Durva lábú ölyvek, sarki rókák és vörös róka rágcsálók nélküli Tundra ökoszisztémában

Pokrovszkij Iván

1 Migrációs és Immunoökológiai Tanszék, Max Planck Ornitológiai Intézet, Am Obstberg 1, D-78315, Radolfzell, Németország,

Dorothée Ehrich

2 Sarkvidéki és tengerbiológiai tanszék, Tromsøi Egyetem, NO-9037, Tromsø, Norvégia,

Rolf A. Ims

2 Sarkvidéki és tengerbiológiai tanszék, Tromsøi Egyetem, NO-9037, Tromsø, Norvégia,

Alekszandr V. Kondratjev

3 Az Orosz Tudományos Akadémia északi, távol-keleti ágának Biológiai Problémák Intézete, 685000, Portovaya str. 18, Magadan, Oroszország,

Helmut Kruckenberg

4 Vízi madár- és vizes élőhely-kutató intézet IWWR e.V., Am Steigbügel 3, D-27283, Verden (Aller), Németország,

Olga Kulikova

5 Földrajztudományi Kar, Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem, GSP-1, Leninskie Gory, RU-119991, Moszkva, Oroszország,

Julia Mihnevich

6 Biológiai Kar, Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem, GSP-1, Leninskie Gory, RU-119991, Moszkva, Oroszország,

Liya Pokrovskaya

6 Biológiai Kar, Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem, GSP-1, Leninskie Gory, RU-119991, Moszkva, Oroszország,

Sándor Sienok

6 Biológiai Kar, Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem, GSP-1, Leninskie Gory, RU-119991, Moszkva, Oroszország,

A kísérletek megtervezése és megtervezése: IP DE RAI AVK HK OK LP. Végezte a kísérleteket: IP AVK HK OK JM LP. Elemezte az adatokat: IP DE RAI AVK HK OK JM LP AS. Írtam az írást: IP DE RAI AVK HK OK JM LP AS.

Társított adatok

Minden lényeges adat a cikkben található.

Absztrakt

BEVEZETÉS

Az ölyv és a sarki róka cirkumpoláris eloszlású sarkvidéki ragadozók. Népsűrűségük és tenyésztési sikerük nyomon követi a kisrágcsálók rendelkezésre állásának változását, ezáltal ciklikus dinamikát mutatva [12–14]. Mindkét ragadozó faj azonban képes más táplálékot is bevonni étrendjébe az alacsony rágcsáló-bőség kompenzálására [15–18]. Noha nyilvánvaló, hogy az ölyvek képesek a rágcsálók alacsony sűrűségű éveiben szaporodni, egyelőre nincs bizonyítékunk arra, hogy képesek lennének sikeresen szaporodni olyan ökoszisztémákban, ahol a kis rágcsálók teljesen hiányoznak. A sarki róka éppen ellenkezőleg, opportunista ragadozó, és számos különböző táplálékháló-kontextusban fordul elő [18–20]. Különösen kizárólag tengeri erőforrásokat (tengeri madarak, valamint cetfélék és tengeri gerinctelenek maradványai) használhat fel, amikor a tenger partján él, például Svalbardon vagy a Mednyi-szigeten [7, 21], vagy a kicsi rágcsálókban elenyésző években a tengeri erőforrásokra tud váltani [22] Az Északi-sarkvidék bizonyos területein a sarki rókákat negatívan befolyásolja a vörös róka, a kiváló versenytárs és az erősen opportunista tápláló táplálék terjeszkedése [23, 24]. Más területeken azonban úgy tűnik, hogy a két rókafaj stabil relatív számmal él együtt [25].

A sokszögek mutatják az ölyvfészkek és a rókadúcok megközelítőleg felmért területeit. A piros sokszög a felmérési területet mutatja 2006-ban, zöld - 2007-ben kék, 2008-ban lila - 2011-ben, narancs - 2012-ben (két sokszög), barna - 2013-ban.

Előrejelzésünk szerint nyáron a libák alkotják a ragadozók étrendjének fő részét. Mivel bővelkednek és populációjuk nem esik át rövid távú jelentős ingadozásokon, valószínű, hogy a ragadozók produktivitása évről évre meglehetősen stabil lenne. A tenyészpárok sűrűségét éppen ellenkezőleg, a vándorló durva lábú ölyv és az állandóabban lakó rókák különböző tényezői határozhatják meg. A rózsasűrűség függhet az erőforrások téli rendelkezésre állásától, például a rénszarvas héjától, amint azt Svalbard esetében bemutatták [6, 7, 36], míg az ölyv sűrűsége vagy a telelő vagy vándorló területek körülményeitől, vagy a helyi viszonyoktól függ. a tenyészterületre érkezés időpontja. Ezért nem feltétlenül várnánk összefüggést a fajok szaporodási sűrűsége között. Az eredményeket a tundra ökoszisztémáinak éghajlattal indukált változásai kapcsán tárgyaljuk. Összességében az a szándékunk, hogy hozzájáruljunk az arktikus ragadozók különböző fokú étrend-specializációval való függőségének jobb megértéséhez az apró rágcsálók jelenlététől, és ezáltal az élelmiszer-háló plaszticitásától a tundrai ökoszisztémákban.

