Published October 29, 2021 | Version v1
Publication Open

Temporal scale of habitat selection for large carnivores: Balancing energetics, risk and finding prey

  • 1. University of California, Santa Cruz
  • 2. Conservation Science Partners
  • 3. Museum of Vertebrate Zoology
  • 4. University of California, Berkeley
  • 5. Mpala Research Center and Wildlife Foundation
  • 6. Wildlife Conservation Society United Kingdom
  • 7. University of Oxford
  • 8. Teignmouth Community Hospital

Description

When navigating heterogeneous landscapes, large carnivores must balance trade-offs between multiple goals, including minimizing energetic expenditure, maintaining access to hunting opportunities and avoiding potential risk from humans. The relative importance of these goals in driving carnivore movement likely changes across temporal scales, but our understanding of these dynamics remains limited. Here we quantified how drivers of movement and habitat selection changed with temporal grain for two large carnivore species living in human-dominated landscapes, providing insights into commonalities in carnivore movement strategies across regions. We used high-resolution GPS collar data and integrated step selection analyses to model movement and habitat selection for African lions Panthera leo in Laikipia, Kenya and pumas Puma concolor in the Santa Cruz Mountains of California across eight temporal grains, ranging from 5 min to 12 hr. Analyses considered landscape covariates that are related to energetics, resource acquisition and anthropogenic risk. For both species, topographic slope, which strongly influences energetic expenditure, drove habitat selection and movement patterns over fine temporal grains but was less important at longer temporal grains. In contrast, avoiding anthropogenic risk during the day, when risk was highest, was consistently important across grains, but the degree to which carnivores relaxed this avoidance at night was strongest for longer term movements. Lions and pumas modified their movement behaviour differently in response to anthropogenic features: lions sped up while near humans at fine temporal grains, while pumas slowed down in more developed areas at coarse temporal grains. Finally, pumas experienced a trade-off between energetically efficient movement and avoiding anthropogenic risk. Temporal grain is an important methodological consideration in habitat selection analyses, as drivers of both movement and habitat selection changed across temporal grain. Additionally, grain-dependent patterns can reflect meaningful behavioural processes, including how fitness-relevant goals influence behaviour over different periods of time. In applying multi-scale analysis to fine-resolution data, we showed that two large carnivore species in very different human-dominated landscapes balanced competing energetic and safety demands in largely similar ways. These commonalities suggest general strategies of landscape use across large carnivore species.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

عند التنقل في المناظر الطبيعية غير المتجانسة، يجب على الحيوانات آكلة اللحوم الكبيرة أن توازن بين المفاضلات بين أهداف متعددة، بما في ذلك تقليل الإنفاق النشط، والحفاظ على الوصول إلى فرص الصيد وتجنب المخاطر المحتملة من البشر. من المحتمل أن تتغير الأهمية النسبية لهذه الأهداف في دفع حركة الحيوانات آكلة اللحوم عبر المقاييس الزمنية، لكن فهمنا لهذه الديناميكيات لا يزال محدودًا. هنا قمنا بقياس كيفية تغير محركات الحركة واختيار الموائل مع الحبوب الزمنية لنوعين كبيرين من الحيوانات آكلة اللحوم يعيشان في المناظر الطبيعية التي يهيمن عليها الإنسان، مما يوفر رؤى حول القواسم المشتركة في استراتيجيات حركة الحيوانات آكلة اللحوم عبر المناطق. استخدمنا بيانات طوق GPS عالية الدقة وتحليلات اختيار الخطوات المتكاملة لنمذجة الحركة واختيار الموائل للأسود الأفريقية Panthera leo في Laikipia، كينيا و pumas Puma concolor في جبال سانتا كروز في كاليفورنيا عبر ثماني حبيبات زمنية، تتراوح من 5 دقائق إلى 12 ساعة. تعتبر التحليلات المتغيرات المشتركة للمناظر الطبيعية المرتبطة بالطاقة واكتساب الموارد والمخاطر البشرية. بالنسبة لكلا النوعين، أدى المنحدر الطبوغرافي، الذي يؤثر بقوة على الإنفاق النشط، إلى اختيار الموائل وأنماط الحركة على الحبوب الزمنية الدقيقة ولكنه كان أقل أهمية في الحبوب الزمنية الأطول. في المقابل، كان تجنب المخاطر البشرية المنشأ خلال النهار، عندما كانت المخاطر أعلى، مهمًا باستمرار عبر الحبوب، لكن الدرجة التي خففت بها الحيوانات آكلة اللحوم هذا التجنب في الليل كانت أقوى للحركات على المدى الطويل. عدلت الأسود والبوما سلوك حركتها بشكل مختلف استجابة للسمات البشرية: فقد تسارعت الأسود أثناء اقترابها من البشر في الحبوب الزمنية الدقيقة، في حين تباطأ البوما في المناطق الأكثر تطوراً في الحبوب الزمنية الخشنة. أخيرًا، شهدت PUMAS مفاضلة بين الحركة الفعالة بنشاط وتجنب المخاطر البشرية. تعد الحبوب الزمنية اعتبارًا منهجيًا مهمًا في تحليلات اختيار الموائل، حيث تغيرت محركات كل من الحركة واختيار الموائل عبر الحبوب الزمنية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تعكس الأنماط المعتمدة على الحبوب عمليات سلوكية ذات مغزى، بما في ذلك كيفية تأثير الأهداف ذات الصلة باللياقة البدنية على السلوك على مدى فترات زمنية مختلفة. عند تطبيق التحليل متعدد المقاييس على بيانات الدقة الدقيقة، أظهرنا أن نوعين كبيرين من آكلات اللحوم في مناظر طبيعية مختلفة للغاية يسيطر عليها الإنسان يوازنان بين متطلبات الطاقة والسلامة المتنافسة بطرق متشابهة إلى حد كبير. تشير هذه القواسم المشتركة إلى استراتيجيات عامة لاستخدام المناظر الطبيعية عبر أنواع آكلة اللحوم الكبيرة.

