Killer whales are the oceans’ apex predator and are known to have important effects on ecosystems. At Subantarctic Marion Island, southern Indian Ocean, they have only been studied opportunistically, resulting in limited knowledge of their ecosystem impact here. This dissertation describes the prey and seasonal abundance, estimates the population size and assesses the predatory impact of killer whales on seals and penguins at Marion Island, using dedicated and opportunistic shore-based observations and photographic identification, from 2006 to 2009. During 823 sightings of killer whales at Marion Island (2006 to 2009) 48 predation events were recorded; in only 10 cases could prey be identified. Killer whales fed on fur seals, elephant seals and penguins. Constant effort (dedicated) observations (259 hours, 2008 to 2009) showed that killer whale abundance, which peaked in September to December with a secondary peak in April to May, is linked to the abundance of seals and penguins. Mark-recapture analyses were performed using nearly 10 000 photographs taken from 2006 to 2009. Following careful quality control criteria 37 individuals were identified and a population size of 42 (95% CI = 35-50) individuals estimated using the open population POPAN parameterization in the software program MARK. The analytical approach is more rigorous than that used in any previous population size assessment at Marion Island. Finally, the above data were integrated to assess whether top-down control of seal and penguin populations at Marion Island is generally plausible using a simple process of elimination. Based on published data I predicted the energetic ingestion requirements of adult male and female killer whales as 1 394 MJ.day-1 and 1 028 MJ.day-1, respectively. Expanding these requirements to the 37 killer whales photographically identified at Marion Island, the population requires 40 600MJ.day-1. Based on available energy density and mass data, I predicted the energy content of available seal and penguin prey and calculated the rates at which killer whales would consume these prey in various scenarios. Penguins and Subantarctic fur seals are relatively insensitive to killer whale predation owing to their large population sizes (10 000s to 100 000s), conversely, the smaller populations (100s to 1 000s) of Antarctic fur seals and southern elephant seals are sensitive to predation, particularly the latter as they have a high energy content (approximately 2 000 to 9 000 MJ). Populations of these seals are currently increasing or stable and I conclude that presently killer whale predation is not driving population declines, although they clearly have the potential for regulation of these smaller populations. Thus, if population sizes were reduced by bottom-up processes, if killer whale diet shifted, or if prey availability changed, top-down control by killer whales could become significant. This study provides baseline information for the informed management and conservation of killer whales at Marion Island, identifies avenues for further research, and provides a foundation for the continuation of structured and dedicated killer whale research at Marion Island. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2011. / Zoology and Entomology / unrestricted

A urbanização e a expansão das fronteiras agrícolas na região Neotropical estão entre as principais forças causadoras da degradação ambiental em hábitats abertos naturais. Inferências e estimativas de abundância são críticas para quantificação de dinâmicas populacionais e impactos de mudanças ambientais. Contudo, a detecção imperfeita e outros fenômenos que causam inflação de zeros podem induzir erros de estimativas e dificultar a identificação de padrões ecológicos. Examinamos como a consideração desses fenômenos em dados de contagens de indivíduos não marcados pode informar na escolha do método apropriado para estimativas populacionais. Revisamos métodos estabelecidos (modelos lineares generalizados [GLMs] e amostragem de distância [distance sampling]) e emergentes que usam modelos hierárquicos baseados em misturas (N-mixture; modelo de Royle-Nichols [RN], e N-mixture básico, zero inflacionado, espacialmente explicito, visita única, e multiespécies) para estimar a abundância de populações não marcadas. Como estudo de caso, aplicamos o método N-mixture baseado em visitas únicas para modelar dados de contagens de aves de rapina em estradas e investigar como transformações de habitat no Cerrado e Pantanal do Mato Grosso do Sul afetaram as populações de 12 espécies em uma escala regional (>300.000 km2). Os métodos diferem nos pré-requisitos de desenho amostral, e a sua adequabilidade depender da espécie em questão, da escala e objetivos do estudo, e considerações financeiras e logísticas, que devem ser avaliados para que verbas, tempo e esforço sejam utilizados com eficiência. No estudo de caso, a detecção de todas as espécies foi influenciada pela horário de amostragem, com efeitos congruentes com expectativas baseadas no comportamentos de forregeamento e de voo. A vegetação fechada e carcaças também influenciaram a detecção