ANYAG ÉS MÓDSZEREK

Etikai nyilatkozat

Ezekre a helyekre, fajokra és tevékenységekre nem volt szükség külön engedélyre az Orosz Föderáció 52. sz. Szövetségi törvényének 44. és 6. §-a szerint, 1995. április 24-től (utolsó frissítés: 2013.05.07.) „A vadon élő állatokról”. Vizsgálati területünkön nem voltak különleges védett természeti területek (az alábbiakban a „Vizsgálati terület” szakaszban ismertetjük, beleértve a koordinátákat is), vizsgálati fajaink (durva lábú ölyv, sarki róka és vörös róka) nem kerültek fel az Orosz Föderáció Vörös Listájára, és tevékenységeink (az alábbiakban: „A tenyészállomány sűrűsége és a termelékenységi paraméterek” és az „Étrend elemzése” szakaszban leírva) nem tartalmazták a vizsgált fajok kivonását a természetből.

Tanulmányi terület

Vizsgálati területünk két területből állt, amelyek a Peschanka folyó alsó és középső folyásán helyezkedtek el (1. ábra). A vizsgálatot 2006-ban a folyó alsó folyásán, 2012-ben - mindkét helyen és más években - a folyó középső folyásán végezték. Ennek eredményeként kb. 150 km 2 2006-ban és 2011-ben, kb. 250 km 2 2012-ben és kb. 350 km 2 2007-ben, 2008-ban és 2013-ban. Gyalogos kirándulások során felmértük a területet, 8–10 X távcsővel kerestük meg a ragadozók fészkeit és a rókasűrűket. Ezen kirándulások során különös figyelmet fordítottunk a folyó- és tópartokra, amelyek az ölyvek közös fészkelőhelyei.

Tenyészállománysűrűség és termelékenységi paraméterek

A durva lábú ölyvek sűrűségét a fészkelő párok/100 km 2 számának becsléseként adták a megfigyelt területen egy adott évben. A fészkelő párokat olyan párokként határozták meg, amelyek sajátos területi magatartással rendelkeztek: nőstény és hím madarak „riasztást” adnak ki és köröznek a behatoló felett [40]. Fészkelő pár észlelése után elkezdtük keresni a fészket, haladva abba az irányba, ahol a riasztási hívások hangereje és gyakorisága nőtt. Ha a fészket két óra elteltével nem találták meg, leállítottuk a keresést és egy olyan területet regisztráltunk, ahol a pár riasztási hívásai a legintenzívebbek voltak. Az összes fészek és terület koordinátáit GPS navigátorok segítségével határoztuk meg (Garmin, különböző modellek). A fészkelési sikert a területi párok azon részarányaként értékelték, amelyek legalább egy fiatalt neveltek a legalább egy tojással rendelkező párok között [41]. Az ölyvek termelékenységét a fiatal (átlagosan 35 napos életkorú - kb. 4 nappal az átlagos repülés előtt) átlagos számával becsülték meg egy adott évben [41], beleértve az összes olyan fészket, amelynek legalább egy tojása volt.

A sarkvidéki és vörös rókák sűrűségét a szaporodó párok számaként becsültük meg/100 km 2. A tenyészpárokat olyan párokként határoztuk meg, amelyek legalább egy kölyökkutyával (egy vagy több) voltak. A barlang akkor tekinthető tenyésztésnek, ha egyértelmű jelei vannak a kölykök jelenlétének az odúban: a kölykök vizuális megfigyelése és/vagy a kölykök hangja a barlangból. A kölykök számát az augusztusi eső nélküli napon a barlangmegfigyelés során határoztuk meg. A rókák termelékenységét a megfigyelési területen belül becsülték meg az évente az alomra jutó kölykök átlagos számaként. 2013-ban három sarkvidéki rókaterület termelékenységét értékelték automatikus fényképezőgépekkel (Digital Ranger W50 RB Sony Cyber-shot DSC-S700 kamerával; Camtrak South Inc.), öt percenként egy képet készítve (időintervallum).

