University of Oulu

Demography and dynamics of a partial migrant close to the northern range margin

Saved in:
Author: Karvonen, Juhani1,2
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Science, Biology
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.6 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526224664
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2019
Publish Date: 2019-12-04
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of The Doctoral Training Committee of Technology and Natural Sciences, University of Oulu for public defence in the Arina auditorium (TA105), Linnanmaa, on 14 December 2019, at 12 noon
Tutor: Doctor Veli-Matti Pakanen
Professor Markku Orell
Associate Professor Eduardo Belda
Reviewer: Docent Esa Lehikoinen
Doctor Andreas Nord
Opponent: Docent Aleksi Lehikoinen
Description:

Abstract

Climate change causes range expansions, but neither the population parameters nor the ecological mechanisms behind range expansions are well known. I studied population dynamics and demography of the great tit (Parus major) in northern Finland, close to the northern range margin of the species’ distribution. I further examined winter conditions, such as temperature, as limiting factors on winter site fidelity and survival of human-fed great tits. Temporal variation in the population growth rate was large, but indicated an overall increasing population size, which fits the current large scale increase in the north. Importantly, the study population was a sink (or pseudo-sink) in almost all years because of low adult survival and low local recruitment. Immigration formed 39–43% of the annual population growth rate indicating that the population is demographically dependent on immigration. The demography differs most from other great tit populations in terms of adult survival which is lower than estimates from more southern Europe. This difference may reflect the impact of more difficult winters. Results from the wintering population support this line of reasoning. Within-winter movement was lower during mid-winter (January to February) and decreased during cold periods. This pattern is probably linked to energy saving and predator escaping strategies during these demanding periods when energy expenditure is high and birds have limited daylight hours to forage. Site fidelity was lower for juveniles than adults within a winter, but not between winters. In addition, survival showed strong links to winter weather. There was temporal variation within winters, particularly when the winter was colder than usual. Survival of juveniles showed a stronger response to cold temperatures. When mean daily minimum temperatures declined below –15 C° degrees, survival started to decline. Low winter temperatures thus provide one explanation for the lower annual adult survival and the sink nature of the population. The results suggest that great tits suffer from the cold conditions of the north: higher mortality increases turnover allowing for strong immigration. Great tits should benefit from warming winters caused by climate change.

see all

Tiivistelmä

Väitöskirjassani tutkin talitiaisen (Parus major) populaatiodynamiikkaa, talviaikaista paikkauskollisuutta ja säilyvyyttä levinneisyysalueen pohjoisreunan läheisessä populaatiossa Oulussa. Aikuissäilyvyys oli vuosittain hieman alhaisempi kuin lajin ydinalueella Länsi-Euroopassa. Tutkimusalueella syntyneistä poikasista vain pieni osa jäi pesimään tutkimusalueelle, mikä heijastaa voimistunutta lähtömuuttoa huonolaatuiselta alueelta. Ajallinen vaihtelu populaation kasvukertoimessa oli suurta, mutta keskiarvo osoittaa nykyisen populaation kasvavan. Havaitsemani populaation kasvu ei selity kasvulla aikuissäilyvyydessä tai paikallisessa rekrytoinnissa. Oletan, että populaatio on ollut tulomuuton ylläpitämä nielu (tai valenielu) lähes kaikkina tutkimusvuosina. Niinpä populaatio on demografisesti ja geneettisesti riippuvainen ydinalueesta, josta tuleva geenivirta aiheuttaa ongelmia paikallisiin olosuhteisiin sopeutumisessa.

Tutkin sekä talvensisäistä että talvien välistä paikkauskollisuutta suhteessa ikään, sukupuoleen, vuodenaikaan, lämpötilaan ja päivän pituuteen. Talvensisäinen liikkuvuus oli vähäisintä keskitalvella erityisesti kylmien jaksojen aikana. Tämä ilmiö on luultavasti yhteydessä energiansäästöön ja saalistajien välttelyyn näiden vaativien jaksojen aikana, jolloin energiankulutus on suurta ja valoisa ruokailuaika on lyhyt. Nuorten talvensisäinen paikkauskollisuus oli huonompi kuin aikuisten, mutta sukupuolten välillä tässä ei ollut eroa. Sen sijaan talvien välisessä paikkauskollisuudessa ei ollut ryhmien välisiä eroja, mikä viittaa paikkauskollisuudesta olevan yhtäläiset hyödyt kaikille. Nuoret luultavasti keräävät tietoa resursseista ensimmäisenä talvenaan ja täten hankkivat samat edut kuin aikuiset palatessaan alueelle seuraavana talvena. Tutkin, onko talvella lintujen ruokintapaikkoja hyödyntävien talitiaisten säilyvyydessä ympäristötekijöistä, kuten lämpötilasta, johtuvaa vaihtelua. Talvisäilyvyys vaihteli paljon etenkin tavallista kylmempänä talvena. Nuoret kärsivät eniten kylmistä lämpötiloista. Kun keskilämpötila laski –15 C°:seen tai sen alapuolelle, säilyvyys alkoi heikentyä. Verrattuna kylmään talveen säilyvyys oli 1,5 kertaa todennäköisempää lauhan talven aikana. Talitiaiset näyttävät kärsivän pohjoisen kylmistä olosuhteista: korkea kuolleisuus lisää vaihtuvuutta ja geenivirtaa, kun alueelle kohdistuu voimakasta tulomuuttoa.

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. A, Scientiae rerum naturalium
ISSN: 0355-3191
ISSN-E: 1796-220X
ISSN-L: 0355-3191
ISBN: 978-952-62-2466-4
ISBN Print: 978-952-62-2465-7
Issue: 737
Type of Publication: G5 Doctoral dissertation (articles)
Field of Science: 1181 Ecology, evolutionary biology
Subjects:
Copyright information: © University of Oulu, 2019. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.