Six pelagic seabird species of the North Atlantic engage in a fly-and-forage strategy during their migratory movements

Bird migration is commonly defined as a seasonal movement between breeding and non-breeding grounds. It generally involves relatively straight and directed large-scale movements, with a latitudinal change, and specific daily activity patterns comprising less or no foraging and more traveling time. Our main objective was to describe how this general definition applies to seabirds. We investigated migration characteristics of 6 pelagic seabird species (little auk Alle alle, Atlantic puffin Fratercula arctica, common guillemot Uria aalge, Brünnich’s guillemot U. lomvia, black-legged kittiwake Rissa tridactyla and northern fulmars Fulmarus glacialis). We analysed an extensive geolocator positional and saltwater immersion dataset from 29 colonies in the North-East Atlantic and across several years (2008-2019). We used a novel method to identify active migration periods based on segmentation of time series of track characteristics (latitude, longitude, net-squared displacement). Additionally, we used the saltwater immersion data of geolocators to infer bird activity. We found that the 6 species had, on average, 3 to 4 migration periods and 2 to 3 distinct stationary areas during the non-breeding season. On average, seabirds spent the winter at lower latitudes than their breeding colonies and followed specific migration routes rather than non-directionally dispersing from their colonies. Differences in daily activity patterns were small between migratory and stationary periods, suggesting that all species continued to forage and rest while migrating, engaging in a ‘fly-and-forage’ migratory strategy. We thereby demonstrate the importance of habitats visited during seabird migrations as those that are not just flown over, but which may be important for re-fuelling.publishedVersio

Strategies for timing of nest departure in the common guillemot Uria aalge

Duration of parental care in avian species varies widely, from altricial to precocial species. The seabird family Alcidae is unique among birds in the variation of mass and age at nest departure. The common guillemot Uria aalge exhibits an intermediate nest departure, where chicks leave the nest flightless and only at a quarter of adult body size. The aim of this study was to examine factors controlling the age, weight and wing-length of the juveniles at nest departure. To assess this I followed common guillemot families including both parents and chick, from hatching to post-departure. The results showed that females in better body condition had older chicks at departure, than females in lower body condition. Both paternal and maternal stress-levels and their body condition had a significant influence on the weight and wing-length of the chicks at departure. Indications of strong synchronized departure events during the evening hours were found, where 30 juveniles, followed in the present study, departed the colony during five evenings. The synchronized departure events were highly weather dependent – strong winds were not favoured. I did not find strong support for that parental body condition or short-term changes in food availability during the chick-rearing period had any impact on the juveniles’ age at departure. The findings indicate that only the maternal body condition affects the juvenile age at departure. Whether the maternal condition alone controls the timing of nest departure, or if it is controlled by high energy gain at sea and increased food availability, remains unknown

Strategies for timing of nest departure in the common guillemot Uria aalge

Duration of parental care in avian species varies widely, from altricial to precocial species. The seabird family Alcidae is unique among birds in the variation of mass and age at nest departure. The common guillemot Uria aalge exhibits an intermediate nest departure, where chicks leave the nest flightless and only at a quarter of adult body size. The aim of this study was to examine factors controlling the age, weight and wing-length of the juveniles at nest departure. To assess this I followed common guillemot families including both parents and chick, from hatching to post-departure. The results showed that females in better body condition had older chicks at departure, than females in lower body condition. Both paternal and maternal stress-levels and their body condition had a significant influence on the weight and wing-length of the chicks at departure. Indications of strong synchronized departure events during the evening hours were found, where 30 juveniles, followed in the present study, departed the colony during five evenings. The synchronized departure events were highly weather dependent – strong winds were not favoured. I did not find strong support for that parental body condition or short-term changes in food availability during the chick-rearing period had any impact on the juveniles’ age at departure. The findings indicate that only the maternal body condition affects the juvenile age at departure. Whether the maternal condition alone controls the timing of nest departure, or if it is controlled by high energy gain at sea and increased food availability, remains unknown

