Flight Behaviour of Passerines on Nocturnal Migration

Abstract

Many passerines migrate during the night and at high altitudes, making their migration difficult to observe. By using tracking radars we have been able to make exact observations of the flight behaviour of passerines on nocturnal migration, which has enabled us to test several hypotheses about adaptive values and constraints regarding migratory behaviour in different ecological contexts. We have investigated the birds’ flight speeds and we were able to see that birds consistently fly faster in spring than in autumn. This could be due to optimality reasons, as there might be a higher selection pressure to arrive early at the breeding grounds in spring than at wintering grounds in autumn. We have also investigated the timing of nocturnal migration by exploring how it is affected by midnight sun conditions in the Arctic, and can show that the pattern of nocturnal migration persists even in those conditions. At a site in southernmost Sweden, Falsterbo peninsula, we tested the hypothesis that coastlines affect the flight direction of migrants, and saw no evidence of small scale coastline effects. In Falsterbo we also had the unique opportunity to combine our radar data with data from a radio telemetry system on the peninsula and the longstanding ringing regime in the area. By combining methods we could see that the departure directions and directions during climbing flight differed from the directions of birds in level flight. This suggests that migrating birds adjust their orientation once aloft. We also used our combined methods to investigate what separates birds flying in reverse directions from birds continuing forward on migration. Bird flying in reverse directions flew slower, at lower altitudes and later in the night. They were also leaner and younger than birds continuing forward. All animals that fly must deal with winds, which can have a very large positive or negative effect on the flight conditions. In two comparative studies we show that nocturnally migrating moths and passerines achieve similar ground speeds and flight directions by using contrasting responses to winds.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Varje höst flyttar miljontals småfåglar från Sverige till sydligare breddgrader där de spenderar vintern, och varje vår flyger de tillbaka hit för att häcka. Trots att de är så många passerar småfåglarnas flyttning obemärkt för de allra flesta av oss. När de flyttar flyger nämligen flertalet fåglar nattetid och dessutom på hög höjd. Med hjälp av en specialbyggd radarstation har vi kunnat följa småfåglar när de flyger på nätterna och därigenom kunnat mäta fåglarnas exakta hastighet, höjd och flygriktning. Radarn skickar ut signaler som studsar på olika objekt, och sen registreras signalen när den kommer tillbaka. På så vis är det möjligt att studera beteendet hos fritt flygande fåglar utan att hantera dem på något sätt. Det är oftast inte möjligt att artbestämma fågelindivider som följs med radar, men utifrån dess flygsätt kan man ändå dra vissa slutsatser om vilken grupp av arter det rör sig om. I denna avhandling ingår bara data från mindre tättingar, vilka är lätta att känna igen tack vare sin speciella bågflykt.



Vi har med radarns hjälp registrerat nattflyttande tättingar i Lund, Abisko och Falsterbo under flera år och säsonger. Detta har gjort att vi har ett stort datamaterial som vi kan använda för att upptäcka små skillnader i deras flygbeteende i olika situationer, som i sin tur kan ge oss ledtrådar till vad som är viktigt för fåglarna under flyttningen. Vi har undersökt flera olika aspekter av deras flygbeteende, exempelvis flyghastighet, flygriktningar, när på natten de flyger och hur de hanterar olika vindförhållanden. Vi har även tittat på skillnader i hur nattflyttande tättingar och nattflyttande insekter hanterar vind.

Det är viktigt för en fågel att välja rätt flyghastighet. Under en flytt mellan Sverige och Afrika är det såklart omöjligt att sprinta hela vägen. Det gäller istället att hitta en lämplig marschfart. Lägre flyghastighet gör att man gör av med mindre energi, vilket är en fördel – det är ju alltid osäkert när det ges tillfälle för födosök nästa gång – men det kan också ge nackdelar som att fågeln tvingas hålla till godo med ett sämre häcknings- eller övervintringsrevir då de bästa redan är upptagna av individer som flugit snabbare. Högre flyghastighet medför högre energiåtgång vilket är en nackdel, men det kan också ge fördelar som att fågeln kan vara först på plats. I artikel I visar vi att fåglar i Abisko och Lund konsekvent flyger lite snabbare på våren än vad de gör på hösten. Detta skulle kunna bero på att det är viktigare att komma fram först på våren för att få bra häckplatser och partners, medan det kanske är viktigare att spara energi på hösten. Skillnaden mellan höst och vår skulle också kunna bero på andra faktorer, som att en stor andel av höstflyttarna är ungfåglar som kanske flyger långsammare. I artikel II visar vi att fåglarna flyger snabbare på våren än på hösten även i Falsterbo, och dessutom att kortdistansflyttare visar större skillnad i flyghastighet mellan säsongerna än vad långdistansflyttare gör. Kanske är kortdistansflyttare mer flexibla och kan anpassa sin flyttning mer. För att undersöka om högre flyghastighet under vårflyttningen är ett generellt mönster, och om vårflyttningen i sin helhet genomförs snabbare än höstflyttningen, gjorde vi i artikel III en stor genomgång av andra publicerade studier. Vi kunde visa att vårflyttningen generellt var snabbare än höstflyttningen, och att det gällde i allt från flyghastighet till den totala tiden flytten tog.



