Assessing temporal and spatial patterns in habitat use of green sea turtles (Chelonia mydas) in Pearl Harbor, Hawaii

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Teresa, Ana Rita Marcelino
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/48470
Resumo: Tese de mestrado em Biologia da Conservação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021
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spelling Assessing temporal and spatial patterns in habitat use of green sea turtles (Chelonia mydas) in Pearl Harbor, HawaiiTartaruga-verdeÁreas de repousoComportamentoModelaçãoObservações diretasPearl HarborTeses de mestrado - 2021Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado em Biologia da Conservação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2021As tartarugas marinhas (superfamília Chelonioidea) são um grupo de 7 espécies de répteis, cujas populações se encontram ameaçadas. A sistemática sobre-exploração levou ao desaparecimento de muitas populações de tartarugas marinhas. Contudo, após intensos esforços de conservação aplicados, algumas populações encontram-se atualmente a recuperar. É fundamental determinar o uso de recursos por parte destas populações em recuperação, uma vez que as tendências populacionais observadas em tartarugas marinhas são reguladas por mecanismos ambientais como a disponibilidade de recursos. A disponibilidade de recursos como fontes de alimento e diversos fatores ambientais, influenciam a abundância de tartarugas marinhas em determinadas regiões e, como tal, a sua distribuição espácio-temporal. Fortemente correlacionados com a disponibilidade de recursos, fatores ambientais como a temperatura da água e o tipo de substrato são responsáveis pela distribuição das áreas de alimentação das tartarugas marinhas e, consequentemente, pela distribuição destes animais em determinadas regiões. No Arquipélago do Havai, a tartaruga-verde (Chelonia mydas) é a espécie de tartaruga marinha mais frequentemente observada. As tartarugas verdes havaianas constituem uma subpopulação geográfica e geneticamente isolada, que foi alvo de intensas medidas de conservação, e encontra-se atualmente com estatuto de conservação Pouco Preocupante. A distribuição da tartaruga-verde no Arquipélago do Havai é determinada pela presença de áreas apropriadas para a sua alimentação, repouso e reprodução. Esta subpopulação habita águas costeiras em redor das principais ilhas havaianas entre migrações efetuadas para as suas áreas de reprodução, situadas em ilhas do noroeste do Arquipélago. Pearl Harbor é um estuário situado em Oahu, uma das principais ilhas havaianas, situadas a sudeste do Arquipélago. Este local, famoso pelas piores razões durante a segunda Guerra Mundial, é um porto estratégico para a Marinha dos Estados Unidos e, como tal, é exigida uma monitorização regular dos recursos naturais presentes em Pearl Harbor pela Sikes Act. Os recursos presentes devem ser elencados num Plano de Gestão Integrada de Recursos Naturais. Este plano deve ser aprovado por agências nacionais responsáveis pela investigação, gestão e recuperação das populações de tartarugas marinhas sob a jurisdição dos Estados Unidos. O nosso estudo tem como objetivos determinar padrões temporais e espaciais no uso de habitat pelas tartarugas-verdes avistadas em Pearl Harbor e determinar a estrutura populacional das mesmas, ao longo de 10 anos de monitorização. Para o primeiro objetivo, foram investigadas tendências anuais nos avistamentos de tartaruga em áreas distintas de Pearl Harbor e dados qualitativos relativos ao comportamento das tartarugas encontradas. Inerente a este objetivo, pretendemos avaliar se existe sazonalidade na presença das tartarugas nesta região, comparando o número de avistamentos entre duas estações gerais no Havai, a fresca (de Novembro a Abril) e a quente (de Maio a Outubro). Relativamente ao segundo objetivo, pretendemos determinar a estrutura populacional das tartarugas observadas, com algumas limitações, através de estimativas visuais do comprimento da carapaça das tartarugas. Para este estudo, Pearl Harbor e o Canal de Entrada de Pearl Harbor foram subdivididos em 21 áreas específicas. De Março de 2000 a Maio de 2011, monitorizações subaquáticas seguindo uma metodologia de transectos lineares ocorreram em Pearl Harbor várias vezes ao longo do ano. Os transectos foram realizados por mergulhadores, com um circuito aberto SCUBA, e conduzidos por cientistas da Marinha. Ao longo dos transectos, foram registados número e espécie das tartarugas marinhas observadas e variáveis oceanográficas como a profundidade e a visibilidade. Durante os avistamentos, os mergulhadores estimaram visualmente o comprimento da carapaça em linha reta (SCL) das tartarugas, possibilitando a inclusão de cada indivíduo numa de três classes de tamanho: indivíduos até 50cm SCL; indivíduos desde 50cm até 1.0m SCL e indivíduos com comprimento superior a 1.0m. A temperatura da superfície do mar foi recolhida remotamente para cada uma das áreas amostradas para o