An automated procedure (v2.0) to obtain positions from light-level geolocators in large-scale tracking of seabirds. A method description for the SEATRACK project

Bråthen, V.S., Moe, B., Amélineau, F., Ekker, M., Fauchald, P.,Helgason, H.H., Johansen, M. K., Merkel, B., Tarroux, A., Åström, J. & Strøm, H. 2021. An automated procedure (v2.0) to obtain positions from light-level geolocators in large-scale tracking of seabirds. A method description for the SEATRACK project. NINA Report 1893. Norwegian Institute for Nature Research. Partners in the SEATRACK project have since 2014 deployed >14 000 light-level geolocators on 11 species of seabirds to study their non-breeding distribution in the North Atlantic. Geolocator tags are ideal for large-scale tracking of seabirds being cheap and small. The tags contains a clock and a light sensor that register light levels at fixed intervals. These data are stored in the internal memory and are obtained when the tag is recovered from the bird. From these data two positions per day are calculated by estimating latitude from the length of day and night, and longitude from time of mid-day and mid-night. However, positions cannot be obtained from recorded light-data during the polar night or midnight sun. Further, the latitudinal accuracy is unreliable close to spring and autumn equinox when the length of day and night is similar across the earth. Using a threshold method, we first identify twilight events, which is the time when light-levels cross a predefined threshold that separate day from night. However, the light-level recordings are affected by environmental factors and the behaviour of the bird that may shade the geolocator or expose it to artificial light. As such, the accuracy is low compared to GPS or Argos tracking devices. A common approach has therefore been to improve the identification of these twilight events by manually inspecting the light-level data. This process is, however, time-consuming and prone to not being fully consistent and reproducible among different persons applying it. In this report, we describe an automated procedure (v2.0) for obtaining the basic positional dataset in SEATRACK from raw light-level data. The procedure automatically filters and edits the twilight events used for calculating positions. It further removes unrealistic positions using filters on equinox periods, speed, distribution, angle, distance, variation in timing of twilights and midnight sun periods, and produces double smoothed positions. Calibration of sun elevation angles, crucial for producing the final positions, is performed on each track and is the only part involving subjective assessment, but we show that it can be performed consistently and with a high repeatability. SEATRACK processes light data from >1000 geolocators after each field season, and the database has become one of the largest seabird tracking databases in the world. The automated procedure (v2.0) is a very cost-efficient method for such large-scale tracking and is consistent and reproducible. We have recently updated the entire database using this procedure, replacing all previous data based on the manual procedure and the first version of the automated procedure (v1.0). This report describes the methods used to obtain positions from geolocators in the SEATRACK project. As the described procedure replace our previous manual method, we show comparisons of the two procedures. The report also provides examples of how to read and visualize the positional data and can serve as the reference for the methods and as a tool for using the data

Effekter av akutte bestandsreduksjoner hos sjøfugl knyttet til Lofoten, Vesterålen og Barentshavet

