Drone-conducted counts as a tool for the rapid assessment of productivity of Sandwich Terns (Thalasseus sandvicensis)

Abstract

Drones are revolutionizing the methodological approaches to the study of bird population ecology, and pioneering studies are providing evidence that drones could effectively be used to study breeding success. This study compared the accuracy and precision of drone-conducted chick counts to traditional ground counts in a population of Sandwich Terns Thalasseus sandvicensis, and also assessed the safety and degree of disturbance of these methods for both adults and chicks. Results from ground and drone counts were compared to a third count which consisted of a combined count, accounting for uncounted individuals in each method. Fledging success, determined by ground count, drone count, and their combination, was, respectively, 0.54, 0.55, and 0.56 fledglings/nesting pair in 2018, and 0.62, 0.68, 0.69 fledglings/nesting pair in 2019. Mean crèche size of Sandwich Terns was similar for ground counts and counts made using drone-derived imagery, but these counts were lower than the mean crèche size obtained from combined counts. Drone counts were more accurate and precise than ground counts, and the distance walked from the nest site by crèches was far shorter for drone surveys compared with ground counts; likewise, the time spent by crèches far from the nesting site was far longer for the ground method compared with drone surveys. Our drone-based approach to repeated chick counts maximizes effectiveness and safety for birds without increasing resource absorption. The use of drones, in combination with the traditional ground-based approach, is a promising approach for the assessment of seabird productivity that can contribute to our understanding of the breeding biology of seabirds.

Zusammenfassung

Zählungen per Drohne als Werkzeug zur schnellen Beurteilung der Produktivität von Brandseeschwalben Thalasseus sandvicensis

Drohnen revolutionieren die methodischen Ansätze für Untersuchungen der Populationsökologie von Vögeln, und Pionierstudien liefern Belege dafür, dass Drohnen bei Arbeiten zum Bruterfolg wirkungsvoll eingesetzt werden können. In dieser Untersuchung verglichen wir bei einer Population der Brandseeschwalbe Thalasseus sandvicensis Richtigkeit und Genauigkeit von mittels Drohne durchgeführten Kükenzählungen mit der traditionellen Erfassung vom Boden aus und beurteilten außerdem Sicherheit und Störungspotenzial dieser Methoden sowohl für die Altvögel als auch für die Küken. Die Ergebnisse von Bodenerfassung und Drohnenzählung verglichen wir dann mit einer dritten kombinierten Zählung, um die bei den beiden Methoden jeweils unentdeckten Individuen zu ermitteln. Der Ausfliegeerfolg, jeweils bestimmt vom Boden aus, per Drohnenzählung oder durch eine Kombination aus beidem, lag bei 0,54, 0,55 und 0,56 flüggen Jungvögeln/Brutpaar im Jahr 2018 beziehungsweise bei 0,62, 0,68 und 0,69 flüggen Jungvögeln/Brutpaar im Jahr 2019. Die mittlere Crèchegröße der Brandseeschwalben war bei der Erfassung vom Boden aus ähnlich wie die anhand der Drohnenfotos ermittelte; diese Zahlen waren aber niedriger als die mittlere Crèchegröße, die sich bei den kombinierten Zählungen ergab. Die Drohnenzählungen waren korrekter und genauer als die Bodenerfassungen; die Strecke, über die sich die Crèches vom Neststandort entfernten, war bei den Drohnenüberflügen deutlich geringer als bei den Zählgängen am Boden; gleichermaßen war die Zeitspanne, welche die Crèches vom Neststandort fernblieben, bei der Bodenerfassung deutlich länger als bei den Drohnenüberflügen. Unser drohnengestützter Ansatz für wiederholte Kükenzählungen maximiert Effektivität und die Sicherheit der Vögel, ohne den Ressourcenaufwand zu erhöhen. Der Einsatz von Drohnen in Verbindung mit der traditionellen Erfassung vom Boden aus ist ein vielversprechender Ansatz zur Beurteilung der Produktivität von Seevögeln und kann zu unserem Verständnis ihrer Brutbiologie beitragen.