DOUBLE SAMPLING TO ESTIMATE DENSITY AND POPULATION TRENDS IN BIRDS

Abstract

We present a method for estimating density of nesting birds based on double sampling. The approach involves surveying a large sample of plots using a rapid method such as uncorrected point counts, variable circular plot counts, or the recently suggested double-observer method. A subsample of those plots is also surveyed using intensive methods to determine actual density. The ratio of the mean count on those plots (using the rapid method) to the mean actual density (as determined by the intensive searches) is used to adjust results from the rapid method. The approach works well when results from the rapid method are highly correlated with actual density. We illustrate the method with three years of shorebird surveys from the tundra in northern Alaska. In the rapid method, surveyors covered ∼10 ha h^–1 and surveyed each plot a single time. The intensive surveys involved three thorough searches, required ∼3 h ha^–1, and took 20% of the study effort. Surveyors using the rapid method detected an average of 79% of birds present. That detection ratio was used to convert the index obtained in the rapid method into an essentially unbiased estimate of density. Trends estimated from several years of data would also be essentially unbiased. Other advantages of double sampling are that (1) the rapid method can be changed as new methods become available, (2) domains can be compared even if detection rates differ, (3) total population size can be estimated, and (4) valuable ancillary information (e.g. nest success) can be obtained on intensive plots with little additional effort. We suggest that double sampling be used to test the assumption that rapid methods, such as variable circular plot and double-observer methods, yield density estimates that are essentially unbiased. The feasibility of implementing double sampling in a range of habitats needs to be evaluated. Presentamos un método para estimar la densidad de aves nidificantes con base en un muestreo doble. La metodología incluye censos de una muestra grande de parcelas usando un método rápido como conteos de punto no corregidos, conteos en parcelas circulares variables (“variable circular plot counts,” VCP) o el método de doble observador sugerido recientemente. Para determinar las densidades reales, una submuestra de estas parcelas también es censada usando métodos intensivos. Para ajustar los resultados de los censos rápidos se utiliza la razón entre el conteo promedio obtenido con el método rápido y la densidad media real (determinada a través de búsquedas intensivas). Esta metodología funciona bien cuando los resultados del método rápido están altamente correlacionados con la densidad real. Aquí ilustramos el uso del método basándonos en datos de tres años de censos de aves playeras en la tundra del Norte de Alaska. Utilizando el método rápido, censamos cada parcela sólo una vez, cubriendo ∼10 ha h^–1. Los censos intensivos incluyeron tres búsquedas exhaustivas que llevaron ∼3 h ha^–1 y comprendieron el 20% del esfuerzo del estudio. Los censos realizados con el método rápido detectaron en promedio el 79% de las aves presentes. Esta tasa de detección fue utilizada para convertir el índice obtenido con el método rápido en un estimador no sesgado de la densidad. Del mismo modo, las tendencias estimadas con base en varios años de datos también estarían esencialmente libres de sesgos. Otras ventajas del muestreo doble son: (1) el método rápido puede modificarse conforme otros métodos se hagan disponibles, (2) las áreas de muestreo pueden ser comparadas aún si las tasas de detección difieren, (3) permite estimar el tamaño poblacional total y (4) se puede obtener información adicional de interés (e.g. éxito de anidación) en las parcelas intensivas con poco esfuerzo adicional. Sugerimos que el muestreo doble se utilice para poner a prueba el supuesto de que los métodos rápidos como el de VCP y el de doble observador estiman la densidad esencialmente sin sesgos. La factibilidad de implementar el muestreo doble en una variedad de hábitats necesita ser evaluada.