GPS tracking in high mountain landscapes: insights into the movement ecology of female alpine ibex (Capra ibex ibex L. 1758).

Questa tesi riporta I risultati di tre studi condotti sulla colonia di stambecco alpino dei gruppi “Marmolada-Monzoni”. Una sintesi per ciascuno studio è riportata di seguito. Contributo I: Morfologia del suolo, stagione e attività individuale influenzano la probabilità di acquisizione e l’errore associato alle localizzazioni con sistema GPS in un ungulato alpino. L'applicazione della tecnologia “GPS-tracking” nella ricerca sulla fauna selvatica ha offerto nuove, ampie opportunità per affrontare questioni ecologiche che riguardano in definitiva la conservazione delle specie. Tuttavia, per sfruttare a pieno le potenzialità della tecnologia e formulare conclusioni corrette, è necessario approfondire le conoscenze sulle cause di errore in essa implicite, nelle specifiche condizioni ambientali e con le specie su cui si opera. Nel primo capitolo, ho studiato come le peculiarità dell’ambiente alpino e il comportamento di femmine di stambecco influiscano sulla probabilità di acquisizione delle localizzazioni e sulla loro accuratezza. Ho prima condotto una prova sul campo, utilizzando collari programmati a tentare una localizzazione (fix) ogni 30 minuti durante cicli di 24 ore, e posizionati in 64 punti, di cui era stata determinata la posizione con un errore di 2.0 (ds = 2.8) m, scelti in modo da rappresentare le diverse condizioni di cielo visibile e di vegetazione (bosco o area aperta) dell’area occupata dalle femmine di stambecco oggetto del mio studio. Le prestazioni dei collari sono state influenzate soprattutto dalla percentuale di cielo visibile (skyview). Con skyview superiori al 70%, le localizzazioni acquisite sono state prossime al 100% di quelle attese, e l’errore di localizzazione si è mantenuto entro i 10 m per il 75% di esse. Con skyview minori di tale soglia, tuttavia, le localizzazioni acuisite sono scese al 75% di quelle attese e l’errore è aumentato fino a 20 m, sempre per il 75% delle localizzazioni. Ho poi analizzato un database di oltre 85.000 localizzazioni tentate, su 11 femmine munite di collare GPS durante un periodo di tre anni, al fine di individuare l’effetto delle caratteristiche ambientali dell’area usata giornalmente, del livello di attività degli animali (misurato dai sensori di movimento dei collari), e della variabilità climatica e meteorologica sulla probabilità di acquisizione delle localizzazioni attese. In estate, tale probabilità è rimasta molto buona (intorno al 95%) durante tutti i mesi e nell’arco di tutta la giornata. In inverno, invece, è diminuita fino a meno dell’85% nei mesi più freddi e nelle ore notturne. L’attività degli animali ha influenzato positivamente la probabilità di acquisizione delle localizzazioni, che è stata invece penalizzata dalle giornate con precipitazioni e da temperature inferiori alla media del periodo, soprattutto d’inverno. L’effetto positivo dell’attività si spiega molto probabilmente con il fatto che gli animali, quando sono attivi per spostarsi o per alimentarsi, tendono a frequentare aree aperte, mentre quando sono inattivi, sia di notte che di giorno se cercano rifugio dalle intemperie, tendono a frequentare aree riparate dove la skyview diminuisce. In conclusione, sebbene con un adeguato screening per eliminare gli outliers dalle localizzazioni ricevute sia possibile assicurare una buona accuratezza dei fix provenienti da habitat diversi, le localizzazioni ricevute sottostimano l’uso di habitat che forniscono riparo e i periodi climaticamente sfavorevoli. In generale, inoltre, i risultati di questo contributo sottolineano l’importanza di abbinare alle prove con collari statici anche l’analisi di database provenienti dagli animali oggetto di studio, al fine di individuare meglio i fattori che influiscono sulle prestazioni della tecnologia. Contributo II: Fattori determinanti le variazioni dell’home range a diverse scale spazio-tamporali in un ungulato Alpino L'elevata stagionalità degli ambienti alpini può incidere fortemente sulle strategie di uso dello spazio da parte dei grandi erbivori che le abitano. Nel secondo contributo ho prodotto e utilizzato un database di 672 home range settimanali (232 in estate and 440 in inverno) e uno di 160 home range mensili (64 in estate e 96 in inverno), derivante dal monitoraggio con collari GPS di 15 femmine di stambecco alpino nell’arco di tre anni, per individuare i pattern di variazione intra-annuale delle aree usate individualmente e per verificare come le variabili climatiche, gli indici di disponibilità alimentare, e fattori individuali agissero su tali pattern. Ho utilizzato, per il calcolo delle aree usate, il metodo k-LoCoH con due scale spaziali: l’home range (HR, calcolato sul 95% delle localizzazioni) e la core area (CA, calcolata sul 50% delle localizzazioni). Con tutte le scale temporali e spaziali, le aree usate dalle femmine