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30 August 2022 Estimating density of ocelots in the Atlantic Forest using spatial and closed capture–recapture models
Ricardo Corassa Arrais, Cynthia Elisa Widmer, Dennis L. Murray, Daniel Thornton, Fernando Cesar Cascelli de Azevedo
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Abstract

Monitoring variation in population features such as abundance and density is essential for evaluating and implementing conservation actions. Camera trapping can be important for assessing population status and trends and is increasingly used to generate density estimates through capture–recapture models. Moreover, success in using this technique can vary seasonally given shifting animal distributions and camera encounter rates. Notwithstanding these potential advantages, a gap still exists in our understanding of the performance of such models for estimating density of cryptic Neotropical terrestrial carnivores with low encounter rate probability with cameras. In addition, scanty information is available on how sampling design can affect the accuracy and precision of density estimates for Neotropical carnivores. We evaluate the performance of spatially explicit versus nonspatial capture–mark–recapture models for estimating densities and population size of ocelots (Leopardus pardalis) within an Atlantic Forest fragment in Brazil. We conducted two spatially concurrent surveys, a random camera-trap deployment covering the entire study area and a systematic camera-trap deployment in a small portion of the study area, where trails and unpaved roads were located. We obtained 244 photographs of ocelots in the Rio Doce State Park from April 2016 to November 2017, using 54-double camera stations spaced approximately 1.5 km apart (random placement) totaling 4,320 trap-nights and 15-double camera stations spaced from 0.3–10 km apart (systematic placement) totaling 1,200 trap-nights. Using the random placement design, ocelot density estimates were similar during the dry season, 14.0 individuals/km2 (± 5.6 SE, 6.6–30.0, 95% CI) and 13.78 individuals/km2 (± 4.25 SE, 5.4–22.1, 95% CI) from spatially explicit capture–recapture and nonspatial models, respectively. Using the systematic placement design spatially explicit models had smaller and less precise ocelot density estimates than nonspatial models during the dry season. Ocelot density was 12.4 individuals/100 km2 (± 5.0 SE, 5.8–26.7, 95% CI) and 19.9 individuals/km2 (± 5.2 SE, 9.7–30.1, 95% CI) from spatially explicit and nonspatial models, respectively. During the rainy season, we found the opposite pattern. Using the systematic placement design, spatial-explicit models had higher and less precise estimates than nonspatial models. Ocelot density was 24.6 individuals/100 km2 (± 13.9 SE, 8.7–69.4, 95% CI) and 11.89 individuals/km2 (± 3.93 SE, 4.19–19.59, 95% CI) from spatially explicit and nonspatial models, respectively. During the rainy season, we could not compare models using the random placement design due to limited number of recaptures to run nonspatial models. In addition, a single recapture yielded an imprecise population density estimate using spatial models (high SE and large 95% CIs), thus precluding any comparison between nonspatial and spatially explicit models. We demonstrate relative differences and similarities between the performance of spatially explicit and nonspatial capture–mark–recapture models for estimating density and population size of ocelots and highlight that both types of capture–recapture models differ in their estimation depending on the sampling design. We highlight that performance of camera surveys is contingent on placement design and that researchers need to be strategic in camera distribution according to study objectives and logistics. This point is especially relevant for cryptic or endangered species occurring at low densities and having low detection probability using traditional sampling methods.

O monitoramento da variação nas características da população, como abundância e densidade, é essencial para avaliar e implementar ações de conservação. O armadilhamento fotográfico pode ser importante para avaliar a ocupação ou tendência populacional e é cada vez mais usado para gerar estimativas de densidade por meio de modelos de captura e recaptura. O sucesso em usar esta técnica pode variar sazonalmente, devido às distribuições dos animais em movimento e às taxas de encontro com as câmeras. Avaliamos o desempenho relativo de modelos espacialmente explícitos versus não explícitos de captura-marcação- recaptura para estimar densidades e tamanho populacional de jaguatiricas (Leopardus pardalis) dentro de um fragmento de Mata Atlântica no Brasil. Nós realizamos duas amostragens de armadilhas fotográficas espacialmente simultâneas, uma aleatória cobrindo toda a área de estudo e uma sistemática em uma pequena parte da área de estudo, onde estavam localizadas trilhas e estradas não pavimentadas. Obtivemos 244 fotografias de jaguatiricas no Parque Estadual do Rio Doce (RDSP) de abril de 2016 a novembro de 2017, usando 54 estações com duas câmeras cada espaçadas a aproximadamente 1,5 km de distância (amostragem aleatória), totalizando 4.320 noites de armadilhamento e 15 estações com duas câmeras cada espaçadas de 0,3 a 10 km de distância (amostragem sistemática), totalizando 1.200 noites de armadilhamento. Usando a amostragem aleatória, estimamos a densidade de jaguatirica durante a estação seca em 14,0 indivíduos/km2 (± 5,6 EP – erro padrão, 6,6–30,0 95% IC – intervalo de confiança) e 13,78 indivíduos/km2 (± 4,25 EP, 5,4–22,1 95% IC), a partir do modelo espacialmente explícito de captura-recaptura (SECR) e modelos não espaciais, respectivamente. O uso de modelos não espaciais na amostragem sistemática apresentou estimativas de densidade de jaguatiricas mais altas e mais precisas durante a estação seca. A densidade de jaguatirica foi de 12,4 indivíduos/100 km2 (± 5,0 EP, 5,8–26,7 95% IC) e 19,87, indivíduos/km2 (± 5,2 EP, 9,7–30,1 95% IC) dos modelos espacialmente explícito e não espaciais, respectivamente. Para a estação chuvosa, observamos um padrão inverso. Modelos espaciais tiveram uma estimativa maior e menos precisa. A densidade de jaguatirica foi de 24,6 indivíduos/100 km2 (± 13,9 EP, 8,7–69,4, 95% IC) e 11,89 indivíduos/km2 (± 3,93 EP, 4,19–19,59, 95% IC) dos modelos SECR e não espaciais, respectivamente. Não foi possível comparar os modelos durante a estação chuvosa devido ao limitado número de recapturas necessárias para executar os modelos não espaciais. Demonstramos as diferenças e semelhanças relativas entre o desempenho de modelos de captura-marcação-recaptura espacialmente explícitos e não espaciais para estimar a densidade e o tamanho da população de jaguatiricas e destacamos que ambos os tipos de modelos diferem em suas estimativas, dependendo do tipo de amostragem. Este ponto é especialmente relevante para espécies enigmáticas ou ameaçadas que ocorrem em baixas densidades e com baixa probabilidade de detecção usando métodos de amostragem tradicionais.

Ricardo Corassa Arrais, Cynthia Elisa Widmer, Dennis L. Murray, Daniel Thornton, and Fernando Cesar Cascelli de Azevedo "Estimating density of ocelots in the Atlantic Forest using spatial and closed capture–recapture models," Journal of Mammalogy 103(6), 1327-1337, (30 August 2022). https://doi.org/10.1093/jmammal/gyac074
Received: 20 July 2020; Accepted: 28 June 2022; Published: 30 August 2022
KEYWORDS
camera trapping
câmeras trap
demografia de populações
desenho experimental
felids
felinos
floresta neotropical
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