Ecology of American martens in northern hardwood forests: resource pulses and resource selection across temporal and spatial scales

Effective wildlife management and conservation is based on a sound understanding of ecological processes that operate on multiple temporal and spatial scales and how these processes affect populations. For forest carnivores such as American martens (Martes americana) that have large space requiremen...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Jensen, Paul
Other Authors: Murray Mitchell Humphries (Supervisor)
Format: Thesis
Language:English
Published: McGill University 2013
Subjects:
Online Access:http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=114321
Description
Summary:Effective wildlife management and conservation is based on a sound understanding of ecological processes that operate on multiple temporal and spatial scales and how these processes affect populations. For forest carnivores such as American martens (Martes americana) that have large space requirements, are sensitive to landscape changes, and are closely linked to prey populations, multi-scale studies have the potential to provide useful information for conservation. However, the challenges of collecting data over long time series and broad landscapes are significant. Here, I apply harvest and field-based data to investigate aspects of marten ecology at multiple scales in a northern hardwood forest system. I investigated temporal trends in the relationship among mast-producing trees, small mammal relative abundance, and marten and fisher (Martes pennanti) harvests. A large proportion of the annual variation in harvest success rates for both species could be explained by models including American beech seed production (Fagus grandifolia) as a key predictor variable. Based on these results I hypothesized that marten space use was inversely related to mast crop production (resulting in differential vulnerability to trapping) and tested this hypothesis using location data from radio collared martens. Autumn/winter home range area and daily movement rates differed among years and were greater in mast failure years than those when mast was produced followed by typical winter conditions. However, differences in these metrics were not significant between mast failures and a year when large mast crops were produced followed by a mild winter with reduced snowfall. Thus, the influence of food abundance on marten space use appears to be mediated by winter conditions such as snow depth. Additionally, I investigated marten resource selection at multiple spatial scales within the southern portion of the Northern Appalachians ecoregion (NAP) to better understand 1.) environmental variables constraining the distribution of martens at the southern extent of their range in eastern North America (i.e., first-order species distribution model; SDM), 2.) variables influencing distribution on a more localized landscape (second-order), and 3.) selection of specific forest stand types within home ranges. Of the 3 spatial scales that I examined, martens exhibited the strongest selection at the ecoregional-scale and results supported the hypothesis that a combination of factors including competition with fishers, forest structure/complexity, and land cover were the primary drivers influencing marten distribution in this landscape. In particular, annual snowfall had the greatest relative contribution to the models (42.2-46.3%) and marten presence was associated with mean annual snowfall ≥ 230 cm. These results supported previously hypothesized mechanisms involving relationships among fishers, martens, and snow. Lastly, I discussed how harvest monitoring data can be used to further our understanding of marten-fisher interactions and provided examples of the use of the SDM as a conservation tool. Research presented here identifies novel and unexpected ecological connections among mesocarnivores, small mammals, forest seed production, and snow cover that will assist with the continuation of sustainable harvests and conservation of martens within the northeastern U.S. and southeastern Canada. La gestion et la conservation efficaces de la faune sont basées sur une bonne compréhension des processus écologiques qui opèrent à de multiples échelles spatiales et temporelles et de comment ces processus affectent les populations. Pour les carnivores forestiers, tel que la martre d'Amérique (Martes americana), qui ont besoin de grands espaces, qui sont sensibles aux changements de paysage, et qui sont liés de très près à leurs proies, les études à multiples échelles ont le potentiel d'apporter de l'information utile pour la conservation. Cependant, la collecte de données sur de longues périodes et de vastes paysages représente des défis importants. J'applique ici des données de récolte et de terrain pour examiner des aspects de l'écologie de la martre à de multiples échelles dans une forêt de feuillus à bois dur nordique. J'examine les tendances temporelles dans la relation entre les arbres à paisson, l'abondance relative des petits mammifères, et la récolte de martres et pékans (Martes pennanti). Une large proportion de la variation annuelle du taux de succès de récolte pour les deux espèces a pu être expliquée par des modèles incluant la production de faines d'hêtre à grandes feuilles (Fagus grandifolia) comme variable clé. Basé sur ces résultats, j'ai fait l'hypothèse que l'utilisation de l'espace chez la martre est inversement reliée à la paisson (résultant en une différence de vulnérabilité à la capture) et j'ai testé cette hypothèse en utilisant des données de localisations provenant de martres avec des colliers radio-émetteurs. Les domaines vitaux et les taux de mouvements journaliers automne/hiver différaient entre les années et étaient plus grands lors de faibles paissons que lors de paissons abondantes suivies par des conditions hivernales typiques. Cependant, les différences de ces mesures n'étaient pas significatives entre les faibles paissons et une année avec une paisson abondante suivie d'un hiver doux avec moins de neige. Ainsi, l'influence de l'abondance de nourriture sur l'utilisation de l'espace chez la martre semble être interposée par les conditions hivernales, telle que l'épaisseur de la neige. De plus, j'ai examiné la sélection de ressources chez la martre à de multiples échelles spatiales dans la portion sud de l'écorégion Appalachienne Nord (APN) pour mieux comprendre 1) les variables environnementales qui contraignent la répartition des martres à l'extrême sud de leur distribution nord-américaine de l'est (à savoir, modèle de distribution d'espèce de première ordre; MDE), 2) les variables influençant la distribution de façon plus localisée dans le paysage (deuxième ordre), et 3) la sélection de peuplements forestiers spécifiques dans les domaines vitaux. De ces trois échelles spatiales que j'ai examinées, les martres démontrent la plus forte sélection à l'échelle éco-régionale et les résultats ont supporté l'hypothèse qu'une combinaison de facteurs, incluant la compétition avec les pékans, la structure/complexité forestière, et la couverture du sol sont les conducteurs primaires qui influencent la distribution de la martre dans ce paysage. En particulier, la chute de neige annuelle a eu la plus grande contribution relative dans les modèles (42.2-46.3%) et la présence de martres a été associée avec une chute de neige annuelle moyenne ≥ 230 cm. Ces résultats supportent les mécanismes de l'hypothèse précédente impliquant les relations entre les pékans, les martres, et la neige. Finalement, j'ai discuté de comment les données de suivi de récolte peuvent être utilisées pour comprendre davantage les interactions martre-pékan et ont fourni des exemples d'utilisation de MDE comme outil de conservation. La recherche présentée ici identifie des connections écologiques nouvelles et inattendues entre les mesocarnivores, les petits mammifères, la production forestière de graines, et le couvert de neige qui aideront à la continuation de récolte et de conservation durables des martres.