Bio-economic aspects of moose : forage interactions - gains and compromises of interdisciplinary research
Doctoral thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2431933Utgivelsesdato
2010Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Interdisciplinary research is a prerequisite for applied progress in natural resource management. Still, most relevant studies are done by economists alone, and not in collaboration with ecologists. I discuss the ideological reasons (PAPER I), and conclude that value-based practical compromises are inevitable for the two groups to team up. Our bio economic model for optimizing production of moose (Alces alces) versus timber (PAPER II) illustrates how the compromises can be implemented. It includes management restrictions based solely on ecology and/or ethics. These strongly influenced moose demography, but had negligible economic effects. Even with very favourable conditions for moose, timber was the main source of income (>69%) on a typical Norwegian forest property. The moose density (at intermediate to extreme damage levels) was kept 40-70% lower than if optimized without concern for tree browsing damage. Factors favouring moose were: a) a high market value of the hunt; b) lower proportion of pine in the forest; c) younger forest at start of planning period; d) lower soil fertility; and e) higher interest rate (not all relationships were linear). The model work revealed a broad need for empirical studies of moose fitness: forage interactions. To obtain large gradients in these data within the short PhD timeframe, we allocated field work spatially (twelve Norwegian ranges, 58°45’N-63°32’N), rather than temporally. The field work unintentionally provided an opportunity to compare how the two most-used methods for estimating ungulate diet apply to moose summer browse (PAPER III). Fecal analyses consistently deviated from field surveys of browsed vegetation, with lower diet content of birch (Betula spp.) and correspondingly higher contents of the more preferred browse species. Although we could not quantify each causative factor, fecal analyses apparently gave the less accurate diet depiction. The method is nevertheless needed to quantify forage other than browse, which may constitute a large part of moose summer diet (PAPER IV). Several moose studies have shown that species composition of available forage may affect consumption, but none yet as comprehensively as in paper IV. Most importantly, we found that selectivity for (and not just diet content of) birch was negatively related to availability of more preferred species such as rowan (Sorbus aucuparia). Also, browse selectivity was overall less pronounced in summer than in winter (selectivity for rowan decreased, while for birch it increased when going from winter to summer). These findings will have bearings on our evaluation of the quality of summer and winter ranges, respectively. A dominance of birch compared to rowan will e.g. to a larger extent make the winter range “less good” than it will for the summer range. Our study ranges turned out to comprise two ecologically distinct moose regions, which provided a unique opportunity to look closer at the ‘range quality hypothesis’ (PAPER V). This hypothesis states that moose with more preferred forage should have better fitness due to higher yields of energy and nutrients. Contrary, though, preferred species made up only 10% of the per capita browse availability in our high-fitness region, and 19% in the low-fitness region. Hence, abundant preferred forage is not a requirement for Scandinavian moose to obtain and maintain high fitness. In paper V, we also quantified what determined forage availability on these ranges, of which logging was the superior factor (e.g. 6.4 times as much birch shoot cm/m2 in young as in older forest, depending on soil fertility).