Flere sjøfuglarter går tilbake globalt blant annet pga. klimaendringer. Det er derfor viktig å av-dekke tilleggseffekter av ytterligere påvirkninger, som for eksempel oljesøl. Oljesøl kan føre til massedød blant sjøfugl. Hvordan ulike sjøfuglbestander påvirkes av akutte bestandsreduksjoner og hvilke muligheter enkeltbestander har til å komme tilbake til samme bestandsstørrelse som før bestandsreduksjon, kan og bør brukes som et grunnlag i miljørisikoanalyser. I dette studiet gir vi en vurdering av hvor sårbare enkeltbestander av pelagiske sjøfugl i havom-rådene utenfor Lofoten, Vesterålen og Barentshavet er for akutte bestandsreduksjoner som følge av ytre påvirkning som for eksempel større uhellsutslipp av olje fra offshore petroleumsvirksom-het eller fra oljetankere. Vi bruker tidsseriedata på bestandstall fra Det nasjonale overvåkings-programmet for sjøfugl og Overvåkingsprogrammet for sjøfugl på Svalbard (en integrert del av SEAPOP) i bestandsmodeller, og vha. sårbarhetsmodeller kvantifiserer vi hva ulike bestander tåler av akutte bestandsreduksjoner på 10 %, 25 % og 50 %. To ulike vurderingsmetoder for sårbarhet (V1 og V2) ble brukt avhengig av bestandenes forut-gående bestandsutvikling: V1: For bestander med bestandsnedgang ble endring i tid til halvert bestand for de ulike prosent-vise akutte bestandsreduksjonene sammenlignet med fremtidig halveringstid hos en bestand uten akutt bestandsreduksjon. Reduksjon i halveringstid gir mulighet til å vurdere den ekstra belastning en akutt bestandsreduksjon medfører. V2: For relativt stabile (svakt nedadgående/økende) og sterkt økende bestander ble tiden det tar før bestanden er tilbake til samme bestandsstørrelse som før akutt bestandsreduksjon (restitu-sjonstiden) kvantifisert. Denne tiden ble fordelt på de fire forskjellige kategoriene av skadegrad som benyttes i miljørisikoanalyser i dag: mindre ( 10 år). Alle bestandene med nedgang, fra både Lofoten, Vesterålen og Barentshavet, er i utgangspunk-tet sårbare, og prognosene tilsier at de aldri vil komme tilbake til samme bestandsstørrelse som før. Selv uten akutte bestandsreduksjoner vil de nå en halvering av bestanden innen et relativt kort tidsrom dersom miljøvariasjonen fortsetter som den har gjort i de årene som tidsseriene har vært samlet inn. Sårbarhetsanalysene viser imidlertid at en ytterligere akutt bestandsreduksjon gir en betydelig raskere halveringstid. For bestander som øker eller er stabile, viser resultatene at akutte bestandsreduksjoner vil ha en alvorlig effekt på de fleste bestandene, og at oljesøl i begge havområdene vil ha stor negativ betydning og gjøre bestandene enda mer sårbare. Generelt sett skilte polarlomvi, lunde og krykkje seg ut som mest sårbare i begge havområdene uavhengig av hvilken bestandstrend de hadde som utgangspunkt. Lunde fra Røst og krykkjebe-standene på fastlandet er bestander som i tillegg har hatt rekrutteringsproblemer over lang tid. Dette forsterker sårbarheten deres da de vil ha liten grad av floaters og dermed en lavere buff-fringseffekt mot bestandsreduksjoner. Selv om enkeltbestandene av lomvi i dette studiet er noe mindre sårbar sammenlignet med de andre artene, er det viktig å merke seg at 90% av den totale norske lomvibestanden befinner seg i et relativt begrenset område i det sørlige Barents-havet gjennom hele året. Et oljesøl i dette området kan derfor få drastiske konsekvenser for storparten av de norske lomvikoloniene. Det er derfor viktig å ikke kun benytte resultater fra sårbarhetsanalyser isolert sett, men også å sette disse i sammenheng med bestandenes bruk av havområdene gjennom året. Dette er data som nå er tilgjengelig gjennom SEATRACK. Vi anbefaler med bakgrunn i dette studiet at denne typen sårbarhetsanalyser inkorporeres i mil-jørisikoanalyser. I tillegg foreslår vi at det utarbeides tilsvarende modellverktøy hvor man tar med aldersstruktur og demografiske tidsseriedata på voksenoverlevelse og reproduksjon

Effekter av akutte bestandsreduksjoner hos sjøfugl knyttet til Lofoten, Vesterålen og Barentshavet