Translated Description (French)

Lors de la navigation dans des paysages hétérogènes, les grands carnivores doivent équilibrer les compromis entre plusieurs objectifs, notamment minimiser les dépenses énergétiques, maintenir l'accès aux possibilités de chasse et éviter les risques potentiels des humains. L'importance relative de ces objectifs dans le mouvement des carnivores change probablement à travers les échelles temporelles, mais notre compréhension de ces dynamiques reste limitée. Ici, nous avons quantifié comment les facteurs de mouvement et la sélection de l'habitat ont changé avec le grain temporel pour deux grandes espèces de carnivores vivant dans des paysages dominés par l'homme, fournissant des informations sur les points communs dans les stratégies de mouvement des carnivores dans toutes les régions. Nous avons utilisé des données de collier GPS haute résolution et des analyses de sélection de pas intégrées pour modéliser le mouvement et la sélection de l'habitat des lions africains Panthera leo à Laikipia, au Kenya et des pumas Puma concolor dans les montagnes de Santa Cruz, en Californie, sur huit grains temporels, allant de 5 min à 12 h. Les analyses ont pris en compte les covariables du paysage liées à l'énergie, à l'acquisition de ressources et au risque anthropique. Pour les deux espèces, la pente topographique, qui influence fortement les dépenses énergétiques, a entraîné la sélection de l'habitat et les modèles de mouvement sur les grains temporels fins, mais était moins importante sur les grains temporels plus longs. En revanche, éviter le risque anthropique pendant la journée, lorsque le risque était le plus élevé, était toujours important pour toutes les céréales, mais le degré auquel les carnivores relâchaient cet évitement la nuit était le plus fort pour les mouvements à plus long terme. Les lions et les pumas modifiaient différemment leur comportement de mouvement en réponse à des caractéristiques anthropiques : les lions accéléraient à proximité des humains à des grains temporels fins, tandis que les pumas ralentissaient dans les zones plus développées à des grains temporels grossiers. Enfin, les pumas ont fait l'expérience d'un compromis entre un mouvement énergétiquement efficace et l'évitement du risque anthropique. Le grain temporel est une considération méthodologique importante dans les analyses de sélection de l'habitat, car les facteurs de déplacement et de sélection de l'habitat ont changé à travers le grain temporel. De plus, les modèles dépendant des céréales peuvent refléter des processus comportementaux significatifs, y compris la façon dont les objectifs liés à la forme physique influencent le comportement sur différentes périodes de temps. En appliquant une analyse multi-échelle aux données à résolution fine, nous avons montré que deux grandes espèces de carnivores dans des paysages très différents dominés par l'homme équilibraient les exigences énergétiques et de sécurité concurrentes de manière largement similaire. Ces points communs suggèrent des stratégies générales d'utilisation du paysage chez les grandes espèces carnivores.