Recommendations: Three explicit research needs emerged from the thesis: 1) Determine what caused the low utilization of birch by the moose on our low-fitness ranges, apparently a fitness disadvantage; 2) Quantify the link between moose diet and moose fitness; 3) Establish long term studies of qualitative effects of moose browsing damage on timber trees. The thesis’ most important applied findings are: 1) Differential plant selectivity makes carrying capacity for moose equivocal, and cautions against extrapolating such data across ranges or seasons; 2) Logging activity ought to be integrated to the moose management; 3) On many ranges, even the less preferred forage should be included when monitoring moose browsing pressure. Tverrfaglig forskning er nødvendig for å oppnå en bedre forvaltning av naturressursene våre. Likevel blir de fleste relevante studier utført av økonomer alene, og ikke i samarbeid med økologer. Jeg har sett nærmere på de ideologiske grunnene (ARTIKKEL I), og konkluderer med at verdibaserte praktiske kompromiss er uunngåelige om de to gruppene skal samarbeide. Vår bio-økonomiske modell for å bestemme optimal produksjon av elg (Alces alces) versus tømmer (ARTIKKEL II) illustrerer hvordan kompromissene kan implementeres. Modellen innehar forvaltningsrestriksjoner basert helt og holdent på økologi og/eller etikk. Disse påvirket sterkt elgens demografi, men hadde minimal økonomisk effekt. Selv med gode forhold for elgjakt kom majoriteten av inntektene (>69%) på en typisk norsk skogeiendom fra tømmer. Tettheten av elg (ved middels til ekstremt skadenivå) ble holdt 40-70% lavere enn dersom optimalisert uten hensyn til beiteskade på tømmertrær. Faktorer som favoriserte elg var: a) høy markedsverdi på jakta; b) lav andel furu i skogen; c) yngre skog ved oppstart av planperioden; d) lav bonitet; og e) høy rente (ikke alle effekter var rettlinjet). Modellen avdekket et bredt behov for flere empiriske studier av forholdet mellom elgens beite og dens kondisjon. For å oppnå tilstrekkelig gradient i disse dataene innenfor den korte PhD tidsrammen, fordelte vi feltarbeidet romlig (tolv norske studieområder, 58°45’N 63°32’N), og ikke over tid. Arbeidet ga utilsiktet en mulighet for å sammenlikne de to metodene som er mest brukt for å estimere diett hos ville hjortedyr (ARTIKKEL III). Møkkanalyser avvek konsekvent fra felttaksering av beitet vegetasjon, med lavere diettinnhold av bjørk (Betula spp.) og tilsvarende høyere innhold av mer prefererte arter. Selv om vi ikke kunne kvantifisere hver medvirkende årsak, synes møkkanalysene å gi det minst presise bildet av den faktiske dietten. Metoden er likevel nødvendig for å estimere annet beite enn lauv og bar, hvilket kan utgjøre en betydelig andel av elgens sommerdiett (ARTIKKEL IV). Flere studier har vist at artssammensetning av tilgjengelige beiteplanter kan påvirke elgens utnyttelse, men ingen så omfattende som i artikkel IV. Vi fant bl.a. at elgens seleksjon for (og ikke bare bruk av) bjørk var negativt relatert til tilgangen på mer prefererte arter (eks. rogn, Sorbus aucuparia). Elgen viste også mindre uttalt seleksjon blant lauvartene om sommeren enn om vinteren (seleksjonen for rogn var lavere sommerstid, mens det for bjørk var motsatt). Dette vil ha betydning for hvordan vi evaluerer kvaliteten på hhv. sommer- og vinterbeitene. En dominans av bjørk sammenliknet med rogn vil f.eks. i større grad gjøre vinterbeitet ”mindre bra” enn det vil gjøre for sommerbeitet. Våre studieområder viste seg å utgjøre to beiteøkologisk adskilte regioner, og det ga en unik mulighet til å se nærmere på ’beitekvalitets-hypotesen’ (ARTIKKEL V). Denne sier at elg med mer preferert fór forventes å ha høyere kondisjon pga. mer effektivt utbytte av energi og næringsstoffer. Vi fant derimot at preferert lauv utgjorde kun 10% av kvistmengden tilgjengelig per dyr i regionen med høy elgkondisjon (øst for Oslofjorden), og 19% i regionen med lav elgkondisjon (vest for fjorden). Stor tilgang til preferert fòr er således ikke en nødvendighet for at Skandinavisk elg skal oppnå og opprettholde høy kondisjon. I artikkel V kvantifiserte vi også faktorer som bestemmer elgens fórtilgang i våre studieområder, og fant at hogst var den suverent viktigste faktoren (eks. 6.4 ganger så mye bjørkekvist i ung skog som den eldre skogen, avhengig av bonitet).
Anbefalinger: PhD-graden avdekket tre konkrete behov for videre forskning: 1) Bestemme årsakene til den lave utnyttelsen av bjørk i vest, tilsynelatende en ulempe for elgenes kondisjon; 2) Kvantifisere forholdet mellom elgens diett og dens kondisjon; 3) Etablere langtidsstudier på kvalitetsmessige effekter av beiteskader fra elg på tømmertrær. Gradens viktigste anvendte funn er: 1) Varierende seleksjon for beiteplanter gjør det vanskelig å måle bæreevne for elg, og data bør ikke uten videre overføres verken mellom områder eller mellom sesonger; 2) Skogbrukets hogstaktivitet må integreres i elgforvaltningen; 3) I mange områder bør elgens beitepress på også mindre prefererte, og ikke bare høyprefererte,
beiteplanter overvåkes.