Isotopic (δ2Hf) evidence of “loop migration” and use of the Gulf of Maine Flyway by both western and eastern breeding populations of Blackpoll Warblers

Abstract

Declining numbers of Blackpoll Warblers (Setophaga striata) have been documented at long-term migration monitoring sites as well as in breeding areas. However, the “loop migration” of Blackpoll Warblers makes it difficult to ascribe population change at migration monitoring sites to specific breeding populations. Individuals from all populations across the breeding range of Blackpoll Warblers concentrate in fall along the Atlantic coastline of eastern North America prior to initiating a transoceanic flight to wintering areas. In spring, Blackpoll Warblers return along a different route, moving north into the southeastern United States where birds from eastern and western breeding populations then diverge during migration to reach their respective breeding areas. To monitor breeding populations outside of breeding areas and identify factors potentially affecting those populations, we must be able to identify where birds captured during migration breed and map seasonal variation in population-specific flyways. To “map” population-specific migration movements of Blackpoll Warblers, we used feather deuterium (δ2Hf) values and a spatially explicit model to assign molt origins of 289 Blackpoll Warblers moving through sites in the Gulf of Maine (GOM) region and at three locations further west and south (northern Great Lakes area, Pennsylvania, and Florida). The assignment method was validated with feather samples from 35 birds captured during the breeding season at Churchill, Manitoba, Canada. As predicted, the spatial pattern of movement within and between seasons reflected “loop migration.” Blackpoll Warblers captured during fall migration in the GOM region included birds from across their breeding range, whereas birds captured during the spring were exclusively from northeastern populations. During fall migration, Blackpoll Warblers captured at two sites west of the GOM were from breeding areas further northwest than those from western Canada that were captured in the GOM. Blackpoll Warblers captured in eastern Florida during spring migration were assigned exclusively to breeding areas in the northeast, suggesting that eastern and western populations diverge soon after entering the United States. Finally, most Blackpoll Warblers sampled at Manomet Bird Observatory originated from breeding populations in Alaska and western Canada that have shown a similar (70–90%) decline over the same period. Our results, therefore, not only document the “loop migration” pattern of Blackpoll Warblers, but, by mapping patterns of connectivity between breeding and non-breeding areas, may help target conservation efforts for breeding populations of Blackpoll Warblers where most needed. \n \nRESUMEN \n \nEvidencia isotopico (δ2Hf) de un “circuito de migracion” y el uso de una ruta migratoria por el Golfo de Maine por ambas poblaciones reproductoras occidentales y orientales de Setophaga striata \n \n \n \nEn los sitios de monitoreo de la migracion a largo plazo, y tambien en las areas de reproduccion, se han documentado la disminucion del numero de Setophaga striata. Sin embargo, el “circuito de migracion” de S. striata hace dificil atribuir los cambios de demograficos a poblaciones reproductoras especificas en los sitios de monitoreo de migracion. Antes de iniciar un vuelo transoceanico a las areas de invernada, individuos de S. Striata, de todas las poblaciones de todo el area de reproduccion, se concentran en el otono a lo largo de la costa atlantica del este de America del Norte. En primavera, S. striata regresan por una ruta diferente, moviendose al norte, entre el sureste de los Estados Unidos donde las poblaciones reproductoras del este y oeste se divergen durante la migracion para llegar a sus respectivas areas de reproduccion. Para monitorear poblaciones reproductoras fuera de las areas de reproduccion e identificar los factores que puedan afectar a esas poblaciones, debemos ser capaces de identificar donde las aves, que fueron capturadas durante la migracion, se reproducen y a mapear la variacion estacional en las rutas migratorias especificas a cada poblacion. Para mapear los movimientos migratorios de cada poblacion de S. striata, utilizamos los valores de deuterio (δ2Hf) en las plumas y un modelo espacialmente explicito para asignar origenes de muda de S. striata en movimiento a traves de sitios en la region del Golfo de Maine (GOM) y en tres lugares mas al oeste y al sur (norte de la zona de los Grandes Lagos, Pensilvania y Florida). El metodo de asignacion fue validado con muestras de plumas de 35 aves que fueron capturadas durante la temporada de cria en Churchill, Manitoba, Canada. Como se predijo, el patron espacial de movimiento dentro y entre temporadas refleja el “circuito de migracion.” Individuo S. striata capturadas durante la migracion de otono en la region del Golfo de Maine incluyo las aves de toda su area de reproduccion, en cambio, las aves capturadas durante la primavera eran exclusivamente de las poblaciones del noreste. Durante la migracion de otono, S. striata capturadas en dos sitios al oeste del Golfo de Maine eran de zonas de cria mas al noroeste que las aves de Canada occidental, lo cual fueron capturados en el Golfo de Maine. S. striata capturadas en el este de la Florida durante la migracion de primavera fueron asignados exclusivamente a las zonas de reproduccion en el noreste, lo que sugiere que las poblaciones orientales y occidentales se divergen apenas despues de entrar a los Estados Unidos. Por ultimo, la mayoria de las S. striata muestreados en el Observatorio de Aves Manomet originaron de las poblaciones de cria en Alaska y el oeste de Canada que han mostrado una disminucion de poblacion (70–90%) similar en el mismo periodo. Nuestros resultados, por lo tanto, no solo documentan el patron de un circuito de migracion” de S. striata, pero, por los patrones de asignacion de conectividad entre areas de reproduccion y no reproductores, puede ayudar a orientar los esfuerzos de conservacion a las poblaciones reproductoras de S. striata donde mas se necesitan.