A elfoglalt tenyészsűrűségek Fox faj-azonosságát felnőttek és/vagy kölykök vizuális megfigyelésével határoztuk meg. A két rókafaj bizonyos esetekben ugyanazt a sűrűséget használhatja, vö. Gallant, Slough [25], azonban a legtöbb esetben sűrűségük megkülönböztethető a tájban való elhelyezkedés és a bejáratok száma alapján. A nem szaporodó sűrűségeket tehát az egyik fajnak tulajdonították a következő szempontok szerint: a kis dombokon elhelyezkedő három vagy több bejáratú sűrűségeket sarki róka sűrűségként, míg egy vagy két bejárattal rendelkező folyóvíz vagy tóparton található sűrűségeket - mint vörös róka barlang.

Diéta elemzés

Az ölyvek és a rókák étrendjének számszerűsítéséhez először meghatároztuk a zsákmányfajok listáját, valamint az ölykök és a rókák által elfogyasztott összes zsákmányt minden fészek/odú esetében. A kettős számlálás elkerülése érdekében az egyes fészkeknél/odúknál a zsákmányelemek száma megegyezett egy adott faj egyedének maximális számával, amelyet a pelletek/pikkelyek és a zsákmánymaradványok együtt találtak (nem az összeg). Tehát, ha egy fészek/barlang esetében egy bizonyos faj vagy csoport öt egyedét találták pelletben/pikkelyben, és közülük hármat ragadozó maradványokban találtak, arra a következtetésre jutottunk, hogy ez legalább öt egyednek felel meg. Az étrend összegzéséhez kiszámoltuk az egyes zsákmányfajok (csoportok) százalékos arányát az egyes fészkeknél/odúknál, majd ezen százalékok átlagát és CI-jét használtuk összehasonlításként a ragadozó kategóriák között [46, 47]. A végső számítás során csak olyan fészkeket/sűrűségeket használtunk, amelyeknél a regisztrált zsákmányok száma összesen meghaladta a tízet. Az étrendben a zsákmány arányai a zsákmányok számán alapultak.

Az ölyvek étrendjéhez összesen 119 pelletet és 172 zsákmánymaradványt elemeztünk 8 fészekből. A sarki rókák étrendjét a 2012-ben 18 sűrűségből származó 229 zsákmánymaradvány, a 2013-as 20 sűrűségből pedig 175 zsákmánymaradvány alapján írták le. Ezenkívül öt tenyészsűrűségből származó 100 pásztát (minden egyes odúból 20 pásztort) elemeztek 2013-ban, valamint 42 sűrűségből 529 régi zsákmánymaradvány.

Adatelemzés

Az összes számítást az R 3.0.2 statisztikai platform (R Development Core Team 2013) segítségével végeztük. A rókák és ölyvek termelékenységének évenkénti különbségeit és az étrendi arányok különbségét elemezve a szignifikancia tesztek helyett CI-t használtunk [48, 49]. Bemutattuk az összes becslés átlagát és CI-jét, és úgy tekintettük, hogy a nem átfedő CI-k közötti különbségek erős bizonyítékot szolgáltatnak a biológiai különbségekre (lásd Schenker és Gentleman [50]). A konfidencia intervallumokat az arányok binomiális eloszlása (étrend) és a termelékenység Poisson-eloszlása alapján számítottuk ki.

EREDMÉNYEK

Sűrűség és termelékenység

Összesen 39 fészkelő ölyvterületet találtunk, közülük 35 fészket. Két fészekben nem volt kuplung; ezeket a fészkeket a hó borította lejtőn építették. Amikor a hó megolvadt, a fészkeket lecsúszva megsemmisítették. A fészkelő mortalitást két fészekben dokumentálták: az egyik fészekben öt fészekből egy meghalt, a másikban pedig mind a két fészek. Így a fészkelési siker 0,94 ± 0,04 (átlag ± SE), a fészkelők túlélési aránya pedig 0,97 ± 0,02 (átlag ± SE) volt. Az ölyvek sűrűsége 1,4 és 4 fészkelő pár/100 km 2 között változott (2. ábra). Az ölyvek termelékenységét mind a 35 fészkére becsülték, és fészkenként 1,75 (95% CI = 0,7–3,61) és 3,4 (95% CI = 1,98–5,44) fiókok között változott a különböző években (3. ábra). 2006–2008-ban az ölyvek termelékenysége fészkenként 2,11 (95% CI = 1,48–2,93) volt, 2011–2013-ban pedig 2,83 (95% CI = 2,11–3,72).