de algumas espécies. A abundância da maioria das espécies foi negativamente influenciada pela conversão de habitats naturais para antrópicos, particularmente pastagens e plantações de soja e cana-de-açúcar, até mesmo para espécies generalistas consideradas como indicadores ruins da qualidade de hábitats. A proteção dos hábitats naturais remanescentes é essencial para prevenir um declínio ainda maior das populações de aves de rapina na área de estudo, especialmente no domínio do Cerrado / Urbanization and the expansion of agricultural frontiers are among the main forces driving the degradation of natural habitats in Neotropical open habitats. Inference and estimates of abundance are critical for quantifying population dynamics and the impacts of environmental change. Yet imperfect detection and other phenomena that cause zero inflation can induce estimation error and obscure ecological patterns. We examine how detection error and zero-inflation in count data of unmarked individuals inform the choice of analytical method for estimating population size. We review established (GLMs and distance sampling) and emerging methods that use N-mixture models (Royle-Nichols model, and basic, zero-inflated, temporary emigration, beta-binomial, generalized open-population, spatially explicit, single-visit and multispecies) to estimate abundance of unmarked populations. As a case study, we employed a single visit N-mixture approach to model roadside raptor count data and investigate how land-use transformations in the Cerrado and Pantanal domains in Brazil have affected the populations of 12 species on a regional scale (>300,000 km2). Methods differ in sampling design requirements, and their suitability will depend on the study species, scale and objectives of the study, and financial and logistical considerations, which should be evaluated to use funds, time and effort efficiently. In the case study, detection of all species was influenced by time of day, with effects that follow expectations based on foraging and flying behavior. Closed vegetation on and carcasses found during surveys also influenced detection of some species. Abundance of most species was negatively influenced by conversion of natural Cerrado and Pantanal habitats to anthropogenic uses, particularly pastures, soybean and sugar cane plantations, even for generalist species usually considered poor habitat-quality indicators. Protection of the remaining natural habitats is essential to prevent further decline of raptor populations in the study area, especially in the Cerrado domain

In the late 1980s the endangered Chatham Island oystercatcher (Haematopus chathamensis) (CIO) was estimated at less than 110 individuals. Endemic to the Chatham Islands, New Zealand, it was feared to be declining and, based on existing productivity estimates, in danger of extinction within 50-70 years. These declines were thought to be caused by numerous changes since the arrival of humans, including the introduction of several terrestrial predators, the establishment of marram grass (Ammophila arenaria) which changes dune profiles, and increased disturbance along the coastline. The New Zealand Department of Conservation has undertaken recovery planning and conservation management to increase CIO numbers since the late 1980s. Recovery planning raised some key research questions concerning the population dynamics, habitat selection, and breeding biology of Chatham Island oystercatcher (CIO), and the critical factors currently limiting the population. The objectives of this study were to collect and interpret data on: 1) population size, trends, and distribution across the Chathams, 2) basic breeding parameters, 3) recruitment and mortality rates, 4) habitat selection at the general, territorial and nest-site levels, 5) habitat factors that are correlated with territory quality, and 6) cues that elicit territorial behaviour in CIO.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4032.pdf: 1016886 bytes, checksum: 6e1eb83f197a88332f8951b054c1f01a (MD5) Previous issue date: 2011-11-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The capture-recapture process, largely used in the estimation of the number of elements of animal population, is also applied to other branches of knowledge like Epidemiology, Linguistics, Software reliability, Ecology, among others. One of the _rst applications of this method was done by Laplace in 1783, with aim at estimate the number of inhabitants of France. Later, Carl G. J. Petersen in 1889 and Lincoln in 1930 applied the same estimator in the context of animal populations. This estimator has being known in literature as _Lincoln-Petersen_ estimator. In the mid-twentieth century several researchers dedicated themselves to the formulation of statistical models appropriated for the estimation of population size, which caused a substantial increase in the amount of theoretical and applied works on the subject. The capture-recapture models are constructed under certain assumptions relating to the population, the sampling procedure and the experimental conditions. The main assumption that distinguishes