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Cetacean distribution in São Miguel (Azores) : influence of environmental variables at different spatial and temporal scales

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Cetacean distribution in São Miguel (Azores) : influence of environmental variables at different spatial and temporal scales

Gonzalez Garcia, Laura
 
DATE : 2019-03-25
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/1218
UNESCO SUBJECT : 2510.07 Oceanografía Física ; 2510.01 Oceanografía Biológica ; 2401.06 Ecología Animal
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

The strategic location of the Azores Islands in the middle of the Atlantic makes them an oceanic paradise for pelagic species, including whales and dolphins. The dynamic oceanography of the region, influenced by the North Atlantic Current and the Azores Front/Current System, interacts with the steep bathymetry of the archipelago. It favours the increase of primary production, and therefore, improves the existent conditions for upper trophic levels to occur. Due to the economic and logistic constraints of dedicated cetacean surveys, studies with opportunistic data are increasingly common. In the Azores, whale watching companies have continuously increased since early 90’s. Data they gathered present limitations, but advantages such as regular spatial cover or long-term series, together with the low cost of the data collection, make them an essential source to improve cetacean knowledge in the Azores nowadays. The main aim of this thesis is to study the spatial and temporal distribution of the sighted cetacean species in São Miguel (Azores). We use occurrence data recorded between ... [+]
The strategic location of the Azores Islands in the middle of the Atlantic makes them an oceanic paradise for pelagic species, including whales and dolphins. The dynamic oceanography of the region, influenced by the North Atlantic Current and the Azores Front/Current System, interacts with the steep bathymetry of the archipelago. It favours the increase of primary production, and therefore, improves the existent conditions for upper trophic levels to occur. Due to the economic and logistic constraints of dedicated cetacean surveys, studies with opportunistic data are increasingly common. In the Azores, whale watching companies have continuously increased since early 90’s. Data they gathered present limitations, but advantages such as regular spatial cover or long-term series, together with the low cost of the data collection, make them an essential source to improve cetacean knowledge in the Azores nowadays. The main aim of this thesis is to study the spatial and temporal distribution of the sighted cetacean species in São Miguel (Azores). We use occurrence data recorded between 2008 and 2014 by a whale watching company off São Miguel. Environmental variables such as depth, slope, chlorophyll concentration, ocean altimetry and sea surface temperature were processed into two spatial scales (low and high resolution) and three temporal (daily, weekly and monthly). Accounting for the different scales we aimed to capture long-term or persistent oceanographic features such as the spring bloom, as well as more ephemeral short-term ones such as eddies or filaments. We analyze the habitat preferences of the three most sighted baleen whale species (blue, fin and sei whales) applying Generalized Additive Models (GAMs) with the different considered scales in the environmental variables. Along the seven years of study, we recorded 20 of the 28 cetacean species listed for the Azores: six species of mysticetes or baleen whales, five of beaked whales, five of dolphins, sperm whale, killer whale, false killer whale or pilot whales. The most recorded species were the common dolphin, sperm whale and bottlenose dolphin, which together with the Risso’s dolphin, were the four species sighted regularly throughout the year. The Atlantic spotted dolphin showed a more defined seasonality in summer, while baleen whales were much more frequent in spring months. Blue, fin and sei whales, in spite of being sighted in sympatry in several occasions, show different environmental preferences: blue whales for waters further from the coast, fin whales for colder areas and sei whales for stronger temperature gradients. The distribution of the three species is largely explained by the environmental variables used in the models, which are related with primary production and prey distribution, therefore, with linked to feeding behaviour. This was particularly clear for blue and fin whales. However for sei whales, they didn’t perform as good. Sei whales seem to prioritize travelling over feeding when in Azores, leading to a weaker performance of the obtained models with the proposed variables. The use of different spatial and temporal scales allows us to better understand habitat preferences of each species, and becomes even more relevant when studying highly mobile species, such as cetaceans, in dynamic environments. [-]
 
