Simultaneous passive acoustic monitoring uncovers evidence of potentially overlooked temporal variation in an Amazonian bird community

The vocal activity and detectability of tropical birds are subject to high levels of temporal heterogeneity, but quantifying patterns of diel and day-to-day variation in complex systems is challenging with traditional point count methods. As a result, research concerning stochastic temporal effects on tropical bird assemblages is limited, typically offering only broad conclusions, such as that overall activity is highest in the first few hours of the morning and some species are active at different times of the day. Passive acoustic monitoring introduces several advantages for studying temporal variation, particularly by enabling simultaneous and continuous data collection across adjacent sites. Here, we employed autonomous recording units to quantify temporal variation in bird vocal activity and observed species richness at an Amazonian reserve in Madre de Dios, Peru, a region featuring some of Earth's richest, most complex bird assemblages. We manually annotated 18 dawn hour recordings, collected simultaneously from three separate days at the same six sites, which represent various microhabitats and bird community compositions. We documented significant and consistent temporal variation in avian vocal activity levels and observed species richness within the dawn hour and across days. We found that temporal effects were stronger for vocal activity than for observed species richness and that vocal activity patterns over the course of the dawn hour varied between species. Our results indicate that overlooked temporal variation in Amazonian soundscapes may obfuscate the results of surveys that do not sufficiently account for temporal variables with simultaneous monitoring. While manual analysis of large volumes of soundscape data remains challenging, such data should be collected to supplement traditional surveys whenever possible. Rapid advances in the automated processing of acoustic data could lead to more efficient methods for reducing temporal bias and improving the calibration and accuracy of tropical bird surveys. La actividad vocal y la detectabilidad de las aves tropicales estan sujetas a altos niveles de heterogeneidad temporal, pero cuantificar con precision los patrones de variacion diurna y diaria en sistemas complejos es un reto con los metodos tradicionales de conteo por puntos. En consecuencia, la investigacion sobre los efectos temporales estocasticos en los conjuntos de aves tropicales es limitada, y normalmente solo ofrece conclusiones generales, como por ejemplo que la actividad general es mayor en las primeras horas de la manana y que la actividad de algunas especies varia segun el momento del dia. El monitoreo acustico pasivo presenta varias ventajas sobre los metodos tradicionales para estudiar la variacion temporal, en particular al permitir la recoleccion simultanea y continua de datos en lugares adyacentes. En este trabajo, empleamos unidades de grabacion autonomas para cuantificar la variacion temporal de los niveles de actividad vocal de las aves y la riqueza de especies observadas en una reserva amazonica en Madre de Dios, Peru, region que cuenta con algunos de los conjuntos de aves mas ricos y complejos del planeta. Anotamos manualmente 18 grabaciones de la hora del amanecer, recogidas simultaneamente en tres dias distintos en los mismos seis lugares, los cuales representan una variedad de microhabitats y composiciones de comunidades de aves. Se documento una variacion temporal significativa y consistente en los niveles de actividad vocal de las aves, y en la riqueza de especies observadas dentro de la hora del amanecer y a lo largo de los dias. Descubrimos que los efectos temporales eran mayores en la actividad vocal que en la riqueza de especies observadas, y que los patrones de actividad diurna variaban de especie a especie a escala fina. Nuestros resultados indican que la variacion temporal que se pasa por alto en los paisajes sonoros amazonicos puede ofuscar los resultados de los estudios que no tienen suficientemente en cuenta las variables temporales con un seguimiento simultaneo. Aunque el analisis de largos volumenes del paisaje sonoro resulte dificil, dicha data debe ser recolectada a modo de complemento a los estudios de campo siempre que sea posible. Nuevas investigaciones sobre el tratamiento automatizado de los datos acusticos podrian conducir a metodos mas eficaces para reducir el sesgo temporal y mejorar la calibracion y precision de los estudios ornitologicos en los tropicos.

Automated summary

This study quantified the temporal variation in bird vocal activity and observed species richness in an Amazonian reserve using autonomous recording units. The study found significant and consistent temporal variation within the dawn hour and across days. The results highlight the importance of considering temporal variables in surveys to avoid overlooking temporal variation in Amazonian soundscapes.