models concerns the change in the number of individuals in the population during the period of the experiment. Models that allow for births, deaths or migration are called open population models, while models that does not allow for these events to occur are called closed population models. In this work, the goal is to characterize likelihood functions obtained by applying methods of elimination of nuissance parameters in the case of closed population models. Based on these likelihood functions, we discuss methods for point and interval estimation of the population size. The estimation methods are illustrated on a real data-set and their frequentist properties are analised via Monte Carlo simulation. / O processo de captura-recaptura, amplamente utilizado na estimação do número de elementos de uma população de animais, é também aplicado a outras áreas do conhecimento como Epidemiologia, Linguística, Con_abilidade de Software, Ecologia, entre outras. Uma das primeiras aplicações deste método foi feita por Laplace em 1783, com o objetivo de estimar o número de habitantes da França. Posteriormente, Carl G. J. Petersen em 1889 e Lincoln em 1930 utilizaram o mesmo estimador no contexto de popula ções de animais. Este estimador _cou conhecido na literatura como o estimador de _Lincoln-Petersen_. Em meados do século XX muitos pesquisadores se dedicaram à formula ção de modelos estatísticos adequados à estimação do tamanho populacional, o que causou um aumento substancial da quantidade de trabalhos teóricos e aplicados sobre o tema. Os modelos de captura-recaptura são construídos sob certas hipóteses relativas à população, ao processo de amostragem e às condições experimentais. A principal hipótese que diferencia os modelos diz respeito à mudança do número de indivíduos da popula- ção durante o período do experimento. Os modelos que permitem que haja nascimentos, mortes ou migração são chamados de modelos para população aberta, enquanto que os modelos em que tais eventos não são permitidos são chamados de modelos para popula- ção fechada. Neste trabalho, o objetivo é caracterizar o comportamento de funções de verossimilhança obtidas por meio da utilização de métodos de eliminação de parâmetros perturbadores, no caso de modelos para população fechada. Baseado nestas funções de verossimilhança, discutimos métodos de estimação pontual e intervalar para o tamanho populacional. Os métodos de estimação são ilustrados através de um conjunto de dados reais e suas propriedades frequentistas são analisadas via simulação de Monte Carlo.

A urbanização e a expansão das fronteiras agrícolas na região Neotropical estão entre as principais forças causadoras da degradação ambiental em hábitats abertos naturais. Inferências e estimativas de abundância são críticas para quantificação de dinâmicas populacionais e impactos de mudanças ambientais. Contudo, a detecção imperfeita e outros fenômenos que causam inflação de zeros podem induzir erros de estimativas e dificultar a identificação de padrões ecológicos. Examinamos como a consideração desses fenômenos em dados de contagens de indivíduos não marcados pode informar na escolha do método apropriado para estimativas populacionais. Revisamos métodos estabelecidos (modelos lineares generalizados [GLMs] e amostragem de distância [distance sampling]) e emergentes que usam modelos hierárquicos baseados em misturas (N-mixture; modelo de Royle-Nichols [RN], e N-mixture básico, zero inflacionado, espacialmente explicito, visita única, e multiespécies) para estimar a abundância de populações não marcadas. Como estudo de caso, aplicamos o método N-mixture baseado em visitas únicas para modelar dados de contagens de aves de rapina em estradas e investigar como transformações de habitat no Cerrado e Pantanal do Mato Grosso do Sul afetaram as populações de 12 espécies em uma escala regional (>300.000 km2). Os métodos diferem nos pré-requisitos de desenho amostral, e a sua adequabilidade depender da espécie em questão, da escala e objetivos do estudo, e considerações financeiras e logísticas, que devem ser avaliados para que verbas, tempo e esforço sejam utilizados com eficiência. No estudo de caso, a detecção de todas as espécies foi influenciada pela horário de amostragem, com efeitos congruentes com expectativas baseadas no comportamentos de forregeamento e de voo. A vegetação fechada e carcaças também influenciaram a detecção de algumas espécies. A abundância da maioria das espécies foi negativamente influenciada pela conversão de habitats naturais para antrópicos, particularmente pastagens e plantações de soja e cana-de-açúcar, até mesmo para espécies generalistas consideradas como indicadores ruins da qualidade de hábitats. A proteção dos hábitats naturais remanescentes é essencial para prevenir um declínio ainda maior das populações de aves de rapina na área de estudo, especialmente no domínio do Cerrado / Urbanization and the expansion of agricultural frontiers are among the main forces driving the degradation of natural habitats in Neotropical open habitats. Inference and estimates of abundance are critical for quantifying population