La situación estratégica del archipiélago de las Azores en el medio del Atlántico, lo convierte en un paraíso oceánico para muchas especies pelágicas, incluyendo ballenas y delfines. La oceanografía dinámica de la región, influenciada por la corriente del Atlántico Norte y por el sistema del Frente de Azores y Corriente de Azores, interacciona con una batimetría pronunciada, favoreciendo el incremento de producción primaria, y por tanto, mejorando las condiciones para la presencia de otros organismos de niveles tróficos superiores. Debido a las dificultades económicas y logísticas que supone el estudio dedicado de cetáceos, son cada vez más los trabajos que aprovechan nuevas fuentes de datos oportunistas para su estudio. En Azores, los datos procedentes de compañías de observación de cetáceos son cada vez más abundantes y presentan ventajas como muestreo regular de determinadas zonas y series temporales de mayor duración, lo que sumado con su bajo coste de su obtención, los convierte en una fuente esencial de información para mejorar el conocimiento de los cetáceos en el archipi ... [+]
La situación estratégica del archipiélago de las Azores en el medio del Atlántico, lo convierte en un paraíso oceánico para muchas especies pelágicas, incluyendo ballenas y delfines. La oceanografía dinámica de la región, influenciada por la corriente del Atlántico Norte y por el sistema del Frente de Azores y Corriente de Azores, interacciona con una batimetría pronunciada, favoreciendo el incremento de producción primaria, y por tanto, mejorando las condiciones para la presencia de otros organismos de niveles tróficos superiores. Debido a las dificultades económicas y logísticas que supone el estudio dedicado de cetáceos, son cada vez más los trabajos que aprovechan nuevas fuentes de datos oportunistas para su estudio. En Azores, los datos procedentes de compañías de observación de cetáceos son cada vez más abundantes y presentan ventajas como muestreo regular de determinadas zonas y series temporales de mayor duración, lo que sumado con su bajo coste de su obtención, los convierte en una fuente esencial de información para mejorar el conocimiento de los cetáceos en el archipiélago. El objetivo principal de este trabajo es estudiar la distribución espacial y temporal de las especies de cetáceos avistadas en la isla de São Miguel (Azores). Se utilizan datos de avistamientos registrados entre 2008 y 2014 proporcionados por una empresa de observación de cetáceos de São Miguel. Variables ambientales como batimetría, concentración de clorofila, altimetría oceánica o temperatura del agua fueron procesadas y preparadas en dos escalas espaciales (alta y baja resolución) y tres temporales (mensual, semanal y diaria), con la intención de capturar la gran variabilidad oceanográfica tanto espacial como temporal, identificando eventos más presistentes como el bloom primaveral, hasta otros más efímeros como eddies o filamentos. Se estudian las preferencias de hábitat para las tres especies de rorcuales más avistadas, ballena azul, común y boreal, utilizando Modelos Aditivos Generalizados (GAMs) para las distintas escalas consideradas. Durante los 7 años de estudio se registraron 20 de las 28 especies de cetáceos listadas en el archipiélago: seis de misticetos o ballenas de barbas, cinco de zifios, cinco de delfines, cachalote, orca, falsa orca y calderón. Las más frecuentes fueron el delfín común, cachalote y delfín mular, que junto con el calderón gris, son las cuatro especies registradas de manera regular durante todo el año. Otras especies como el delfín moteado del Atlántico presenta una estacionalidad muy marcada en verano, mientras que las ballenas de barbas son más frecuentes en los meses de primavera. Ballenas azules, comunes y boreales, a pesar de ser vistas en simpatría en varias ocasiones, presentan preferencia por distintas condiciones ambientales: las azules normalmente más lejos de la costa, las comunes en aguas más frías, y las boreales en zonas de mayor gradiente de temperatura. La distribución de las tres especies se explica en gran parte con variables relacionadas con su alimentación, sobre todo en el caso de ballenas azules y comunes. Las boreales sin embargo, parecen priorizar la migración, desplazando a un segundo plano la alimentación, de ahí que las variables utilizadas en los modelos aporten menos información acerca de su distribución. El uso de múltiples escalas espaciales y temporales permite un mejor entendimiento de las condiciones de hábitat necesarias para cada especie así como de su nicho ecológico; especialmente en especies móviles capaces de reaccionar con facilidad ante cambios ambientales rápidos. [-]
 
