die Ausbreitungsmöglichkeiten durch die zur Verfügung stehenden Flächen beschränkt sind. Unter Nutzung einer langfristig untersuchten Population des ziehenden Rötelfalkens beschreiben wir, wie Randomisierungsprozeduren genutzt werden können, um die Ausbreitungsstrategien in solchen Situationen zu beschreiben. Die Art brütet in Kolonien an diskreten Orten, die meisten Individuen (83 %) verlassen die Brutkolonie und die wandernden Vögel bewegen sich nur eine kurze Distanz (Median = 7,2 km). Die beobachteten Muster (Ausbreitungsraten und die Mediane der Ausbreitungsdistanzen von Vögeln, die ihre Geburtskolonie verlassen) wurden mit denen verglichen, die aufgrund von zwei Null-Modellen bei zufälligen Besiedlungen durch die Individuen erwartet wurden: in jede Kolonie, die in der Population zur Verfügung steht, oder innerhalb der Herkunfts-Subpopulation (ein Cluster von Kolonien). Unsere Simulationen weisen darauf hin, dass die Standorttreue in den Geburtskolonien viel höher war als aufgrund beider Null-Modelle erwartet wurde und dass die beobachteten Distanzen in der gesamten Population sehr viel geringer als erwartet waren. Wenn die Individuen in dem Modell darauf beschränkt waren, in der Herkunfts-Subpopulation zu siedeln, dann waren die Ausbreitungsdistanzen größer als erwartet bei den Weibchen, jedoch in Abhängigkeit vom Jahr bei den Männchen größer oder geringer. Die Ausbreitung war nicht nur durch die räumliche Verteilung der Ansiedlungsmöglichkeiten begrenzt, aber es ergeben sich spezifische Hypothesen, die hilfreich bei der Planung und Durchführung weiterer Forschung sind. Diese Ergebnisse stellen vorangegangene Interpretationen der beobachteten Ausbreitungsmuster in Frage, die nicht freie Entscheidungen von Individuen widerspiegeln, sondern soziale oder Umwelteinschränkungen. Wir schlagen vor, Simulationsprozeduren als Routine zu nutzen, um das Verständnis der Ausbreitungsökologie und Evolution zu fördern.