No-Regret Learning in Extensive-Form Games with Imperfect Recall

Counterfactual Regret Minimization (CFR) is an efficient no-regret learning algorithm for decision problems modeled as extensive games. CFR's regret bounds depend on the requirement of perfect recall: players always remember information that was revealed to them and the order in which it was revealed. In games without perfect recall, however, CFR's guarantees do not apply. In this paper, we present the first regret bound for CFR when applied to a general class of games with imperfect recall. In addition, we show that CFR applied to any abstraction belonging to our general class results in a regret bound not just for the abstract game, but for the full game as well. We verify our theory and show how imperfect recall can be used to trade a small increase in regret for a significant reduction in memory in three domains: die-roll poker, phantom tic-tac-toe, and Bluff.Comment: 21 pages, 4 figures, expanded version of article to appear in Proceedings of the Twenty-Ninth International Conference on Machine Learnin

Shorebirds Breed in Unusually High Densities in the Teshekpuk Lake Special Area, Alaska

On the Arctic Coastal Plain of the National Petroleum Reserve-Alaska (NPR-A), the Teshekpuk Lake Special Area (TLSA) was recognized to protect outstanding wildlife values. Although information has accumulated on the TLSA’s value to caribou and waterfowl, its importance to breeding shorebirds remains largely unquantified. Therefore, we undertook a broad-scale ground study to estimate the population size and density of shorebirds breeding in the TLSA. From a series of plot surveys conducted from 2006 to 2008, we estimated a detection-adjusted total breeding population of more than 573 000 shorebirds and an overall density of 126 shorebirds/km2. Most shorebird species had their greatest densities on the Outer Coastal Plain or had approximately equal densities on Outer and Inner Coastal Plains; only two species had their greatest densities on the Inner Coastal Plain. The greatest densities of breeding shorebirds occurred immediately around Teshekpuk Lake. The TLSA supported more than 10% of the biogeographic populations of black-bellied plover (Pluvialis squatarola), semipalmated sandpiper (Calidris pusilla), and dunlin (C. alpina). Breeding shorebird density in the TLSA is one of the highest in the NPR-A, on Alaska’s North Slope, and throughout the circumpolar Arctic. Our results, coupled with previous information on waterfowl and caribou, indicate that the area around Teshekpuk Lake and the recognized goose molting area northeast of the lake should be protected from oil and gas development.Sur la plaine côtière arctique de la réserve pétrolière nationale-Alaska (NPRA), la région spéciale du lac Teshekpuk (TLSA) a été créée dans le but de protéger les valeurs exceptionnelles de la faune. Même s’il existe beaucoup d’information sur la valeur du caribou et de la sauvagine de la TLSA, l’importance qu’elle revêt en matière d’oiseaux de rivage nicheurs demeure peu quantifiée. Nous avons par conséquent entrepris de faire une étude sur le terrain à grande échelle pour estimer la taille et la densité de la population d’oiseaux de rivage nichant dans la TLSA. À partir d’une série d’enquêtes réalisées de 2006 à 2008, nous avons estimé que le total redressé en fonction de la détection de la population nicheuse s’établissait à plus de 573 000 oiseaux de rivage, et que la densité générale s’élevait à 126 oiseaux de rivage/km2. Les plus grandes densités de la plupart des espèces d’oiseaux de rivage se trouvaient sur la plaine côtière extérieure ou encore, les densités étaient environ égales entre les plaines côtières intérieure et extérieure. Seulement deux espèces avaient leurs plus fortes densités sur la plaine côtière intérieure. Les plus grandes densités d’oiseaux de rivage se manifestaient immédiatement autour du lac Teshekpuk. La TLSA accueillait plus de 10 % des populations biogéographiques de pluviers argentés (Pluvialis squatarola), de bécasseaux semipalmés (Calidris pusilla) et de bécasseaux variables (C. alpina). La densité d’oiseaux nicheurs dans la TLSA est l’une des plus élevées de la NPR-A, sur le versant nord de l’Alaska et à l’échelle de l’Arctique circumpolaire. Nos résultats, jumelés à l’information obtenue antérieurement au sujet de la sauvagine et du caribou, indiquent que la région autour du lac Teshekpuk et la région reconnue pour la mue des oies au nord-est du lac devraient être protégées contre la mise en valeur pétrolière et gazière

Distribution and Community Characteristics of Staging Shorebirds on the Northern Coast of Alaska