A situación estratéxica das illas Azores no medio do Atlántico convérteas nun paraíso oceánico para moitas especies peláxicas, incluíndo baleas e golfiños. A oceanografía dinámica da rexión, influenciada pola corrente do Atlántico Norte e polo sistema da Fronte de Azores e Corrente de Azores, interacciona cunha batimetría pronunciada favorecendo o incremento de produción primaria, e por tanto, mellorando as condicións para a presenza doutros organismos de niveis tróficos superiores. Debido ás dificultades económicas e loxísticas que supón o estudo específico destes mamíferos, son cada vez máis os traballos que aproveitan novas fontes de datos oportunistas para o estudo dos cetáceos. Nas Azores, os datos procedentes de compañías de observación de cetáceos son cada vez máis abundantes, e presentan vantaxes como mostraxe regular de determinadas zonas e longa cobertura temporal, o que sumado co baixo custo da súa obtención, os converte nunha fonte esencial de información para mellorar o coñecemento dos cetáceos no arquipélago. O obxectivo principal deste traballo é estudar a distri ... [+]
A situación estratéxica das illas Azores no medio do Atlántico convérteas nun paraíso oceánico para moitas especies peláxicas, incluíndo baleas e golfiños. A oceanografía dinámica da rexión, influenciada pola corrente do Atlántico Norte e polo sistema da Fronte de Azores e Corrente de Azores, interacciona cunha batimetría pronunciada favorecendo o incremento de produción primaria, e por tanto, mellorando as condicións para a presenza doutros organismos de niveis tróficos superiores. Debido ás dificultades económicas e loxísticas que supón o estudo específico destes mamíferos, son cada vez máis os traballos que aproveitan novas fontes de datos oportunistas para o estudo dos cetáceos. Nas Azores, os datos procedentes de compañías de observación de cetáceos son cada vez máis abundantes, e presentan vantaxes como mostraxe regular de determinadas zonas e longa cobertura temporal, o que sumado co baixo custo da súa obtención, os converte nunha fonte esencial de información para mellorar o coñecemento dos cetáceos no arquipélago. O obxectivo principal deste traballo é estudar a distribución espacial e temporal das especies de cetáceos avistadas na illa de São Miguel (Azores). Utilízanse datos de avistamentos rexistrados entre 2008 e 2014, proporcionados por unha empresa de observación de cetáceos de São Miguel. Variables ambientais como batimetría, concentración de clorofila, altimetría oceánica ou temperatura da auga, foron procesadas e preparadas en dúas escalas espaciais (alta e baixa resolución) e tres temporais (mensual, semanal e diaria), coa intención de capturar a alta variabilidade oceanográfica tanto espacial como temporal, identificando eventos máis persistentes como o bloom primaveral, ata outros máis efémeros como os eddies ou filamentos. Estúdanse as preferencias de hábitat para as tres especies de rorcuais máis avistadas, balea azul, común e boreal, utilizando Modelos Aditivos Xeneralizados (GAMs) para as distintas escalas consideradas. Durante os sete anos de estudo, rexistráronse 20 das 28 especies de cetáceos listadas para o arquipélago: seis misticetes, cinco zifios, cachalote, cinco de golfiños, candorcas, falsas candorcas e caldeiróns. As máis frecuentes foron o golfiño común, cachalote e arroaz, que xunto co golfiño de Risso, son as catro especies rexistradas de xeito regular durante todo o ano. Outras especies como o golfiño pintado presenta unha estacionalidade moi marcada no verán, mentres que as baleas de barbas, son máis frecuentes nos meses de primavera. Baleas azuis, comúns e boreais, a pesar de ser avistadas en simpatría en varias ocasións, presentan preferencia por distintas condicións: as azuis normalmente encóntranse máis lonxe da costa, as comúns en augas máis frías, e as boreais en zonas con maior gradiente de temperaturas. A distribución das tres especies explícase en grande maneira por variables relacionadas coa súa alimentación, sobre todo no caso das baleas azuis e baleas comúns. As boreais sen embargo, parecen priorizar a migración, desprazando a un segundo plano a alimentación, de aí que as variables utilizadas nos modelos aporten menos información acerca da súa distribución. O uso de múltiples escalas espaciais e temporais permite un mellor entendemento das condicións de hábitat necesarias para cada especie, así como do seu nicho ecolóxico; especialmente en especies con grande mobilidade que poden reaccionar con facilidade ante rápidos cambios ambientais. [-]

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