Translated Description (Spanish)

Al navegar por paisajes heterogéneos, los grandes carnívoros deben equilibrar las compensaciones entre múltiples objetivos, que incluyen minimizar el gasto energético, mantener el acceso a las oportunidades de caza y evitar el riesgo potencial de los humanos. La importancia relativa de estos objetivos para impulsar el movimiento de carnívoros probablemente cambie a través de las escalas temporales, pero nuestra comprensión de estas dinámicas sigue siendo limitada. Aquí cuantificamos cómo los impulsores del movimiento y la selección del hábitat cambiaron con el grano temporal para dos grandes especies de carnívoros que viven en paisajes dominados por los humanos, proporcionando información sobre los puntos en común en las estrategias de movimiento de carnívoros en todas las regiones. Utilizamos datos de collares GPS de alta resolución y análisis de selección de pasos integrados para modelar el movimiento y la selección de hábitats para leones africanos Panthera leo en Laikipia, Kenia y pumas Puma concolor en las montañas de Santa Cruz de California en ocho granos temporales, que van desde 5 minutos a 12 horas. Análisis considerados covariables del paisaje que están relacionados con la energética, la adquisición de recursos y el riesgo antropogénico. Para ambas especies, la pendiente topográfica, que influye fuertemente en el gasto energético, impulsó la selección del hábitat y los patrones de movimiento sobre los granos temporales finos, pero fue menos importante en los granos temporales más largos. Por el contrario, evitar el riesgo antropogénico durante el día, cuando el riesgo era más alto, fue consistentemente importante en todos los granos, pero el grado en que los carnívoros relajaron esta evitación por la noche fue más fuerte para los movimientos a más largo plazo. Los leones y los pumas modificaron su comportamiento de movimiento de manera diferente en respuesta a las características antropogénicas: los leones aceleraron mientras estaban cerca de los humanos en granos temporales finos, mientras que los pumas disminuyeron la velocidad en áreas más desarrolladas en granos temporales gruesos. Finalmente, los pumas experimentaron una compensación entre el movimiento energéticamente eficiente y evitar el riesgo antropogénico. El grano temporal es una consideración metodológica importante en los análisis de selección de hábitat, ya que los impulsores tanto del movimiento como de la selección de hábitat cambiaron a través del grano temporal. Además, los patrones dependientes del grano pueden reflejar procesos conductuales significativos, incluida la forma en que los objetivos relevantes para la condición física influyen en el comportamiento durante diferentes períodos de tiempo. Al aplicar el análisis multiescala a los datos de resolución fina, demostramos que dos grandes especies de carnívoros en paisajes muy diferentes dominados por los humanos equilibraban las demandas energéticas y de seguridad de manera muy similar. Estos puntos en común sugieren estrategias generales de uso del paisaje en grandes especies de carnívoros.

Files

1365-2656.13613.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:db8ba721713535fb0853de6410327e21
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
المقياس الزمني لاختيار الموائل للحيوانات آكلة اللحوم الكبيرة: موازنة الطاقة والمخاطر والعثور على الفرائس
Translated title (French)
Échelle temporelle de sélection de l'habitat pour les grands carnivores : équilibrer l'énergie, le risque et la recherche de proies
Translated title (Spanish)
Escala temporal de selección de hábitats para grandes carnívoros: Equilibrio energético, riesgo y búsqueda de presas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3206360443
DOI
10.1111/1365-2656.13613

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W1611573421
  • https://openalex.org/W1963335659
  • https://openalex.org/W1980303998
  • https://openalex.org/W1987484626
  • https://openalex.org/W1995892960
  • https://openalex.org/W2001539110
  • https://openalex.org/W2040766929
  • https://openalex.org/W2042504207
  • https://openalex.org/W2043943935
  • https://openalex.org/W2053291062
  • https://openalex.org/W2054617953
  • https://openalex.org/W2074327248
  • https://openalex.org/W2092188006
  • https://openalex.org/W2110776215
  • https://openalex.org/W2115529049
  • https://openalex.org/W2117445811
  • https://openalex.org/W2118447170
  • https://openalex.org/W2123817664
  • https://openalex.org/W2146793276
  • https://openalex.org/W2156080010
  • https://openalex.org/W2159353281
  • https://openalex.org/W2159396718
  • https://openalex.org/W2161775125
  • https://openalex.org/W2163630874
  • https://openalex.org/W2171374232
  • https://openalex.org/W2178066715
  • https://openalex.org/W2395451426
  • https://openalex.org/W2411892822
  • https://openalex.org/W2467234833
  • https://openalex.org/W2472846401
  • https://openalex.org/W2574249501
  • https://openalex.org/W2607848378
  • https://openalex.org/W2626797313
  • https://openalex.org/W2668423657
  • https://openalex.org/W2699947881
  • https://openalex.org/W2775674806
  • https://openalex.org/W2784805535
  • https://openalex.org/W2789777763
  • https://openalex.org/W2791313967
  • https://openalex.org/W2807828126
  • https://openalex.org/W2888416241
  • https://openalex.org/W2889453914
  • https://openalex.org/W2910146384
  • https://openalex.org/W2914266546
  • https://openalex.org/W2958600565
  • https://openalex.org/W2981525383
  • https://openalex.org/W3121309308
  • https://openalex.org/W3124305599
  • https://openalex.org/W3126793550
  • https://openalex.org/W3177263172
  • https://openalex.org/W3206360443
  • https://openalex.org/W646178084