[논문 리뷰] Effects of free-ranging livestock on sympatric herbivores at fine spatiotemporal scales

Rongna Feng, Xinyue Lü외 8명|arXiv (Cornell University)|2018. 10. 26.

Wildlife Ecology and Conservation참고 문헌 63인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 중국의 호랑이·표범 국립공원에서 촬영기반 데이터와 고급 점유 모델을 활용하여 자유도래하는 소가 공존하는 유영동물—멧돼지, 수리스와, 사향소—에 미치는 미세한 시공간적 영향을 조사한다. 연구 결과, 소의 방목이 세 종 모두의 만남 빈도를 유의하게 감소시키며, 사향소는 강한 회피 행동을 보여 생물학적 상호작용의 부정적 영향을 시사한다. 이는 인간이 지배하는 환경에서 포식자-피식자 역학과 생물다양성 보존에 위협이 된다.

ABSTRACT

Understanding wildlife-livestock interactions is crucial for the design and management of protected areas that aim to conserve large mammal communities undergoing conflicts with humans worldwide. An example of the need to quantify the strength and direction of species interactions is the conservation of big cats in newly established protected areas in China. Currently, free-ranging livestock degrade the food and habitat of the endangered Amur tiger and Amur leopard in the forest landscapes of Northeast China, but quantitative assessments of how livestock affect the use of habitat by the major ungulate prey of these predators are very limited. Here, we examined livestock-ungulate interactions using large-scale camera-trap data in the newly established Tiger and Leopard National Park in Northeast China, which borders Russia. We used N-mixture models, two-species occupancy models and activity pattern overlap to understand the effects of cattle grazing on three ungulate species (wild boar, roe deer and sika deer) at a fine spatiotemporal scale. Our results showed that incorporating the biotic interactions with cattle had significant negative effects on encounters with three ungulates; sika deer were particularly displaced as more cattle encroached on forest habitat, as they exhibited low levels of co-occurrence with cattle in terms of habitat use. These results, combined with spatiotemporal overlap, suggested fine-scale avoidance behaviours, and they can help to refine strategies for the conservation of tigers, leopards and their prey in human-dominated transboundary landscapes. Progressively controlling cattle and the impact of cattle on biodiversity while simultaneously addressing the economic needs of local communities should be key priority actions for the Chinese government.

연구 동기 및 목표

• 신규로 설립된 보호구역에서 자유도래 축산물이 공존하는 초식동물에 미치는 영향을 미세한 시공간 척도에서 정량화하는 것.
• 소의 존재가 아물 호랑이와 표범의 주요 유영동물 피식자 종의 서식지 이용과 활동 패턴에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 보존 전략 수립을 위해 소와 토착 초식동물 간의 부정적 상호작용을 규명하여 고위 포식자와 그 피식자 보존에 기여하는 것.
• 생태적 및 사회경제적 우선순위를 통합하여 인간이 지배하는 환경에서의 국경을 초월한 보존 계획을 지원하는 것.

제안 방법

• 중국 동북부 호랑이·표범 국립공원의 숲 서식지 전역에서 대규모 촬영기반 데이터를 수집하였다.
• 불완전한 탐지에 대비해 탐지 확률과 종의 개체수를 추정하기 위해 N-혼합 모델을 적용하였다.
• 소와 세 종의 유영동물(멧돼지, 수리스와, 사향소) 간의 공존 패턴을 평가하기 위해 이종 점유 모델을 사용하였다.
• 시공간적 활동 겹침을 분석하여 시간적 분리와 잠재적 경쟁 여부를 평가하였다.
• 공간적 및 시간적 공변량을 통합하여 소의 존재가 공유 서식지 이용에 미치는 영향을 모델링하였다.
• 불완전한 탐지와 종별 반응을 고려한 통계 모델을 활용해 생물학적 상호작용의 강도와 방향성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자유도래 소의 존재가 공존하는 유영동물 종의 탐지 가능성과 점유도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 사향소, 수리스와, 멧돼지는 서식지 이용에서 소를 얼마나 시공간적으로 회피하는가?
• RQ3 소와 유영동물 간의 활동 패턴 겹침 정도는 어떠한가? 이는 경쟁을 시사하는가 아니면 공존을 시사하는가?
• RQ4 소의 밀도는 미세한 시공간 척도에서 토착 유영동물의 서식지 이용에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 축산물-유영동물 상호작용은 아뮬 호랑이와 표범과 같은 최상위 포식자 보존에 어떤 함의를 지닌다?

주요 결과

• 소의 존재는 연구 지역 전역에서 멧돼지, 수리스와, 사향소 세 종 모두의 탐지 및 점유도에 유의미한 부정적 영향을 미쳤다.
• 사향소는 소에 대해 가장 강한 회피 행동을 보였으며, 공간적·시간적 공존 수준이 낮아 소의 존재에 매우 민감함을 시사한다.
• 미세한 시공간 겹침 분석 결과, 사향소는 소 활동 빈도가 높은 지역과 시간대를 적극적으로 피하는 것으로 나타나 행동적 이동이 일어났음을 시사한다.
• 소의 침입이 증가한 숲 서식지에서 소의 영향이 가장 심각했으며, 이는 토착 유영동물의 서식지 질 저하를 초래했다.
• 이종 점유 모델을 통한 분석 결과, 탐지 편향을 보정한 후에도 소의 존재가 사향소의 탐지 확률을 유의미하게 감소시켰다.
• 결과적으로, 통제되지 않은 소 방목은 고위 포식자 피식자 종의 주요 먹이 자원과 서식지를 악화시켜 보호구역의 보존 가치를 떨어뜨린다.