Centrul de afiliere pentru conservarea ecologiei africane, Departamentul de Zoologie, Universitatea Metropolitană Nelson Mandela, Port Elizabeth, Africa de Sud

rinocerului

Afilieri Center for African Conservation Ecology, Department of Zoology, Nelson Mandela Metropolitan University, Port Elizabeth, South Africa, Faculty of Science, Health, Education and Engineering, University of the Sunshine Coast, Maroochydore, Queensland, Australia

Centrul de afiliere pentru conservarea ecologiei africane, Departamentul de Zoologie, Universitatea Metropolitană Nelson Mandela, Port Elizabeth, Africa de Sud

  • Marietjie Landman,
  • David S. Schoeman,
  • Graham I. H. Kerley

Cifre

Abstract

Citare: Landman M, Schoeman DS, Kerley GIH (2013) Shift in Black Rhinoceros Diet in the Presence of Elephant: Evidence for Competition? PLOS ONE 8 (7): e69771. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0069771

Editor: Matt Hayward, Universitatea Bangor, Regatul Unit

Primit: 17 aprilie 2013; Admis: 14 iunie 2013; Publicat: 17 iulie 2013

Finanțarea: Fondul internațional pentru bunăstarea animalelor, Centrul pentru reproducerea speciilor pe cale de dispariție (San Diego), Fundația Națională de Cercetare și Universitatea Metropolitană Nelson Mandela au oferit sprijin financiar. Mazda Wildlife Fund a asigurat transportul pe teren. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Regiunea este semi-aridă, cu precipitații de 260-530 mm anual, atingând vârfurile la sfârșitul primăverii (noiembrie) și începutul toamnei (martie). Solurile bogate în nutrienți dau naștere la habitate suculente de pădure [24], care acopereau c. 70-80% din siturile studiate. Aceste desișuri sunt de obicei veșnic verzi, cu înălțimea de 2–4 m, dense, spinoase și dominate de arborele suculent Portulacaria afra. Habitatul rămas din situri cuprindea un mozaic de tip tufiș, karoo și riveran cu pajiști derivate din utilizarea agricolă anterioară. Vegetația este caracterizată de o mare diversitate de forme de creștere: plante suculente rezistente la secetă (de exemplu P. afra), copaci scăzuți (de exemplu Euclea undulata, Schotia afra, Sideroxylon inerme) și arbuști lemnoși spinescenți (de exemplu Azima tetracantha, Capparis sepiaria, Carissa bispinosa, Gymnosporia spp., Searsia spp.) Contribuie la cea mai mare parte a biomasei vegetale, în timp ce subpădurea găzduiește plante suculente pitice, furbe, geofite și ierburi perene. Iarbă de canapea Cynodon dactylon este abundentă sezonier în pajiști și zone în care utilizarea intensivă de către elefant a îndepărtat arbuștii cu baldachin [22].

Compoziția dietei

Am determinat dieta elefantului și rinocerului prin identificarea fragmentelor epidermice de plante din fecale [25]. Au fost disponibile pentru comparație diapozitive de referință ale țesuturilor epidermice din> 350 de produse alimentare potențiale. Tehnica este utilizată pe scară largă pentru a contrasta dietele (de exemplu [26], [27]), iar preciziunile și prejudecățile sale sunt rezumate în Holechek și colab. [28]. Deși analiza fecală poate fi orientată spre produsele alimentare mai puțin digerabile la rumegătoare, aceste prejudecăți sunt susceptibile de a fi reduse la megaherbivori cu digestie relativ slabă [6], [28]. Astfel, am considerat contrastele în reprezentarea fragmentelor între ierbivore și situri ca indicatori valabili ai diferențelor alimentare.

Disponibilitatea alimentelor

Disponibilitatea relativă a alimentelor a fost estimată prin măsurarea capacului copertinei plantelor (de exemplu [27], [29]). Douăzeci de transecte de linie de 50 m au fost plasate aleatoriu și proporțional cu apariția tipurilor de habitate la fiecare sit, în timpul sezonului umed (primăvară) și uscat (sfârșitul toamnei-iernii). Deși majoritatea arbuștilor suculenți sunt păduri verzi, multe ierburi și furci și unele geofite devin inactive în timpul sezonului uscat [24], de unde necesitatea abordării sezoniere. Am considerat toate produsele alimentare întâlnite de-a lungul transectelor ca fiind potențial disponibile pentru elefant, dar disponibilitatea limitată a alimentelor pentru rinocer la elementele care au apărut sub înălțimea lor maximă estimată de hrănire (175 cm; [31]). Doar c. 19% din răsfoirea măsurată în acest mod în AMC a avut loc dincolo de atingerea rinocerului și, prin urmare, a fost disponibilă exclusiv pentru elefanți.