Det vanliga är att nattflyttarnas sträck börjar runt solnedgången, når sin topp runt midnatt och sedan avtar igen framåt morgonen. Men de fåglar som häckar riktigt långt norrut, som i Abisko, möter en lite speciell situation. Där är det nämligen midnattssol under en stor del av flyttningsperioden. I artikel IV visar vi att flyttsträcket i Abisko behåller sin nattliga rytm, även när solen inte går ner.

Vilken riktning en fågel flyger i beror förstås främst på åt vilket håll dess mål är. Men även andra saker kan påverka flygriktningen för ögonblicket. Det har länge spekulerats huruvida nattsträckande fåglar följer ledlinjer såsom kustlinjer och höjdryggar i landskapet när de flyttar. Vi undersökte detta på Falsterbohalvön och såg att fåglarna inte ändrade sina respektive flygriktningar efter vilken riktning kuststräckan de passerade hade, artikel V.



I Falsterbo finns inte bara vår radarstation, utan också ett radiotelemetri¬system som följer radiosändarförsedda fåglar när de befinner sig på Falsterbonäset och som registrerar i vilken riktning de lämnar halvön. När vi jämförde dessa avflyttningsriktningar med flyttriktningarna vi sett på radarn, visade det sig att det var mycket större spridning på avflyttningsriktningarna. Spridningen i avflyttningsriktningar var också liknade den spridning vi har sett på radarföljningarna när vi bara tittat på fåglar som stiger kraftigt i höjd. Därför föreslår vi i artikel VI att fåglarna finjusterar sin orientering först när de nått en viss höjd.



Det är ganska vanligt att fåglar rör sig åt helt motsatt riktning mot vad som skulle förväntas för säsongen, ett fenomen som brukar kallas retursträck. Detta kan till exempel bero på att de valt att avbryta flyttningen för stunden, och istället är på väg mot en bra rastplats. I artikel VII använder vi tre olika metoder för att undersöka retursträckare på Falsterbohalvön. Med hjälp av radar, radiotelemetri och ringmärkningsåterfynd visar vi att retursträckare generellt flyger långsammare och på lägre höjd än de som flyttar åt rätt håll, och att de ofta handlar om unga individer som inte har några större energireserver i form av kroppsfett.



Något som är väldigt viktigt för flyttfåglar är såklart vindsituationen. Eftersom vindhastigheterna ofta ligger inom samma spann som fåglarnas egna flyghastigheter kan vind vara till väldigt stor hjälp eller ett väldigt stort problem, beroende på riktningen. Många har trott att fåglar till stor del är beroende av medvindar för att klara av att göra sina resor. Men i artikel VIII visar vi att fåglar inte alltid flyger med vindhjälp, utan att de relativt ofta tvingas flyga även i situationer med kraftiga motvindar.

Fåglar är inte de enda som flyttar över våra huvuden under natten. Även en del insekter flyttar, och det finns nattaktiva flyn vars flyttning är ganska lik tättingars. Ett sådant fly är gammaflyet, och genom att samarbeta med kollegor som följer gammaflynas flyttning med hjälp av insektsradar kunde vi jämföra tättingars och gammaflyns flygbeteende, artikel IX och X. Trots att gammaflyna flyger mycket långsammare än tättingar lyckas de färdas lika snabbt över marken som tättingarna, främst genom att nyttja fördelaktiga vindar.



Sammanfattningsvis har vi, med hjälp av vårt stora datamaterial, kunnat analysera små skillnader i flygbeteende hos flyttande tättingar i olika situationer. Genom att använda detta material för att pröva olika idéer om anpassningar och begränsningar i flyghastighet, tid för nattflygningarna, reaktioner på kustlinjer och landskap samt orientering i förhållande till vinden har det blivit lättare för oss att förstå deras flyttning och därmed en stor och viktig del av småfåglarnas liv

• author: Nilsson, Cecilia
• supervisor: Thomas Alerstam
• opponent: Shamoun-Baranes, Judy, University of Amsterdam
• organization: Evolutionary ecology
• publishing date: 2015
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Biological Sciences
• keywords: Bird migration, Passerines, Flight Behaviour, Tracking radar, Optimal migration, Flight speed, Airspeed, Wind drift, Nocturnal migration, Coastline effects, Flight directions, Reverse migration
• pages: 188 pages
• defense location: Ecology Building, Sölvegatan 37, Lund
• defense date: 2015-02-13 09:30:00
• ISBN: 978-91-7623-230-9
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 264f96ea-cc98-4f24-b165-65bea288bc04 (old id 4936677)
• date added to LUP: 2016-04-04 11:25:18
• date last changed: 2018-11-21 21:04:45