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Document subtype
Master's dissertation

Title
Passive acoustic monitoring and audio subsampling: optimizing autonomous methods for avian biodiversity assessments

Participants in the publication
Burfin, Thomas Wojciech (Author)
Ana I. Leal (Adviser)
Dep. Biologia Animal
cE3c
Jorge M. Palmeirim (Co-adviser)
Dep. Biologia Animal
cE3c

Summary
The global decline of bird populations has prompted the search for innovative tools to inventory and monitor their communities. While standard surveys require an observer in the field, autonomous sound recorders are an alternative that demands less expertise and is more scalable in time and space. The literature is not consensual on the efficiency of this method and the factors that influence it, particularly in multispecies studies, although recent attempts have yielded encouraging results towards its applicability in practical monitoring situations. In this study, we conducted a set of observer and recorder-based bird point counts in cork oak woodlands in Portugal, in winter season. We compared both methods in terms of richness values and species-by-species, and assessed the role of the observer and sampling time in recorder performance. Additionally, we compared species richness values obtained through three types of intermittent audio file subsampling, and by intermittent and continuous approaches. We found the observer detected significantly more species, but its presence did not influence the recorder’s results and the pool of species detected by both was similar. We found time of sampling to be relevant in autonomous recorders. The degree of intermittence generated different cost/benefit scenarios for audio processing. Lastly, intermittent subsampling surpassed the number of species detected through continuous subsampling by a factor of two. The results of this study showed that recorders tended to perform well in biodiversity surveys in winter, while being more flexible in scaling, especially when small portions of audio are analysed. However, they also suggest the observer should not be dismissed a priori, and highlight the complexity of factors that may influence the recorder’s performance. We encourage future studies to test this performance over a variety of different time, spatial, and species-related constraints, to maximize the universality of a future all-year autonomous method monitoring protocol.\\nO declínio global das populações de aves promoveu a procura de ferramentas inovadoras para inventariar e monitorizar as suas comunidades. Enquanto as amostragens tradicionais necessitam de um observador no terreno, os gravadores automáticos são uma alternativa que requer menos conhecimento especializado e permite aumentar a escala espacial e temporal da amostragem. A literatura é ambígua sobre a eficiência deste método, particularmente em estudos multiespecíficos, apesar de trabalhos recentes terem mostrado resultados encorajadores acerca da sua aplicabilidade em situações de monitorização. Neste estudo, realizámos um conjunto de pontos de contagem de aves baseados em observadores e em gravadores em zonas de montado, em Portugal, durante o inverno. Comparámos ambas as abordagens em termos de riqueza específica e espécie a espécie, tendo analisado o papel do observador e da janela temporal de amostragem no desempenho dos gravadores. Adicionalmente, comparámos os valores de riqueza específica obtidos através de três tipos de subamostragem de ficheiros áudio. Por fim, comparámos abordagens contínuas e intermitentes. Os resultados mostraram que o observador detetou mais espécies e que a sua presença não influenciou os resultados dos gravadores, que detetaram uma amostra de espécies semelhante. A janela temporal de amostragem foi considerada relevante e teve impacto nas estimativas dos gravadores. O nível de intermitência de subamostragem gerou diferentes cenários de custo/benefício para o processamento de áudio. Por fim, a abordagem intermitente permitiu a deteção de duas vezes mais espécies do que a contínua. Estes resultados sugerem que os gravadores têm um bom desempenho em contextos multiespecíficos no inverno, sendo mais flexíveis a grande escala, particularmente quando são analisadas pequenas porções de áudio. Por oposição, sugerem também que o observador é relevante e evidenciam a complexidade de fatores inerentes ao desempenho dos gravadores. Reiteramos a necessidade de estudos futuros testarem este desempenho em variadas condições espaciais, temporais e de espécies para maximizar a universalidade de um futuro protocolo para monitorização automática aplicável durante todo o ano.


Institution
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DE LISBOA

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URL - https://repositorio.ul.pt/handle/10451/54427