período de tempo examinado, com a mais fina resolução espacial possível, tendo sido associadas temperaturas médias mensais a cada um dos transectos desde 2002 até 2011. Para uma caracterização concisa do tipo de cobertura bentónica das zonas amostradas, recorremos às observações diretas do ambiente marinho durante os transectos e também a monitorizações relativamente mais recentes dos recursos marinhos nesta região. Para a modelação dos avistamentos de tartaruga ao longo de 10 anos de monitorização, usámos um modelo aditivo generalizado hierárquico (HGAM) com uma distribuição Poisson zero-inflacionada. Este foi utilizado para determinar as relações não lineares entre o número de tartarugas observadas por transecto e variáveis temporais, ano e mês, e ambientais, profundidade, visibilidade e temperatura da superfície da água. O comprimento do transecto foi usado como termo offset, para ter em conta o esforço de amostragem não-constante, e as 21 áreas amostradas foram designadas como efeito aleatório no modelo, permitindo assim incorporar variações não explicadas pelas outras variáveis específicas de cada área. Com as predições do modelo escolhido, foi possível construir um perfil de distribuição espacial das tartarugas em Pearl Harbor. Relativamente à análise dos dados qualitativos, recorremos ao teste Qui-quadrado para determinar diferenças nos comportamentos observados entre áreas amostradas, e ao teste Kruskal-Wallis para determinar a existência de diferenças entre as três classes de tamanho relativamente à profundidade a que foram observadas. Entre 2000 e 2011 foi avistado um total de 680 tartarugas marinhas. Do total de avistamentos, 679 eram tartarugas-verdes e apenas uma tartaruga-de-pente (Eretmochelys imbricata) foi positivamente identificada. Os avistamentos de tartaruga-verde ocorreram em 121 transectos (26%), enquanto os restantes 343 transectos tiveram zero avistamentos (n=464). A frequência da presença de tartarugas em transectos variou entre os locais amostrados, tendo esta sido relativamente superior em áreas localizadas no Canal de Entrada. Dentro do porto, verificámos uma presença relativamente menor e, em algumas áreas, não foram avistadas tartarugas durante o período de tempo examinado. Relativamente aos resultados do modelo, considerando um nível de significância de 5%, todas as variáveis à exceção da profundidade influenciaram o número de avistamentos de tartaruga por transecto. Verificámos um aumento generalizado do número de tartarugas-verdes observadas ao longo do tempo, para todas as áreas combinadas. Observámos uma diminuição do número de tartarugas observadas nos primeiros meses do ano. O número de tartarugas observadas aumentou, não surpreendentemente, com o aumento da visibilidade. Relativamente à variável temperatura, observámos dois picos associados com um maior número de tartarugas avistadas, o primeiro entre os 24ºC e os 25ºC e o segundo pico aos 26.5ºC. Relativamente aos dados qualitativos, encontrámos dois comportamentos dominantes exibidos pelas tartarugas avistadas em transectos, nadar e repousar. Através das observações diretas, verificámos que locais para repouso incluíram abrigo como caves submersas na região do canal de Entrada. Nenhuma tartaruga foi observada a alimentar-se. Indivíduos entre os 50cm e 1.0m SCL foram os mais frequentemente observados e, tartarugas superiores a 1.0m SCL foram também relativamente abundantes nos transectos efetuados. Verificámos uma segregação das tartarugas por tamanho quanto à profundidade a que foram observadas em que, a profundidades superiores, foram avistados indivíduos de maiores dimensões. As tartarugas-verdes encontram-se distribuídas de forma não-uniforme em Pearl Harbor. O aumento observado no número de avistamentos de tartaruga por transecto pode ser devido à crescente tendência populacional observada na tartaruga-verde havaiana. A presença de elementos atrativos para repouso, nomeadamente elementos usados como refúgio no Canal de Entrada, pode também ter levado à mais frequente presença de tartarugas nesta zona. Duas áreas forneceram importantes locais de repouso para as tartarugas-verdes, confirmado pelas observações diretas do uso de habitat e um número constante de tartarugas observadas em transectos ao longo dos anos. No entanto, os métodos usados no nosso estudo não permitem avaliar a fidelidade das tartarugas-verdes a estas áreas nem quantificar a disponibilidade de alimento e/ou abrigo em cada uma delas. Consideramos que o baixo número de tartarugas detetadas em transectos dentro do porto pode ter duas origens. A verdadeira ausência das tartarugas nesta zona poderá ser uma das origens. A relativamente menor disponibilidade de alimento e elementos usados para repouso dentro do porto pode levar ao menor uso desta zona pelas tartarugas, que parecem usar maioritariamente algumas áreas do Canal de Entrada, onde a abundância destes recursos pode ser relativamente superior. A segunda explicação poderá estar relacionada com falsos zeros, isto é, as tartarugas estavam