Avian studies conducted in the 1970s on Alaska’s Arctic Coastal Plain (ACP) indicated that coastal littoral habitats are important to Arctic-breeding shorebirds for staging prior to fall migration. However, relatively little recent, broad-scale, or quantitative information exists on shorebird use of staging areas in this region. To locate possible shorebird concentration areas in the littoral zone of the ACP, we conducted aerial surveys from the southwest end of Kasegaluk Lagoon on the Chukchi Sea to Demarcation Point on the Beaufort Sea during the summers of 2005–07. These surveys identified persistent within- and between-year concentrations of staging shorebirds at Peard Bay, Point Barrow/Elson Lagoon, Cape Simpson, and Smith Bay to Cape Halkett. Among river deltas in the Beaufort Sea, the Sagavanirktok and Kongakut deltas had large concentrations of staging shorebirds. We also collected data on shorebird community characteristics, staging phenology, and habitat use in 2005 and 2006 by conducting land-based surveys at six camps: Kasegaluk Lagoon, Peard Bay, Point Barrow/Elson Lagoon, Colville Delta, Sagavanirktok Delta, and Okpilak Delta. The shorebird community was more even and diverse (evenness E and Shannon Weiner H’) along the Beaufort Sea compared to the Chukchi Sea and in 2005 versus 2006. Staging phenology varied by species and location and differed for several species from that reported in previous studies. Our results suggest the existence of three foraging habitat guilds among the shorebird species observed in this study: gravel beach, mudflat, and salt marsh/pond edge. A comparison to data collected in the mid-1970s suggests that these foraging associations are conserved through time. Results from this research will be useful to land managers for monitoring the effects of changing environmental conditions and human activity on shorebirds and their habitats in Arctic Alaska.Des études aviaires réalisées dans les années 1970 sur la plaine côtière de l’Arctique en Alaska ont permis de constater que les habitats du littoral côtier revêtent de l’importance pour les oiseaux de rivage nicheurs de l’Arctique en halte migratoire avant la migration d’automne. Cependant, relativement peu d’information récente, à grande échelle ou quantitative existe à propos de l’utilisation que font les oiseaux de rivage des haltes migratoires de cette région. Afin de localiser des zones de concentration possibles d’oiseaux de rivage dans la région littorale de la plaine côtière de l’Arctique, nous avons effectué des levés aériens du sud-ouest de la lagune Kasegaluk dans la mer des Tchouktches jusqu’à Demarcation Point dans la mer de Beaufort au cours des étés allant de 2005 à 2007. Ces levés ont permis de repérer des concentrations durables d’oiseaux de rivage en halte migratoire au cours d’une même année ainsi que d’une année à l’autre à la baie Peard, à pointe Barrow et à la lagune Elson, au cap Simpson de même que de la baie Smith jusqu’au cap Halkett. Parmi les deltas de rivières de la mer de Beaufort, les deltas Sagavanirktok et Kongakut comptaient de fortes concentrations d’oiseaux de rivage en halte migratoire. Nous avons également recueilli des données sur les caractéristiques des populations d’oiseaux de rivage, sur la phénologie des haltes migratoires de même que sur l’utilisation des habitats en 2005 et en 2006 au moyen de levés terrestres effectués à six camps, soit celui de la lagune Kasegaluk, de la baie Peard, de la pointe Barrow et de la lagune Elson, du delta Colville, du delta Sagavanirktok et du delta Okpilak. La population d’oiseaux de rivage était plus homogène et diverse (homogénéité E et Shannon Weiner H’) le long de la mer de Beaufort comparativement à la mer des Tchouktches, ainsi qu’en 2005 par rapport à 2006. La phénologie en halte migratoire variait selon les espèces et les emplacements, et différait pour plusieurs espèces de celles signalées dans le cadre d’études ultérieures. Nos résultats laissent croire à l’existence de trois guildes d’habitats de fourrage chez les espèces d’oiseaux de rivage observées dans cette étude : plage de gravier, vasière et marais salant ou bordure d’étang. La comparaison des données recueillies au milieu des années 1970 laisse entendre que ces associations de fourrage se sont conservées au fil du temps. Les résultats découlant de cette recherche seront utiles aux gestionnaires de terres dans le cadre de la surveillance des effets des conditions environnementales changeantes et de l’activité humaine sur les oiseaux de rivage et leurs habitats de l’Arctique alaskien

Exposure of Nonbreeding Migratory Shorebirds to Cholinesterase Inhibiting Contaminants in the Western Hemisphere

