Climate change and the race for survival: exploring the effects of climate change on the phenology and distribution of native mountain hares (Lepus timidus) and invasive European hares (Lepus europaeus)

Abstract

Arter som lever i miljøer med store forskjeller mellom årstidene utvikler ofte tilpasninger til miljøet sitt. Å bytte mellom sommer- og vinterdrakt er en tilpasning til sesongavhengig snødekke som finnes hos flere pattedyr- og fuglearter. Dette har stor innvirkning på overlevelse fordi individer som har et misforhold mellom draktfarge og farge på omgivelsene enten har høyere risiko for predasjon eller lavere sannsynlighet for å fange byttedyr. En arts draktfenologi kan bli påvirket negativt når reduksjon i lengden på snøsesongen og utbredelsen av snø som følge av klimaendringer resulterer i at draktskifte ikke samsvarer med når snøen er til stede. I tillegg kan unormale snøforhold i løpet av snøsesongen resultere i misforhold mellom drakt og farge på omgivelsene når dyr skifter drakt til riktig tid. I artikkel I brukte jeg kamerafelleobservasjoner samlet inn langs en miljøgradient til å lage en bayesisk multinomisk logistisk regresjonsmodell som estimerte korrelasjonen mellom tidspunktet for draktskifte hos skogshare (Lepus timidus) og høyde over havet, breddegrad, og klimasone. I artikkel II utviklet jeg en generalisert additiv modell (GAM) som estimerte korrelasjonen mellom disse miljøfaktorene og sannsynligheten for at det er misforhold mellom skogsharens drakt og farge på omgivelsene. I artikkel III brukte jeg observasjoner fra kamerafeller og folkeforskning til å lage artsspesifikke utbredelsesmodeller som kartla nåværende utbredelse, nåværende egnet habitat, og framtidig egnet habitat for hvit skogshare (Lepus timidus timidus), blåhare (Lepus timidus sylvaticus), og sørhare (Lepus europaeus). Høyde over havet, breddegrad, og klimasone korrelerte med tidspunktet for skogsharens draktskifte. Harer som levde høyere opp og ved høyere breddegrader skiftet drakt senere om våren og tidligere på høsten enn sine artsfeller lengre ned og ved lavere breddegrader. Harer i innlandsklima skiftet drakt tidligere om våren og senere på høsten enn harer i kystklima. Disse klimafaktorene korrelerte også med sannsynligheten for at harene hadde misforhold mellom drakt og farge på omgivelsene. Innlandsharer i høyden ved høyere breddegrader hadde sjeldnere misforhold mellom drakt og farge på omgivelsene enn kystharer i lavlandet ved lavere breddegrader. Utbredelsesmodellene indikerte at hvite skogsharer er utbredt over iv hele Norge, at blåharer er begrenset til Norges sørøstlige og sørvestlige kystområder, og at sørharer lever i den sørøstlige delen av Norge langs grensen til Sverige. Modellene forutsier at arealet egnet habitat for hvit skogshare vil reduseres i framtiden, mens mengden egnet habitat for blåhare og sørhare antas å øke. Dette vil sannsynligvis øke mengden interspesifikke interaksjoner og konkurranse.

Abstract: Species that live in seasonally changing environments often evolve adaptations to their environment. Seasonal moulting between winter and summer coats is an adaptation to seasonal snow cover that is expressed by multiple mammal and bird species. It has a critical impact on survival as individuals that are mismatched against their background have either an increased risk of being predated or decreased probability of catching prey. Species’ coat phenology can be negatively affected when climate change induced reductions in snow cover duration and extent result in moult timing not matching snow appearance and disappearance. Additionally, abnormal winter and summer snow conditions can result in animals being mismatched when they time moulting correctly. In Paper I, I used camera trap observations collected across an environmental gradient to create a Bayesian multinomial logistic regression model that estimated the correlation between mountain hare (Lepus timidus) moult timing and altitude, latitude, and climate zone. In Paper II, I developed a generalised additive model (GAM) that estimated the correlation between these environmental variables and the probability of mountain hares being mismatched. In Paper III, I used camera trap and citizen science observations in conjunction with environmental and climatic data to create species distribution models. These models were used to map the current distribution, current suitable habitat, and future suitable habitat of white mountain hares (Lepus timidus timidus), heath hares (Lepus timidus sylvaticus), and European hares (Lepus europaeus). Altitude, latitude, and climate zone correlated with mountain hare moult timing. Hares living at increased altitudes and latitudes moulted later in the spring and earlier in the autumn than their low altitude and latitude conspecifics. Mountain hares inhabiting areas with continental climates moulted earlier in the spring and later in the autumn than hares living in areas with coastal climates. These environmental variables also correlated with the probability of mountain hares being mismatched against their background. Mountain hares inhabiting inland areas at high altitudes and latitudes with continental climates were mismatched less ii throughout the year than their low altitude and latitude conspecifics in coastal regions. The species distribution models indicated that white mountain hares are distributed across Norway, heath hares are limited to Norway’s southeast and southwest coastal regions and European hares occupy the south-east corner next to the Swedish border. White mountain hare future suitable habitat was predicted to decrease in area whereas heath hare and European hare habitat is expected to expand. This is likely to increase inter-specific interactions and competition.