Sex, body size, and winter weather explain migration strategies in a partial migrant population of American Kestrels

ABSTRACT Given increasing evidence that climate change affects the annual cycles of birds, it is important to understand the mechanisms underlying individual migration strategies and population-level patterns in partial migrants. In this study, we found that thermoregulation (body size and winter temperatures) was a key driver of American Kestrel (Falco sparverius) migration decisions. The annual proportion of migrants in the population, however, was not explained by winter weather and may be the result of differential survival. We measured stable hydrogen isotope values (δD) of talon tissues collected from 501 breeding and overwintering birds to distinguish migrant from resident kestrels in a partially migratory population of American Kestrels in southwestern Idaho in 2013–2021. We then evaluated drivers of migration decisions by assessing potential correlates of migration strategies, whether individuals switched migration strategies between years, and whether the proportion of migrants in the population changed over time or was correlated with winter weather. Male kestrels were 1.6 times more likely to migrate than females, and in colder than average winters, smaller birds of both sexes were more likely to migrate than larger birds. Only 27% of 26 recaptured individuals showed evidence of switching their migration strategies on an annual basis. There was no temporal trend in the proportion of migrants in the population, but proportions varied between years. Interestingly, there was no association between winter minimum temperature anomalies and annual migrant proportions in the population, suggesting that differential over-winter survival, or other stochastic processes, may play an important role in population composition. As winters continue to warm, fewer kestrels may migrate and more may remain resident on breeding grounds. However, it is unclear how changes in migration strategies might affect population-level patterns and resilience to climate change. LAY SUMMARY American Kestrels are the smallest falcon species in North America. Some individuals migrate South for the winter, while others stay on the breeding grounds year-round. It is unclear why some individuals migrate and others do not. We used the ratio of different mass variants of hydrogen in a small talon sample to determine whether a bird migrated or stayed on the breeding grounds for the winter. We found that smaller birds are more likely to migrate than larger birds, particularly in years with colder winter temperatures and that birds can change migration strategies from year to year. As winters continue to warm, fewer kestrels may migrate and more may remain resident on the breeding grounds. Potential changes in migration patterns may have important implications for monitoring kestrels at migration sites and for population resilience to climate change. RESUMEN Dada la creciente evidencia de que el cambio climático afecta los ciclos anuales de las aves, es importante comprender los mecanismos que subyacen a las estrategias de migración individuales y los patrones a nivel poblacional en los migrantes parciales. En este estudio, encontramos que la termorregulación (tamaño corporal y temperaturas invernales) fue un factor clave en las decisiones de migración de Falco sparverius. Sin embargo, la proporción anual de migrantes en la población no se explicó por el clima invernal y puede ser el resultado de una supervivencia diferencial. Medimos los valores de isótopos estables de hidrógeno (δD) de tejidos de las garras recolectados de 501 aves reproductoras e invernantes para distinguir entre los individuos migratorios y residentes en una población parcialmente migratoria de F. sparverius en el suroeste de Idaho entre 2013 y 2021. Luego evaluamos los factores que impulsan las decisiones de migración mediante el análisis de potenciales correlaciones de estrategias de migración, si los individuos cambiaron las estrategias de migración entre años, y si la proporción de migrantes en la población cambió con el tiempo o se correlacionó con el clima invernal. Los machos tuvieron 1,6 veces más probabilidades de migrar que las hembras, y en inviernos más fríos de lo normal, las aves más pequeñas de ambos sexos fueron más propensas a migrar que las aves más grandes. Solo el 27% de los 26 individuos recapturados mostraron evidencia de cambiar sus estrategias de migración sobre una base anual. No hubo una tendencia temporal en la proporción de migrantes en la población, pero las proporciones variaron entre años. Interesantemente, no hubo asociación entre las anomalías de temperatura mínima en invierno y las proporciones anuales de migrantes en la población, lo que sugiere que la supervivencia diferencial durante el invierno, u otros procesos estocásticos, pueden jugar un papel importante en la composición de la población. A medida que los inviernos siguen calentándose, es posible que menos individuos emigren y más se queden como residentes en los lugares de reproducción. Sin embargo, no está claro cómo los cambios en las estrategias de migración pueden afectar los patrones a nivel poblacional y la capacidad de recuperación ante el cambio climático.