Migratory shorebirds frequently forage and roost in agricultural habitats, where they may be exposed to cholinesterase-inhibiting pesticides. Exposure to organophosphorus and carbamate compounds, common anti-cholinesterases, can cause sublethal effects, even death. To evaluate exposure of migratory shorebirds to organophosphorus and carbamates, we sampled birds stopping over during migration in North America and wintering in South America. We compared plasma Cholinesterase activities and body masses of individuals captured at sites with no known sources of organophosphorus or carbamates to those captured in agricultural areas where agrochemicals were recommended for control of crop pests. In South America, plasma acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase activity in Buff-breasted Sandpipers was lower at agricultural sites than at reference sites, indicating exposure to organophosphorus and carbamates. Results of plasma Cholinesterase reactivation assays and foot-wash analyses were inconclusive. A meta-analysis of six species revealed no widespread effect of agricultural chemicals on Cholinesterase activity. However, four of six species were negative for acetylcholinesterase and one of six for butyrylcholinesterase, indicating negative effects of pesticides on Cholinesterase activity in a subset of shorebirds. Exposure to Cholinesterase inhibitors can decrease body mass, but comparisons between treatments and hemispheres suggest that agrochemicals did not affect migratory shorebirds' body mass. Our study, one of the first to estimate of shorebirds' exposure to cholinesterase-inhibiting pesticides, suggests that shorebirds are being exposed to cholinesterase-inhibiting pesticides at specific sites in the winter range but not at migratory stopover sites. Future research should examine potential behavioral effects of exposure and identify other potential sites and levels of exposure.Instituto de Recursos BiológicosFil: Strum, Khara M. Kansas State University. Division of Biology; Estados UnidosFil: Hooper, Michael J. Texas Tech University. Institute of Environmental and Human Health; Estados UnidosFil: Johnson, Kevin A. Southern Illinois University. Department of Chemistry and Environmental Sciences; Estados UnidosFil: Lanctot, Richard B. United State Fish and Wildlife Service. Migratory Bird Management; Estados UnidosFil: Zaccagnini, Maria Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Recursos Biológicos; ArgentinaFil: Sandercock, Brett K. Kansas State University. Division of Biology; Estados Unido

Distribution of Breeding Shorebirds on the Arctic Coastal Plain of Alaska

Available information on the distribution of breeding shorebirds across the Arctic Coastal Plain of Alaska is dated, fragmented, and limited in scope. Herein, we describe the distribution of 19 shorebird species from data gathered at 407 study plots between 1998 and 2004. This information was collected using a single-visit rapid area search technique during territory establishment and early incubation periods, a time when social displays and vocalizations make the birds highly detectable. We describe the presence or absence of each species, as well as overall numbers of species, providing a regional perspective on shorebird distribution. We compare and contrast our shorebird distribution maps to those of prior studies and describe prominent patterns of shorebird distribution. Our examination of how shorebird distribution and numbers of species varied both latitudinally and longitudinally across the Arctic Coastal Plain of Alaska indicated that most shorebird species occur more frequently in the Beaufort Coastal Plain ecoregion (i.e., closer to the coast) than in the Brooks Foothills ecoregion (i.e., farther inland). Furthermore, the occurrence of several species indicated substantial longitudinal directionality. Species richness at surveyed sites was highest in the western portion of the Beaufort Coastal Plain ecoregion. The broad-scale distribution information we present here is valuable for evaluating potential effects of human development and climate change on Arctic-breeding shorebird populations.Les renseignements qui existent en matière de répartition des oiseaux de rivage en reproduction sur la plaine côtière de l’Arctique en Alaska sont anciens, fragmentés et restreints. Ici, nous décrivons la répartition de 19 espèces d’oiseaux de rivage à partir de données recueillies à 407 lieux de recherche entre 1998 et 2004. Cette information a été recueillie grâce à une technique de recherche consistant en une seule visite rapide durant les périodes d’établissement du territoire et de début d’incubation, périodes pendant lesquelles les comportements sociaux et les vocalisations permettent de bien repérer les oiseaux. Nous décrivons la présence ou l’absence de chaque espèce, de même que le nombre général d’espèces, ce qui procure une perspective régionale de la répartition des oiseaux de rivage. Nous comparons et contrastons nos cartes de répartition des oiseaux de rivage à celles d’études antérieures, en plus de décrire les tendances les plus marquées en matière de répartition des oiseaux de rivage. Notre examen de la variation latitudinale et longitudinale en matière de répartition et de nombre d’espèces d’oiseaux de rivage à l’échelle de la plaine côtière arctique de l’Alaska nous a permis de constater que la plupart des espèces d’oiseaux de rivage se manifestaient plus souvent dans la région écologique de la plaine côtière de Beaufort (c’est-à-dire plus proche de la côte) que dans la région écologique des contreforts de Brooks (c’est-à-dire plus à l’intérieur des terres). Par ailleurs, l’occurrence de plusieurs espèces indiquait une directionalité longitudinale substantielle. La richesse des espèces aux sites à l’étude était à son meilleur dans la partie ouest de la région écologique de la plaine côtière de Beaufort. Les renseignements sur la répartition à grande échelle que nous présentons ici jouent un rôle dans l’évaluation des effets éventuels des travaux de mise en valeur par l’être humain et du changement climatique sur les populations d’oiseaux de rivage en reproduction de l’Arctique