dynamics and the impacts of environmental change. Yet imperfect detection and other phenomena that cause zero inflation can induce estimation error and obscure ecological patterns. We examine how detection error and zero-inflation in count data of unmarked individuals inform the choice of analytical method for estimating population size. We review established (GLMs and distance sampling) and emerging methods that use N-mixture models (Royle-Nichols model, and basic, zero-inflated, temporary emigration, beta-binomial, generalized open-population, spatially explicit, single-visit and multispecies) to estimate abundance of unmarked populations. As a case study, we employed a single visit N-mixture approach to model roadside raptor count data and investigate how land-use transformations in the Cerrado and Pantanal domains in Brazil have affected the populations of 12 species on a regional scale (>300,000 km2). Methods differ in sampling design requirements, and their suitability will depend on the study species, scale and objectives of the study, and financial and logistical considerations, which should be evaluated to use funds, time and effort efficiently. In the case study, detection of all species was influenced by time of day, with effects that follow expectations based on foraging and flying behavior. Closed vegetation on and carcasses found during surveys also influenced detection of some species. Abundance of most species was negatively influenced by conversion of natural Cerrado and Pantanal habitats to anthropogenic uses, particularly pastures, soybean and sugar cane plantations, even for generalist species usually considered poor habitat-quality indicators. Protection of the remaining natural habitats is essential to prevent further decline of raptor populations in the study area, especially in the Cerrado domain

[For the Abstract, please see the PDF files below, namely "front.pdf"] CONTENTS. Chapter 1 Introduction. Chapter 2 Gross and microscopic visceral anatomy of the male Cape fur seal with reference to organ size and growth. Chapter 3 Age determination and growth in the male Cape fur seal: part one, external body. Chapter 4 Age determination and growth in the male Cape fur seal: part two, skull. Chapter 5 Age determination and growth in the male Cape fur seal: part three, baculum. Chapter 6 Suture age as an indicator of physiological age in the male Cape fur seal. Chapter 7 Sexual dimorphism in the adult Cape fur seal: standard body length and skull morphology. Chapter 8 Reproduction in the male Cape fur seal: age at puberty and annual cycle of the testis. Chapter 9 Diet and foraging behaviour of the Cape fur seal. Chapter 10(a) The Impact of the fur seal industry on the distribution and abundance of Cape fur seals. Chapter 10(b) South African Airforce wildlife rescue: Cape fur seal pups washed from Black Rocks, Algoa Bay, during heavy seas, December 1976. Chapter 11(a) Operational interactions between Cape fur seals and fisheries: part one, trawl fishing. Chapter 11(b) Operational interactions between Cape fur seals and fisheries: part two, squid jigging and line fishing. Chapter 11(c) Operational interactions between Cape fur seals and fisheries: part three, entanglement in man-made debris. Chapter 12 Concentrations of heavy metals (Cd, Cu, Pb, Ni & Zn) and organochlorine contaminants (PCBs, DDT, DDE & DDD) in the blubber of Cape fur seals. Chapter 13 Endoparasites of the Cape fur seal. Chapter 14(a) Preliminary investigations of shark predation on Cape fur seals. Chapter 14(b) Aggressive behaviour of an adult male Cape fur seal towards a great white shark Carcharodon carcharias. Chapter 15 Conclusions and future directions.

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A comercialização de produtos florestais não madeireiros (PFNMs) popularizou-se como atividade promotora do desenvolvimento socioeconômico de comunidades florestais com baixo impacto ambiental. Há evidências, contudo, de que a exploração possa produzir efeitos ecológicos e socioeconômicos negativos, sugerindo que é necessário monitorar tais iniciativas. A comercialização frequentemente ocorre em áreas remotas e em contextos de pobreza, como é o caso de muitas daquelas da Amazônia brasileira. Desta forma, é necessário que o monitoramento restrinja-se a avaliar os efeitos evidenciados como mais comuns em estudos anteriores. Este estudo revisa e sintetiza as evidências científicas dos efeitos da exploração de PFNMs sobre parâmetros ecológicos e socioeconômicos e, a partir daí, indica aqueles mais relevantes ao monitoramento. O estudo também levanta até que ponto o monitoramento é implementado no contexto da Amazônia brasileira e avalia quais os parâmetros importantes e viáveis de monitoramento neste caso específico. Para isso, foram realizadas revisões sistemáticas da literatura e a consulta a profissionais da área através do método Delphi. Os resultados indicam que efeitos ecológicos negativos são frequentes, principalmente quando se coletam folhas ou cascas. Alterações em órgãos ou processos fisiológicos e a taxa de sobrevivência dos espécimes explorados são parâmetros que