Populations of some fish- and meat-eating birds suffered dramatic declines globally following the introduction of organochlorine pesticides during the late 1940s and 1950s. It has been hypothesised that these population declines during the 1950s-1970s were largely driven by a combination of reproductive failure due to eggshell-thinning, egg breakage and embryonic death attributable to DDT and its metabolites, and to enhanced mortality attributable to the more toxic cyclodiene compounds such as aldrin and dieldrin. Using 75 years (1946-2021) of Peregrine falcon (Falco peregrinus) monitoring data (315 unique nest-sites monitored for 6110 nest-years), we studied the breeding performance of a resident Peregrine population in southern Scotland relative to the spatiotemporal pattern of organochlorine pesticide use. We show that (i) Peregrine breeding success and measures of breeding performance increased substantially following the reduction in, and subsequently a complete ban on, the use of organochlorine pesticides; (ii) improvements in Peregrine breeding performance were more dramatic in southeastern Scotland where agriculture was the predominant land use than in southwestern Scotland where there was less arable and more forested land; (iii) Peregrines nesting closer to the coast generally had higher fledging success (that is, a higher proportion of clutches that produced at least one fledgeling) than those nesting inland farther away from the coast; (iv) low temperatures and excessive rain in May negatively affected Peregrine fledging success; and (v) Peregrine abundance increased in parallel with improvements in reproductive performance following the reduction and then complete ban on the use of organochlorine pesticides in the UK. However, recovery was gradual and occurred over four decades, and rate of recovery varied among measures of reproductive performance (egg, nestling and fledgeling production). Our results suggest that the temporal pattern of organochlorine pesticide use strongly influenced Peregrine reproductive parameters but that the pattern of influence differed regionally. Overall results are consistent with the hypothesis that reproductive failure caused by organochlorine pesticides was an important driver of the decline in the south Scottish Peregrine population, and that improvements in all measures of breeding performance following a reduction and eventual ban on organochlorine use facilitated the observed increase in this population.
Nachdem in den späten 1940er und 1950er Jahren chlororganische Pestizide eingeführt wurden, erlitten die Populationen einiger fisch- und fleischfressender Vögel weltweit einen dramatischen Rückgang. Es wurde die Hypothese formuliert, dass diese- Populationsrückgänge von den 1950er bis in die 1970er Jahre größtenteils auf eine Kombination aus einer reduzierten Fortpflanzungsleistung wegen des Einsatzes des Insektizids DDT mit seinen Metaboliten und den damit verbundenen negativen Auswirkungen (dünnschalige, zerbrechende Eier und Tod der Embryonen) sowie einer erhöhten Mortalität aufgrund der giftigeren Cyclodiene wie Aldrin und Dieldrin zurückzuführen waren. Anhand von Daten aus 75 Beobachtungsjahren (1946-2021) am Wanderfalken (Falco peregrinus) (315 Niststandorte wurden über 6.110 Nestjahre überwacht), untersuchten wir die Fortpflanzungsleistung einer in Südschottland beheimateten Wanderfalkenpopulation und wie sie sich in Relation mit einem zeitglichen Einsatz von chlororganischen Pestiziden entwickelt hat. Wir zeigen, dass: (i) der Bruterfolg des Wanderfalken nach der Reduzierung und dem anschließenden vollständigen Verbot von chlororganischen Pestiziden erheblich zunahm; (ii) der Bruterfolg des Wanderfalken im Südosten Schottlands stärker anstieg, wo Landwirtschaft die vorherrschende Landnutzung ist, als in Südwesten Schottlands, wo es weniger Agrargebiete und mehr Waldland gab; (iii) Wanderfalken die näher an der Küste nisteten eine höhere Produktivität (Anzahl flügger Jungvögel pro Brutversuch) aufwiesen als solche, die weiter von der Küste entfernt im Landesinneren nisteten; (iv) sich niedrige Temperaturen und überdurchschnittlich hohe Regenfälle im Mai negativ auf den Fortpflanzungserfolg auswirkten, und (v) die Anzahl der Wanderfalken in Südschottland, parallel zu einer Verbesserungen der Fortpflanzungsleistung nach Reduktion bzw. vollständigem Verbot des Einsatzes von chlororganischen Pestiziden im Vereinigten Königreich, zunahm. Diese Erholung verlief jedoch schrittweise und erfolgte über einen Zeitraum von vier Jahrzehnten, wobei die Erholungsrate je nach Maß für die Reproduktionsleistung (i.e. Anzahl der Eier, Bruterfolg, Produktivität) unterschiedlich ausfiel. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von chlororganischen Pestiziden die Reproduktionsparameter der Wanderfalken im Untersuchungsraum stark beeinflusste, die Stärke des Einflusses jedoch regional unterschiedlich war. Die Gesamtergebnisse stimmen mit der Hypothese überein, dass eine durch chlororganische Pestizide verursachte reduzierte Reproduktionsleistung ein wichtiger Faktor für den Rückgang der südschottischen Wanderfalkenpopulation war. Die Verbesserung aller brutbiologischen Kennziffern und der starke Anstieg der Wanderfalken-Population in Südschottland ging mit einer Reduzierung bzw. mit dem gänzlichen Verbot des Einsatzes von chlororganischen Pestiziden einher.
Keywords: Falco peregrinus; Brood size; DDT; clutch size; fledging success; hatching success; long-term population monitoring; organochlorine pesticide.
© 2023 The Authors. Journal of Animal Ecology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of British Ecological Society.