Flere sjøfuglarter går tilbake globalt blant annet pga. klimaendringer. Det er derfor viktig å av-dekke tilleggseffekter av ytterligere påvirkninger, som for eksempel oljesøl. Oljesøl kan føre til massedød blant sjøfugl. Hvordan ulike sjøfuglbestander påvirkes av akutte bestandsreduksjoner og hvilke muligheter enkeltbestander har til å komme tilbake til samme bestandsstørrelse som før bestandsreduksjon, kan og bør brukes som et grunnlag i miljørisikoanalyser. I dette studiet gir vi en vurdering av hvor sårbare enkeltbestander av pelagiske sjøfugl i havom-rådene utenfor Lofoten, Vesterålen og Barentshavet er for akutte bestandsreduksjoner som følge av ytre påvirkning som for eksempel større uhellsutslipp av olje fra offshore petroleumsvirksom-het eller fra oljetankere. Vi bruker tidsseriedata på bestandstall fra Det nasjonale overvåkings-programmet for sjøfugl og Overvåkingsprogrammet for sjøfugl på Svalbard (en integrert del av SEAPOP) i bestandsmodeller, og vha. sårbarhetsmodeller kvantifiserer vi hva ulike bestander tåler av akutte bestandsreduksjoner på 10 %, 25 % og 50 %. To ulike vurderingsmetoder for sårbarhet (V1 og V2) ble brukt avhengig av bestandenes forut-gående bestandsutvikling: V1: For bestander med bestandsnedgang ble endring i tid til halvert bestand for de ulike prosent-vise akutte bestandsreduksjonene sammenlignet med fremtidig halveringstid hos en bestand uten akutt bestandsreduksjon. Reduksjon i halveringstid gir mulighet til å vurdere den ekstra belastning en akutt bestandsreduksjon medfører. V2: For relativt stabile (svakt nedadgående/økende) og sterkt økende bestander ble tiden det tar før bestanden er tilbake til samme bestandsstørrelse som før akutt bestandsreduksjon (restitu-sjonstiden) kvantifisert. Denne tiden ble fordelt på de fire forskjellige kategoriene av skadegrad som benyttes i miljørisikoanalyser i dag: mindre ( 10 år). Alle bestandene med nedgang, fra både Lofoten, Vesterålen og Barentshavet, er i utgangspunk-tet sårbare, og prognosene tilsier at de aldri vil komme tilbake til samme bestandsstørrelse som før. Selv uten akutte bestandsreduksjoner vil de nå en halvering av bestanden innen et relativt kort tidsrom dersom miljøvariasjonen fortsetter som den har gjort i de årene som tidsseriene har vært samlet inn. Sårbarhetsanalysene viser imidlertid at en ytterligere akutt bestandsreduksjon gir en betydelig raskere halveringstid. For bestander som øker eller er stabile, viser resultatene at akutte bestandsreduksjoner vil ha en alvorlig effekt på de fleste bestandene, og at oljesøl i begge havområdene vil ha stor negativ betydning og gjøre bestandene enda mer sårbare. Generelt sett skilte polarlomvi, lunde og krykkje seg ut som mest sårbare i begge havområdene uavhengig av hvilken bestandstrend de hadde som utgangspunkt. Lunde fra Røst og krykkjebe-standene på fastlandet er bestander som i tillegg har hatt rekrutteringsproblemer over lang tid. Dette forsterker sårbarheten deres da de vil ha liten grad av floaters og dermed en lavere buff-fringseffekt mot bestandsreduksjoner. Selv om enkeltbestandene av lomvi i dette studiet er noe mindre sårbar sammenlignet med de andre artene, er det viktig å merke seg at 90% av den totale norske lomvibestanden befinner seg i et relativt begrenset område i det sørlige Barents-havet gjennom hele året. Et oljesøl i dette området kan derfor få drastiske konsekvenser for storparten av de norske lomvikoloniene. Det er derfor viktig å ikke kun benytte resultater fra sårbarhetsanalyser isolert sett, men også å sette disse i sammenheng med bestandenes bruk av havområdene gjennom året. Dette er data som nå er tilgjengelig gjennom SEATRACK. Vi anbefaler med bakgrunn i dette studiet at denne typen sårbarhetsanalyser inkorporeres i mil-jørisikoanalyser. I tillegg foreslår vi at det utarbeides tilsvarende modellverktøy hvor man tar med aldersstruktur og demografiske tidsseriedata på voksenoverlevelse og reproduksjon