Effects of geolocators on hatching success, return rates, breeding movements, and change in body mass in 16 species of Arctic-breeding shorebirds

Additional Authors: Bruce Casler; Maureen Christie; Jonathan T. Coleman; Jesse R. Conklin; Willow B. English; H. River Gates; Olivier Gilg; Marie-Andrée Giroux; Ken Gosbell; Chris Hassell; Jim Helmericks; Andrew Johnson; Borgný Katrínardóttir; Kari Koivula; Jean-Francois Lamarre; Johannes Lang; David B. Lank; Nicolas Lecomte; Joe Liebezeit; Vanessa Loverti; Laura McKinnon; Clive Minton; David Mizrahi; Erica Nol; Veli-Matti Pakanen; Johanna Perz; Ron Porter; Jennie Rausch; Jeroen Reneerkens; Nelli Rönkä; Sarah Saalfeld; Nathan Senner; Benoît Sittler; Paul A. Smith; Kristine Sowl; Audrey Taylor; David H. Ward; Stephen YezerinacCitation: Weiser, E.L., R.B. Lanctot, S.C. Brown, J.A. Alves, P.F. Battley, R. Bentzen, J. Bêty, M.A. Bishop, M. Boldenow, L. Bollache, B. Casler, M. Christie, J.T. Coleman, J.R. Conklin, W.B. English, H.R. Gates, O. Gilg, M.-A. Giroux, K. Gosbell, C. Hassell, J. Helmericks, A. Johnson, B. Katrínardóttir, K. Koivula, E. Kwon, J.-F. Lamarre, J. Lang, D.B. Lank, N. Lecomte, J. Liebezeit, V. Loverti, L. McKinnon, C. Minton, D. Mizrahi, E. Nol, V.-M. Pakanen, J. Perz, R. Porter, J. Rausch, J. Reneerkens, N. Rönkä, S. Saalfeld, N. Senner, B. Sittler, P.A. Smith, K. Sowl, A. Taylor, D.H. Ward, S. Yezerinac, and B.K. Sandercock. 2016. Effects of geolocators on hatching success, return rates, breeding movements and change in body mass in 16 species of Arctic-breeding shorebirds. Movement Ecology 4: art12. URL: http://movementecologyjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40462-016-0077-6Background: Geolocators are useful for tracking movements of long-distance migrants, but potential negative effects on birds have not been well studied. We tested for effects of geolocators (0.8–2.0 g total, representing 0.1–3.9 % of mean body mass) on 16 species of migratory shorebirds, including five species with 2–4 subspecies each for a total of 23 study taxa. Study species spanned a range of body sizes (26–1091 g) and eight genera, and were tagged at 23 breeding and eight nonbreeding sites. We compared breeding performance and return rates of birds with geolocators to control groups while controlling for potential confounding variables. Result: We detected negative effects of tags for three small-bodied species. Geolocators reduced annual return rates for two of 23 taxa: by 63 % for semipalmated sandpipers and by 43 % for the arcticola subspecies of dunlin. High resighting effort for geolocator birds could have masked additional negative effects. Geolocators were more likely to negatively affect return rates if the total mass of geolocators and color markers was 2.5–5.8 % of body mass than if tags were 0.3–2.3 % of body mass. Carrying a geolocator reduced nest success by 42 % for semipalmated sandpipers and tripled the probability of partial clutch failure in semipalmated and western sandpipers. Geolocators mounted perpendicular to the leg on a flag had stronger negative effects on nest success than geolocators mounted parallel to the leg on a band. However, parallel-band geolocators were more likely to reduce return rates and cause injuries to the leg. No effects of geolocators were found on breeding movements or changes in body mass. Among-site variation in geolocator effect size was high, suggesting that local factors were important. Conclusions: Negative effects of geolocators occurred only for three of the smallest species in our dataset, but were substantial when present. Future studies could mitigate impacts of tags by reducing protruding parts and minimizing use of additional markers. Investigators could maximize recovery of tags by strategically deploying geolocators on males, previously marked individuals, and successful breeders, though targeting subsets of a population could bias the resulting migratory movement data in some species