Shape complexity of space used by American black bears influenced by sex and intensity of use

Disentangling the complexities that influence animal space use poses substantial challenges based on decision trade-offs and constraints imposed on animals. Optimal decisions suggest that the spatial complexity of home-range shapes should be inversely related to energy conservation and fitness. Hence, the most beneficial shape should be the circle. We evaluated whether shape complexity (i.e., an index of circularity) of home ranges was influenced by two extrinsic (spatial heterogeneity, preferred habitat [i.e., deciduous forest]), and three intrinsic (sex, season [breeding, non-breeding], intensity of use) factors, with intensity of use indexed as contours containing core and peripheral areas. We estimated utilization distributions of 39 radiomarked adult American black bears (Ursus americanus), a habitat generalist, using fixed-kernel techniques and estimated 50% (core area) and 95% (peripheral area) contours. We fit a set of 47 models using linear modeling and ranked models using small-sample Akaike Information Criterion. Coefficients for the best model were the intrinsic factors intensity of use (reference category = core; 0.118; 95% CL = 0.064-0.173), sex (reference = female; 0.105; 95% CL = 0.043-0.167), and intercept (0.229; 95% CL = 0.186-0.272). Shape complexity was less for core areas than peripheral areas and less for females than males. Considering complex resource selection patterns within a fragmented landscape, both sexes appeared to use energy-maximizing strategies, although the increase in shape complexity for males may be an allometric relationship based on size dimorphism. Our approach supported the phenomenon of optimality as manifested through home-range shape complexity, but we suggest that assessment of this phenomenon for habitat specialists may yield different results, including the potential importance of intrinsic factors based on more restrictive limiting factors.

ZusammenfassungDie komplizierten Zusammenhänge zu entwirren, die die Raumnutzung durch Tiere beeinflussen, ist schwierig auf der Basis von Zielkonflikten und limitierenden Bedingungen. Optimale Entscheidungen legen nahe, dass die räumliche Komplexität der Form des Aktionsraumes invers mit sparsamem Energieverbrauch und der Fitness verbunden sein sollte. Daher sollte der Kreis die günstigste Form sein. Wir untersuchten, ob die Komplexität der Form des Aktionsraumes (gemessen als Kreisähnlichkeit) von zwei extrinsischen Faktoren (räumliche Heterogenität, bevorzugtes Habitat [=Laubwald]) und drei intrinsische Faktoren (Geschlecht, Saison [innerhalb und außerhalb der Aufzuchtzeit], Nutzungsintensität), wobei die Nutzungsintensität durch die Kern- und Randgebiete des Aktionsraumes indiziert wurde. Wir bestimmten die Nutzungsverteilungen von 39 besenderten adulten amerikanischen Schwarzbären (Ursus americanus), der ein Habitatgeneralist ist, unter Einsatz von 'fixed-kernel'-Techniken und bestimmten die 50%- (Kerngebiet) und 95%-Konturen (Randgebiet). Wir passten 47 Modelle an, benutzten lineare Modelle und sortierten die Modelle anhand des Akaike-Informations-Kriteriums für kleine Proben. Die Koeffizienten für das beste Modell waren die intrinsischen Faktoren Nutzungsintensität (Referenzkategorie: Kerngebiet; 0.118; 95% CL = 0.064-0.173), Geschlecht (Referenz: weiblich; 0.105; 95% CL = 0.043-0.167), und Achsenabschnitt (0.229; 95% CL = 0.186-0.272). Die Komplexität der Form war für die Kerngebiete geringer als für die Randgebiete und bei den Weibchen geringer als bei den Männchen. Wenn man komplexe Ressourcenwahlmuster in einer fragmentierten Landschaft in Betracht zieht, schienen beide Geschlechter energiemaximierende Strategien zu verfolgen, auch wenn die höhere Komplexität der Form bei Männchen eine allometrische Beziehung auf Grund des Größendimorphismus sein könnte. Unser Ansatz unterstützt das Phänomen der Optimalität, das sich durch die Komplexität der Form des Aktionsraumes manifestiert, aber wir vermuten, dass die Bestimmung dieses Phänomens bei Habitatspezialisten andere Ergebnisse erbringen könnte, einschließlich der potentiellen Bedeutung von intrinsischen Faktoren, die sich aus stärker limitierenden Faktoren ergibt.