Calitatea dietei

Am estimat calitatea dietei rinocerului între site-uri prin măsurarea concentrațiilor de azot fecal (Nf), fosfor (Pf) și fibre brute (NDFf). Disponibilitatea azotului și a fosforului se limitează pe scară largă la creșterea ierbivorilor, reproducerea și menținerea stării corpului (de exemplu [32]). Am selectat aleatoriu 15 probe fecale din fiecare sit și am măsurat Nf folosind metoda Kjeldahl [33], Pf folosind spectrometrie cu plasmă cuplată inductiv și NDFf conform metodelor Goering și Van Soest [34]. Analizele de probe au fost efectuate de Institutul de Dezvoltare Agricolă Grootfontein (Nf) și Departamentul de Agricultură KwaZulu-Natal (Pf, NDFf), Africa de Sud. Concentrațiile sunt exprimate ca procente de substanță uscată.

Analiza datelor

Am generat curbe de acumulare (50 de iterații aleatorii) ale speciilor de plante înregistrate pe eșantion fecal cu care să evaluăm adecvarea dimensiunilor eșantionului. Deoarece niciuna dintre curbele de acumulare nu a atins un platou stabil, estimatorul de acoperire non-parametric bazat pe incidență [35] a fost utilizat pentru a estima bogăția alimentară totală. Diferențele dintre numărul observat și cel așteptat au furnizat o estimare a variației informațiilor alimentare la limita superioară a efortului de eșantionare.

Dietele de elefanți și rinoceri au fost contrastate sezonier folosind elemente dietetice principale (PDI) și prin gruparea tuturor speciilor de plante în categorii largi de forme de creștere (adică ierburi, arbuști lemnoși, plante suculente, tufișuri, liane, geofite și epifite); am combinat datele sezoniere pentru a contrasta dietele rinocerilor între site-uri. Abordarea noastră de utilizare a PDI s-a bazat pe observația că 64% (rinocer) și 74% (elefant) din speciile de plante utilizate în timpul studiului au contribuit cu 0,20 cu analize ierarhice de aglomerare de cluster [37]. O analiză non-parametrică a similarității (ANOSIM; 5000 permutări Monte Carlo) a fost utilizată pentru a testa ipoteza nulă a nicio diferență în utilizarea PDI între grupuri. Statistica R variază între zero și unu, reprezentând o discriminare scăzută și ridicată între grupuri, respectiv. Valorile R au fost utilizate ca un indice al gradului de separare a dietei între elefant și rinocer pentru fiecare sezon și tendințele (de-a lungul anotimpurilor) au fost verificate folosind indicii convenționali de suprapunere a resurselor (de exemplu [39]). Analizele multivariate au fost efectuate cu Primer Version 6 [38].

Diferențele dintre consum și disponibilitatea relativă a produselor alimentare (adică preferințele pentru speciile de plante sau grupuri) au fost evaluate prin calcularea intervalelor de încredere de 95% pentru utilizarea medie a fiecărui articol [40]. În principiu, am considerat că produsele alimentare sunt preferate dacă utilizarea a fost mai mare decât disponibilitatea (adică scăderea procentului de disponibilitate din procentul de utilizare a dus la o valoare pozitivă) și limita inferioară de încredere a fost mai mare decât zero (unde utilizarea = disponibilitatea); valorile negative au indicat evitarea. Preferințele au fost calculate prin combinarea disponibilității relative și a datelor de utilizare între anotimpuri.

Procedurile ANOVA (testul lui Tukeys) au fost utilizate pentru a testa diferențele în utilizarea formelor de creștere între anotimpuri și între situri. După caz, datele procentuale au fost transformate în arcsină pentru normalitate și heteroscedasticitate a variațiilor .

Rezultate

Disponibilitatea alimentelor

Am înregistrat 145 de specii de plante, cuprinzând în principal arbuști lemnoși (37%), furci (18%) și suculente (17%) de-a lungul transectelor și le-am cuantificat disponibilitatea relativă pentru elefant și rinocer; șaizeci la sută din speciile înregistrate au fost împărțite între site-uri. Deși se așteaptă ca disponibilitatea alimentelor să scadă la minimum în timpul sezonului uscat (în special, ierburi, crengi și unele geofite), nu am detectat nicio diferență în abundența relativă a formelor de creștere între anotimpuri pentru elefant (F6,266 = 0,66, P = 0,681 ) sau rinocer (cu un interval de înălțime de hrănire mai restrâns; F6,266 = 0,60, P = 0,728) în AMC. Disponibilitatea hranei pentru rinocer a variat între situri (F6.553 = 24.38, P Figura 1. Ordinări non-metrice multidimensionale de scalare a principalelor articole dietetice identificate în dieta elefantului (E) și rinocerului negru (R) în secțiunea Tabăra principală Addo.

