Carnivore species interactions and influential factors in a boreal ecosystem

Abstract

Interaksjoner mellom rovdyr er komplekse og kan ha betydelig påvirkning på deres samfunnsdynamikk ved å påvirke artenes demografi, fordeling og atferd. Disse interaksjonene formes av ulike abiotiske og biotiske faktorer, som sammensetningen av rovdyrsamfunnene, habitatkompleksitet, byttedyrdynamikk og menneskelige forstyrrelser. Disse faktorene kan påvirke styrken og retningen av interaksjonene. Å forstå den relative betydningen av de ulike faktorene er viktig for å utvikle effektive forvaltningstiltak. Målet med denne avhandlingen er å evaluere nøkkelfaktorer som påvirker rovdyrinteraksjoner i et borealt økosystem i Norge ved hjelp av kamerafeller og snøsporingsdata. I Artikkel I brukte jeg strukturelle likningsmodeller (SEM) for å vurdere hvordan interaksjoner mellom mellomstore predatorer ble påvirket av store rovdyr, landskapsvariabler og menneskelige forstyrrelser, samt hvordan disse mekanismene ble påvirket av sesong. I Artikkel II brukte jeg SEM for å evaluere effekten av sykliske svingninger i smågnagerbestanden på interaksjoner mellom mellomstore og små predatorer. I Artikkel III undersøkte jeg hvordan menneskelig forstyrrelser påvirket aktivitetsmønstre og tidsmessig fordeling av aktivitet hos sympatriske rovdyr. Resultatene indikerte at landskapsvariabler var sterkere prediktorer for de mellomstore predatorenes aktivitet enn ovenfra-ned-effekten av store rovdyr, sannsynligvis på grunn av lav tetthet av store rovdyr i et lite produktivt økosystem og sterk sesongvariasjon. I tillegg viste mellomstore rovdyr positive assosiasjoner, særlig om vinteren og i perioder med lav smågnagerbestand. Noen rovdyrarter økte sin nattaktivitet som respons på menneskelig forstyrrelser, mens de økte sin dagaktivitet i områder med større helning og vegetasjonsdekning. Imidlertid førte ikke dette til betydelige endringer i artenes tidsmessige overlapp. Alt i alt betydde nedenfra-opp prosesser en større rolle i å forme dynamikken i rovdyrsamfunnet enn ovenfra-ned-effekter. Denne dominansen av nedenfra-opp-faktorer kan ytterligere forsterkes av en uforutsigbar ressurstilgang som følger svingninger i smågnagerbestander. Ressursknapphet kan føre til at arter konsentrerer sin aktivitet i felles områder, noe som kan resultere i positive lokale assosiasjoner og potensielt øke aggressive interaksjoner på større skala. Menneskelige forstyrrelser påvirker arter gjennom ulike prosesser, noe som øker nattaktivitet med potensielle økologiske og fysiologiske kostnader. Habitatkompleksitet kan imidlertid bidra til å dempe noen av disse negative effektene ved å tilby tilfluktssteder og alternative ressurser.

Abstract: Carnivore interactions are complex and significantly affect community dynamics by influencing species’ demography, distribution, and behavior. These interactions are shaped by a range of abiotic and biotic factors, including predator community composition, habitat complexity, prey dynamics, and anthropogenic disturbances, which can impact the strength and direction of these interactions. Understanding the relative importance of these factors is crucial for effective management actions and avoiding undesirable outcomes. This thesis aimed to evaluate key factors affecting carnivore interactions in a boreal ecosystem in Norway using camera trap and snow tracking data. In Paper I, I used structural equation models (SEM) to assess how mesocarnivore interactions were influenced by large carnivores, land cover variables, and human disturbance, as well as how these mechanisms varied by season. In Paper II, I used SEM to evaluate the effect of rodent cyclic fluctuations on interactions among medium- and small-sized carnivores. In Paper III, I investigated how human disturbance impacted the activity patterns and temporal partitioning of sympatric carnivores. The results indicated that land cover variables were stronger predictors of mesocarnivore activity than the top-down effect of large carnivores, likely due to a combination of low densities of large carnivores in an unproductive ecosystem and strong seasonality. Additionally, mesocarnivores showed positive associations, particularly in winter and during periods of low rodent abundance. Some carnivore species increased their nocturnality in response to human disturbance, while increasing daytime activity in areas of greater slope and vegetation cover. However, these shifts in activity patterns did not significantly alter species’ temporal overlap. Overall, bottom-up processes were more influential in shaping carnivore community dynamics than top-down effects. This predominance of bottom-up factors might be further amplified by the unpredictability of food resources due to rodent population fluctuations. Resource scarcity may be driving species to concentrate their activity in shared areas, leading to positive local-scale associations that could potentially increase aggressive interactions at larger scales. Human-induced disturbances influenced species through various processes, increasing nocturnality with potential ecological and physiological fitness costs. However, habitat complexity may help buffer some of these negative effects by providing refuge and alternative resources.