presentes durante as monitorizações efetuadas, mas não foram detetadas pelos mergulhadores devido às más condições de visibilidade dentro do porto. Relativamente à sazonalidade encontrada na presença das tartarugas, o menor número de avistamentos nos primeiros meses do ano poderá estar relacionado com a migração reprodutiva da tartaruga-verde havaiana para ilhas a noroeste do Arquipélago. A distribuição das tartarugas por tamanho observada está de acordo com o que já tinha sido encontrado em outras áreas de alimentação da tartaruga-verde havaiana, e também com o tamanho mínimo conhecido a partir do qual se dá o recrutamento de juvenis para áreas de alimentação. O presente estudo permitiu determinar padrões temporais e espaciais de uso de habitat das tartarugas-verdes, ao longo de 10 anos de monitorização. Este tipo de informação é essencial para a gestão dos recursos naturais, em particular das populações de tartarugas marinhas, a uma escala local por parte da Marinha. Em última análise, os nossos resultados contribuíram para o amplo conhecimento existente acerca da ecologia da tartaruga-verde havaiana e para a sua conservação.Assessing presence and habitat use of sea turtles within foraging grounds provides valuable information for managing both populations and regions. Availability of food sources and several environmental factors can influence sea turtle abundance and distribution in given regions. Distribution of green turtles (Chelonia mydas) in the Hawaiian Archipelago is determined by the presence of suitable foraging, breeding, and resting habitats. Hawaiian green turtles comprise a distinct subpopulation, which settle in foraging grounds around the Main Hawaiian Islands in between reproductive migrations to their main rookeries, situated on the Northwest Hawaiian Islands. Population structure of green turtles foraging aggregations found on the Main Hawaiian Islands is comprised of juvenile turtles measuring from 35cm in straight-line carapace length (SCL) to adult turtles larger than 81cm SCL. Pearl Harbor is a landlocked estuary with restricted public access situated on Oahu, one of the Main Hawaiian Islands. In this study we aimed to assess temporal and spatial patterns in habitat use of green turtles in Pearl Harbor. From March 2000 to May 2011, linear dive transects to survey for sea turtles were performed in Pearl Harbor; the Harbor and the Entrance Channel were divided into 21 specific areas. Divers recorded the number of turtles sighted per transect, qualitative sighting data on sea turtle species such as behaviour and size, and environmental predictors during the transects. Marine environment of the sampled locations was characterized to the maximum extent, using both direct observations from the time-period considered and current data. We applied a Hierarchical Generalized Additive Model with a Zero-Inflated Poisson distribution to model turtle sightings as a function of temporal and environmental predictors. We found a general increase in turtle records along the time-period examined and a non- uniform distribution of green turtles in Pearl Harbor. The increase and spatial distribution found reflect conservation efforts to the Hawaiian subpopulation and quality of habitats found in Pearl Harbor Entrance Channel. Entrance Channel locations provided resting habitat, having relatively higher macroalgae and coral cover, underwater caves, and seagrass present. The lower number of turtles detected within the harbor is probably a combination of two factors: a true absence of turtles in this region and a failure in turtle detection caused by poor visibility conditions. We found seasonality to the presence of green turtles, with a slight decrease in turtle sightings during the early months of the year. Size distribution encountered followed the patterns observed on other Hawaiian Main Islands, with a prevalence of individuals ranging from 50cm to 1.0m SCL sighted in transects. We found turtles from the three size-categories to have distinct preferences regarding depths they occupy. Smaller turtles were sighted in transects at shallower sites and larger individuals on deeper locations. Our study allowed to reconstruct green turtle past use of an historic location such as Pearl Harbor, over ten years of sampling, and identified significant resting habitat within the landscape. We hope these results will ultimately provide useful information for managing turtle populations which use Pearl Harbor and contribute to the extensive knowledge on the ecology of Hawaiian green turtles.Marques, Tiago AndréHanser, Sean FrederickRepositório da Universidade de LisboaTeresa, Ana Rita Marcelino2021-06-11T16:19:24Z202120212021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/48470TID:202933750enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:51:52Zoai:repositorio.ul.pt:10451/48470Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:00:21.069853Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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