To drink or not to drink? The influence of resource availability on elephant foraging and habitat selection in a semi-arid savanna

Valls Fox Hugo. 2015. To drink or not to drink? The influence of resource availability on elephant foraging and habitat selection in a semi-arid savanna. Montpellier : Université de Montpellier, 162 p. Thèse de doctorat : Ecologie, évolution, ressources génétiques, paléontologie : Université de Montpellier

Titre français : Boire ou ne pas boire ? De l'influence de la disponibilité en ressources sur l’approvisionnement et la sélection de l'habitat des éléphants dans une savane semi-aride

Encadrement : Chamaille-Jammes, Simon ; De Garine-Wichatitsky, Michel

Résumé : Water and forage are key non-substitutable resources for herbivores in arid and semi-arid ecosystems. The distribution of surface water determines the distribution and abundance of water dependent animal species: yet little is known about the processes involved at the individual level. Thirteen African savanna elephant family groups and ten bulls (Loxodonta Africana) were tracked with GPS collars within and on the outskirts of Hwange National Park, Zimbabwe. Elephants behave as multiple central place foragers: They visit waterholes periodically every 5h, 24h, 48h or 72h and travel further from water during longer trips. During the dry season, temperatures increase and forage becomes depleted closer to water. Elephant family groups visit waterholes more often by increasing the proportion of briefer trips and abandoning 72h trips. However, they forage further during 24h trips by increasing travelling speed. Elephant movement patterns reveal that locomotional and navigational abilities are at the core of their coping strategies although these abilities are seldom allowed to vary in most foraging models of animal's use of heterogeneously distributed resources. During these foraging trips, family herds select areas with low waterhole density at multiple scales. Selection strength for low density areas increases with both distance to water and the advancement of the dry season. While scaling effects are widely recognized, the effects of the spatial distribution of multiple central places constraining foraging have been ignored although they determine depletion effects and their feedbacks on habitat selection. I also showed that elephant and buffalo strongly avoid livestock and people that herd them at the boundary of a protected area during the rainy season. Nevertheless, avoidance decreases during the dry season when foraging and drinking resources become scarce. Elephants are increasingly constrained by surface water availability during the dry season as their drinking requirements increase while they strive to maintain their forage intake. This study provides quantitative assessment of individual water dependence and of landscape effects of surface water distribution on a large herbivore. These findings can inform surface water management in contexts of aridification resulting from climate change.

Résumé (autre langue) : L'eau et le fourrage sont deux ressources non substituables pour les herbivores dans les écosystèmes arides et semi-arides. La distribution spatiale de l'eau de surface détermine la distribution et l'abondance des espèces dépendantes de l'eau. Cependant les processus impliqués à l'échelle individuelle demeurent méconnus. Treize groupes familiaux d'éléphants d'Afrique (Loxodonta africana) et dix mâles ont été équipés de colliers GPS dans le parc National de Hwange, au Zimbabwe, et à sa périphérie. Les éléphants fourragent autour de multiples points centraux : ils visitent un point d'eau périodiquement toutes les 5h, 24h, 48h ou 72h et s'éloignent plus de l'eau lorsque ils font des trajets de plus longue durée. Pendant la saison sèche, la température augmente et les ressources fourragères s'épuisent à proximité de l'eau. Les groupes familiaux d'éléphants visitent les points d'eau plus souvent en augmentant la fréquence des trajets courts et en abandonnant les trajets de 72h. Néanmoins, ils parviennent à se rendre plus loin de l'eau pendant les trajets de 24h en augmentant la vitesse de déplacement. Ainsi les patrons de déplacement révèlent que les capacités de locomotion et de navigation des éléphants sont au coeur de leur stratégie d'adaptation à la saison sèche. Malgré cela, ces capacités sont rarement incluses dans les modèles d'approvisionnement dans des environnements hétérogènes. Pendant ces trajets, les groupes familiaux sélectionnent les zones de faible densité de points d'eau à des échelles multiples. La force de la sélection pour ces zones de faible densité augmente avec la longueur du trajet et au cours de la saison. Bien que l'importance des échelles spatiales soit bien établie dans la littérature, les contraintes associées à l'utilisation de multiples points centraux distribués de manière hétérogène dans le paysage ont été négligées alors que cette distribution détermine le degré d'épuisement des ressources fourragères et les rétroactions sur la sélection de l'habitat. J'ai également montré que les éléphants et les buffles évitent fortement le bétail et les humains qui les conduisent en périphérie d'une zone protégée pendant la saison des pluies. Cependant cet évitement décline au cours de la saison sèche en raison de l'assèchement des points d'eau et de la raréfaction des ressources fourragères. Les éléphants sont de plus en plus contraints par la distribution de l'eau de surface en saison sèche en raison de l'augmentation de leur besoins en eau tandis qu'ils tentent de mai'tenir leur approvisionnement en fourrage. Cette étude donne une évaluation quantitative de la contrainte en eau à l'échelle individuelle ainsi que les effets de la distribution en eau dans le paysage sur un grand herbivore. Ces résultats peuvent guider les politiques de gestion de l'eau dans un contexte d'aridification dû au changement climatique.

Mots-clés Agrovoc : éléphant d'Afrique, buffle africain, comportement alimentaire, ressource en eau, eau superficielle, eau de pluie, eau potable, forage d'eau, approvisionnement en eau, utilisation de l'eau, comportement animal, écologie animale, écosystème, habitat, variation saisonnière, saison sèche, distribution géographique, disponibilité alimentaire, besoin en eau, ressource alimentaire pour animaux, fourrage, zone semi-aride, savane, parc national, zone protégée

Mots-clés géographiques Agrovoc : Zimbabwe

Classification Agris : L02 - Alimentation animale
L20 - Écologie animale
P10 - Ressources en eau et leur gestion
P40 - Météorologie et climatologie

Champ stratégique Cirad : Axe 6 (2014-2018) - Sociétés, natures et territoires

Auteurs et affiliations

• Valls Fox Hugo, Université de Montpellier (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/581786/)

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