ANOSIM (Analiza asemănării) Valorile R indică gradul de separare a dietei de-a lungul anotimpurilor; valorile care se apropie de unitate indică o separare clară.

Arbuștii lemnoși au fost cel mai divers grup identificat (elefant: 40 spp.; Rinocer: 42 spp.) Și au format proporții egale cu cea mai mare parte a dietelor în toate anotimpurile (Fig. 2). Așa cum era de așteptat, dietele au divergut cel mai vizibil în ceea ce privește formele de creștere care pot fi disponibile doar efemer, în special ierburi și furci (F18,476 = 3,88, P 0,05; Fig. 3). Ambii erbivori au preferat epifitele (P Figura 2. Dieta sezonieră, grupată în categorii largi de formă de creștere (medie ± SD), de elefant (bare umbrite) și rinocer negru (bare limpezi) în secțiunea Addo Main Camp.

Valorile pozitive (adică utilizarea> disponibilitatea) cu limite de încredere mai mici decât zero indică preferința; valori negative (utilizați

În general, aproximativ 69% (elefant) și 46% (rinocer) din PDI au fost împărțite (11 spp.), Cuprinzând în principal arbuști lemnoși (7 spp.), Dar și produsul alimentar dominant (C. dactylon) în ambele diete Tabel C1). Forbs au fost PDI numai pentru rinocer, dar dintre aceștia, numai Chascanum cuneifolium nu a fost niciodată înregistrat în dieta elefanților (și astfel utilizat exclusiv de rinocer). Am observat preferințe similare pentru PDI partajat cu numai C. bispinosa preferat de rinocer (P 0,05; Tabel S1).

Schimbarea dietei la rinocer.

Ordinarea n-MDS a arătat o diferență clară în dieta rinocerului între site-uri (60% diferență; Fig. S2), care a fost semnificativă statistic (ANOSIM R = 0,69, P 2 2 = 1,10, P = 0,577) sau cu elefant (χ 2 2 = 1,50, P = 0,472).

Calitatea dietei

În ciuda schimbării semnificative a dietei rinocerului între site-uri, Nf (elefant prezent: medie = 1,1%, SE = 0,1%; elefant absent: medie = 1,0%, SE = 0,1%) și NDFf (elefant prezent: medie = 91,2%, SE = 1,3%; elefant absent: medie = 90,3%, SE = 1,0%) concentrațiile nu s-au modificat (Nf: t (2) 1,28 = 1,11, P = 0,275; NDFf: t (2) 1,28 = 0,54, P = 0,593). Cu toate acestea, nivelurile de Pf au fost semnificativ mai mici (t (2) 1,28 = -4,23, P 2 = 0,24, F1,28 = 8,93, P = 0,006; Nf = 0,92+ (0,01 *% Iarbă), dar nicio relație cu NDFf (R 2 = 0,01, F1,28 = 0,13, P = 0,725) sau Pf (R 2 = 0,03, F1,28 = 0,71, P = 0,408) Rețineți că, din cauză că proporția de iarbă și răsfoire din dietă este inversă, cele de mai sus relațiile sunt în mod similar legate de navigare.

Discuţie

În ciuda dovezilor extinse ale efectelor elefantului asupra resurselor alimentare în Parcul Național Addo Elephant [22], [41], [42] și în alte părți [6], [10], [43], puține studii au investigat consecințele acestui pentru alte erbivore mari. În mod surprinzător, acolo unde există aceste informații, accentul a fost pus pe demonstrarea faptului că elefantul facilitează accesul erbivorilor la habitat și crește disponibilitatea și calitatea alimentelor [6], [11]. Acest lucru se întâmplă în ciuda dovezilor clare că elefantul limitează abundențele de erbivore din ecosisteme prin capacitatea lor de a monopoliza resursele [3], [8]. Studiul nostru este primul care sugerează concurența directă pentru mâncare cu elefant și, testând acest lucru pentru rinocerul negru, deși la o singură rezervă, oferim informații despre rolul potențial al concurenței în structurarea breslei megaherbivorilor.