Responses of mammalian carnivores to land use in arid savanna rangelands

SummaryShrub encroachment due to heavy grazing has led to dramatic changes in arid savanna landscape structure worldwide. It is considered to be one of the most threatening forms of rangeland degradation altering plant diversity. However, possible impacts of shrub encroachment on species diversity at higher trophic levels remain poorly understood. Additionally, indirect effects, such as changes of trophic interactions, are often ignored when trying to understand changes in biodiversity patterns. In this study, conducted in the southern Kalahari, we explored how the diversity of small carnivores and their prey is affected by shrub encroachment. We analysed the relationships between abundance and diversity of small carnivores, the availability of their main prey groups (coleopterans, termites, grasshoppers, rodents) and the structural diversity of the landscape (shrub, grass and herb cover). Eight hundred track surveys were conducted to determine carnivore abundance on 20 rangeland habitats, which represented a gradient of grazing intensity. Prey availability was surveyed for each study site and related to vegetation cover.Results show a significant impact of shrub cover on abundance and diversity of carnivores and their prey. The diversity of both, carnivores and their prey, showed a hump-shaped response to increasing shrub cover whereas relative carnivore abundance decreased. Availability of prey groups was affected differently by shrub cover increase. Diversity of carnivores was best predicted by shrub cover (R2>0.7, p<0.001p<0.001) indicating the overriding role of habitat structure as compared to prey availability. We conclude that intermediate shrub cover values enrich structural diversity of savanna landscape and in consequence sustain diversity of small carnivores and their prey in arid and semiarid ecosystems.

ZusammenfassungVerbuschung, ausgelöst durch intensives Weidemanagement, hat zu dramatischen Veränderungen der Landschaftsstruktur arider Savannen weltweit geführt. Sie wird als eine der Hauptursachen für die Degradation von Weidelandschaften eingeschätzt und verändert Artenzusammensetzung und Abundanz von Pflanzen. Dagegen sind mögliche Auswirkungen von Verbuschung auf die Artendiversität auf höheren trophischen Ebenen kaum untersucht. Darüber hinaus werden indirekte Effekte, wie die Veränderung trophischer Interaktionen kaum berücksichtigt. In dieser Studie haben wir die Auswirkungen von Verbuschung auf die Diversität von kleinen Karnivoren und ihrer Beutetiere in der südlichen Kalahari untersucht. Dafür haben wir die Beziehungen zwischen Abundanz und Diversität der Kleinkarnivorengilde, der Verfügbarkeit ihrer wichtigsten Beutetiergruppen (Käfer, Termiten, Orthoptera, Nagetiere) und der Verbuschung und der daraus folgenden strukturelle Diversität der Landschaft (Strauch- Gras und krautige Vegetationsbedeckung) analysiert. 20 Weidelandhabitate wurden ausgewählt, um einen Verbuschungsgradienten zu simulieren. Die Abundanz der Karnivoren wurde über die Analyse von Spuren auf insgesamt 800 Transekten bestimmt. Beuteverfügbarkeit und Vegetationsbedeckung sowie Maße für die strukturelle Diversität wurden für jede Untersuchungsfläche ermittelt. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Einfluss der Strauchbedeckung auf die Abundanz und Diversität von Karnivoren und ihrer Beutetiere. Beide trophischen Ebenen zeigten ein unimodales Diversitätsmuster bei zunehmender Strauchbedeckung. Dagegen, sank die Gesamtabundanz von Karnivoren kontinuierlich, und zunehmende Strauchbedeckung wirkte sich unterschiedlich auf die Verfügbarkeit der Beutetiergruppen aus. Die Diversität von Kleinkarnivoren wurde am besten durch den Anteil der Strauchbedeckung erklärt (R2>0.7, p<0.001p<0.001), was auf die wichtigere Rolle von Habitatstrukturen gegenüber der Beuteverfügbarkeit hinweist. Wir folgern, dass mittlere Strauchbedeckungen die strukturelle Diversität in Savannenlandschaften erhöhen und dadurch die Diversität von Kleinkarnivoren und ihrer Beutetiere in ariden und semiariden Ökosystemen aufrechterhalten.