The year-round distribution of Northeast Atlantic seabird populations : Applications for population management and marine spatial planning

Acknowledgement We thank all the fieldworkers for their hard work collecting data. Funding for this study was provided by the Norwegian Ministry for Climate and the Environment, the Norwegian Ministry of Foreign Affairs and the Norwegian Oil and Gas Association along with eight oil companies through the SEATRACK project (www.seapop.no/en/seatrack). Fieldwork in Norwegian colonies (incl. Svalbard and Jan Mayen) was supported by the SEAPOP program (www.seapop.no grant number 192141). The French Polar Institute Paul Emile Victor, funded the ORNITHO-ENDOCRINO program (IPEV program 330 to O. Chastel) on Kongsfjord kittiwakes. Russian field operations were enabled by the crew on SY Alter Ego and Open Ocean project team. A.V. Ezhov and Yu.V. Krasnov were supported by the project No 0228-2019-0004 “Ornithofauna of the northern seas: peculiarities of the nonbreeding season” with the framework of MMBI research plan and the state order for 2109-2021. The work on the Isle of May was supported by the Natural Environment Research Council (Award NE/R016429/1 as part of the UK-SCaPE programme delivering National Capability). ES Hansen was supported by VeiðikortasjóðurPeer reviewedPublisher PD

Seabirds reveal mercury distribution across the North Atlantic

International audienceMercury (Hg) is a heterogeneously distributed toxicant affecting wildlife and human health. Yet, the spatial distribution of Hg remains poorly documented, especially in food webs, even though this knowledge is essential to assess large-scale risk of toxicity for the biota and human populations. Here, we used seabirds to assess, at an unprecedented population and geographic magnitude and high resolution, the spatial distribution of Hg in North Atlantic marine food webs. To this end, we combined tracking data of 837 seabirds from seven different species and 27 breeding colonies located across the North Atlantic and Atlantic Arctic together with Hg analyses in feathers representing individual seabird contamination based on their winter distribution. Our results highlight an east-west gradient in Hg concentrations with hot spots around southern Greenland and the east coast of Canada and a cold spot in the Barents and Kara Seas. We hypothesize that those gradients are influenced by eastern (Norwegian Atlantic Current and West Spitsbergen Current) and western (East Greenland Current) oceanic currents and melting of the Greenland Ice Sheet. By tracking spatial Hg contamination in marine ecosystems and through the identification of areas at risk of Hg toxicity, this study provides essential knowledge for international decisions about where the regulation of pollutants should be prioritized

Six pelagic seabird species of the North Atlantic engage in a fly-and-forage strategy during their migratory movements

Bird migration is commonly defined as a seasonal movement between breeding and non-breeding grounds. It generally involves relatively straight and directed large-scale movements, with a latitudinal change, and specific daily activity patterns comprising less or no foraging and more traveling time. Our main objective was to describe how this general definition applies to seabirds. We investigated migration characteristics of 6 pelagic seabird species (little auk Alle alle, Atlantic puffin Fratercula arctica, common guillemot Uria aalge, Brünnich’s guillemot U. lomvia, black-legged kittiwake Rissa tridactyla and northern fulmars Fulmarus glacialis). We analysed an extensive geolocator positional and saltwater immersion dataset from 29 colonies in the North-East Atlantic and across several years (2008-2019). We used a novel method to identify active migration periods based on segmentation of time series of track characteristics (latitude, longitude, net-squared displacement). Additionally, we used the saltwater immersion data of geolocators to infer bird activity. We found that the 6 species had, on average, 3 to 4 migration periods and 2 to 3 distinct stationary areas during the non-breeding season. On average, seabirds spent the winter at lower latitudes than their breeding colonies and followed specific migration routes rather than non-directionally dispersing from their colonies. Differences in daily activity patterns were small between migratory and stationary periods, suggesting that all species continued to forage and rest while migrating, engaging in a ‘fly-and-forage’ migratory strategy. We thereby demonstrate the importance of habitats visited during seabird migrations as those that are not just flown over, but which may be important for re-fuelling