sono risultate molto ridotte in inverno, per aumentare poi progressivamente fino a un picco in estate, e diminuire poi nuovamente. Questo andamento si è rivelato molto marcato, con un aumento fino a 15-20 volte di dimensione degli HR e delle CA passando dal minimo invernale al massimo estivo. L’area degli HR e delle CA è risultata così correlata positivamente con il fotoperiodo, ma le sue variazioni si sono sincronizzate maggiormente con l’andamento della temperatura e dell’indice NDVI medio dell’area di studio. Successivamente, dopo aver individuato stagioni biologicamente sensate sulla base di una cluster analisi della “step distance” e delle variabili ambientali associate alle localizzazioni, ho analizzato HR e CA, entro stagione e correggendo per il trend temporale, al fine di verificare gli efetti della varibilità stocastica degli indici climatici, degli indici di abbondanza trofica, e delle caratteristiche individuali degli animali. Le aree di HR a CA sono risultate negativamente influenzate dalla variabilità del manto nevoso o dall’abbondanza delle precipitazioni in inverno, e dalla disponibilità alimentare individuale (indicizzata dall’NDVI medio o dalla prevalenza di vegetazione su rocce e ghiaioni entro HR e CA). Anche la pendenza, che può indicare la disponibilità di zone di rifugio, ha influito negativamente sull’area di HR e CA. Invece, i fattori individuali, cioè la classe di età e lo stato di lattazione o meno, non hanno influito in misura apprezzabile sul comportamento spaziale. Questi risultati sottolineano la peculiarità delle strategie di uso dello spazio da parte delle femmine di stambecco alpino, che appaiono estremamente conservative nei riguardi dei dispendi energetici d’inverno e improntate a ottimizzare l’uso delle risorse alimentari, anche con rilevanti spostamenti, durante l’estate. La comprensione dei fattori che determinano tali strategie è di fondamentale importanza per la conservazione di aree e habitat chiave e per prevedere come la specie possa reagire al loro modificarsi, ad esempio in seguito al cambiamento climatico. Contributo III: Validazione di una tecnica non invasiva per la stima indiretta della qualità della dieta in un ungulato alpino Uno dei principali fattori che determinano i modelli di comportamento dei grandi erbivori è il variare stagionale della disponibilità di risorse alimentari, soprattutto in ambienti estremi come quelli frequentati dallo stambecco alpino. I contenuti fecali di azoto (FN) e, in minor misura, di NDF (FNDF) sono stati suggeriti come indicatori della qualità della dieta negli erbivori selvatici. Lo studio considerato dal terzo contributo ha valutato l’uso di questi indicatori per descrivere i pattern di qualità della dieta di stambecchi maschi e femmine dall’inizio dell’estate all’autunno. Dato che le analisi chimiche sono onerose in termini di costi e tempo richiesto, lo studio ha anche verificato in che misura i dati provenienti da strumenti NIRS diversi per ampiezza della gamma spettrale e per principio (riflettanza o assorbanza) potessero sostituire quelli dell’analisi chimica. Da giugno avanzato fino a novembre ho raccolto campioni freschi di feci di stambecchi maschi e femmine, su tutta l’area occupata dalla colonia. I campioni sono stati poi analizzati per N e NDF con metodo chimico tradizionale e con NIRS. Le predizioni NIRS sono risultate soddisfacenti, soprattutto per l’N, solo con lo strumento caratterizzato da ampia banda (350-1050 nm) e basato sulla riflettanza. I valori di FN sono diminuiti con il crescere della data giuliana, e quelli di FNDF sono aumentati, suggerendo un progressivo peggioramento della qualità della dieta ingerita da entrambi i sessi. Le femmine hanno tuttavia tendenzialmente mostrato valori di FN superiori e di FNDF inferiori a quelli dei maschi. Anche se questi andamenti sono stati descritti nella maniera più puntuale dai dati dell’analisi chimica, i dati prodotti dallo strumento NIRS rivelatosi più affidabile hanno prodotto patterns molto simili. Al fine di evidenziare eventuali correlazioni, ciascun campione fecale era stato caratterizzato anche con il valore medio dell’indice NDVI di un’area buffer circostante la sua localizzazione. Tuttavia, nessuna relazione è stata trovata tra indici di qualità della dieta e NDVI. In conclusione, i risultati ottenuti dimostrano che adeguate tecnologie NIRS possono sostituire le analisi chimiche per la stima dell’N e dell’NDF fecali. I patterns osservati per questi indicatori suggeriscono che, anche se le femmine sembrano capaci di selezionare una dieta migliore di quella dei maschi, entrambi i sessi sperimentano nel corso dell’estate e dell’autunno un declino progressivo della qualità della dieta ingerita. Questo risultato sottolinea l’importanza delle strategie di riduzione dei dispendi energetici messe in atto dalla specie in inverno, sia di quelle intese a massimizzare l’uso delle risorse trofiche messe in atto durante la primavera.