devem ser monitorados, em particular quando se coletam frutos e partes vegetativas. Para todos os tipos de PFNMs, o tamanho e a estrutura populacional são parâmetros prioritários ao monitoramento. A riqueza de espécies da comunidade explorada merece atenção, principalmente quando se coletam frutos. Para os aspectos socioeconômicos, efeitos positivos foram mais frequentes que negativos. A contribuição da renda monetária obtida com o comércio na renda total, a regularidade de ingresso desta renda e o papel dos PFNMs como recursos de salvaguarda são parâmetros do capital financeiro prioritários ao monitoramento. Para o capital social, o empoderamento feminino, a coesão de grupo e o acesso aos benefícios gerados pela comercialização devem ser monitorados. Na Amazônia brasileira são poucas as iniciativas de implementação do monitoramento da comercialização de PFNMs. Embora este seja considerado importante, existem dificuldades que derivam principalmente da falta de apoio institucional, políticas de incentivo e de recursos financeiros. Os profissionais participantes do Delphi consideram que os parâmetros ecológicos mais importantes a monitorar neste contexto são o tamanho e a estrutura populacional do recurso explorado, o aumento da taxa de mortalidade, a quantidade total de recurso extraída e a técnica de coleta utilizada. Para os parâmetros econômicos, aspectos do mercado, como o preço pago ao coletor, a demanda e a qualidade do produto, bem como a renda monetária obtida pelos indivíduos são os parâmetros considerados mais importantes. Por fim, para os aspectos sociais, os efeitos na cultura, na qualidade de vida e na organização interna da comunidade foram priorizados. Os profissionais indicam que é viável estabelecer o monitoramento dos parâmetros levantados. / Amazon, non-timber forest products, ecological effects, socioeconomic effects, monitoring.

A comercialização de produtos florestais não madeireiros (PFNMs) popularizou-se como atividade promotora do desenvolvimento socioeconômico de comunidades florestais com baixo impacto ambiental. Há evidências, contudo, de que a exploração possa produzir efeitos ecológicos e socioeconômicos negativos, sugerindo que é necessário monitorar tais iniciativas. A comercialização frequentemente ocorre em áreas remotas e em contextos de pobreza, como é o caso de muitas daquelas da Amazônia brasileira. Desta forma, é necessário que o monitoramento restrinja-se a avaliar os efeitos evidenciados como mais comuns em estudos anteriores. Este estudo revisa e sintetiza as evidências científicas dos efeitos da exploração de PFNMs sobre parâmetros ecológicos e socioeconômicos e, a partir daí, indica aqueles mais relevantes ao monitoramento. O estudo também levanta até que ponto o monitoramento é implementado no contexto da Amazônia brasileira e avalia quais os parâmetros importantes e viáveis de monitoramento neste caso específico. Para isso, foram realizadas revisões sistemáticas da literatura e a consulta a profissionais da área através do método Delphi. Os resultados indicam que efeitos ecológicos negativos são frequentes, principalmente quando se coletam folhas ou cascas. Alterações em órgãos ou processos fisiológicos e a taxa de sobrevivência dos espécimes explorados são parâmetros que devem ser monitorados, em particular quando se coletam frutos e partes vegetativas. Para todos os tipos de PFNMs, o tamanho e a estrutura populacional são parâmetros prioritários ao monitoramento. A riqueza de espécies da comunidade explorada merece atenção, principalmente quando se coletam frutos. Para os aspectos socioeconômicos, efeitos positivos foram mais frequentes que negativos. A contribuição da renda monetária obtida com o comércio na renda total, a regularidade de ingresso desta renda e o papel dos PFNMs como recursos de salvaguarda são parâmetros do capital financeiro prioritários ao monitoramento. Para o capital social, o empoderamento feminino, a coesão de grupo e o acesso aos benefícios gerados pela comercialização devem ser monitorados. Na Amazônia brasileira são poucas as iniciativas de implementação do monitoramento da comercialização de PFNMs. Embora este seja considerado importante, existem dificuldades que derivam principalmente da falta de apoio institucional, políticas de incentivo e de recursos financeiros. Os profissionais participantes do Delphi consideram que os parâmetros ecológicos mais importantes a monitorar neste contexto são o tamanho e a estrutura populacional do recurso explorado, o aumento da taxa de mortalidade, a quantidade total de recurso extraída e a técnica de coleta utilizada. Para os parâmetros econômicos, aspectos do mercado, como o preço pago ao coletor, a demanda e a qualidade do produto, bem como a renda monetária obtida pelos indivíduos são os parâmetros considerados mais importantes. Por fim, para os aspectos sociais, os efeitos na cultura, na qualidade de vida e na organização interna da comunidade foram priorizados. Os profissionais indicam que é viável estabelecer o monitoramento dos parâmetros levantados. / Amazon, non-timber forest products, ecological effects, socioeconomic effects, monitoring.