Arctic ecosystems are changing dramatically with warmer and wetter conditions resulting in complex interactions between herbivores and their forage. We investigated how Svalbard reindeer (Rangifer tarandus platyrhynchus) modify their late winter diets in response to long-term trends and interannual variation in forage availability and accessibility. By reconstructing their diets and foraging niches over a 17-year period (1995-2012) using serum δ13 C and δ15 N values, we found strong support for a temporal increase in the proportions of graminoids in the diets with a concurrent decline in the contributions of mosses. This dietary shift corresponds with graminoid abundance increases in the region and was associated with increases in population density, warmer summer temperatures and more frequent rain-on-snow (ROS) in winter. In addition, the variance in isotopic niche positions, breadths, and overlaps also supported a temporal shift in the foraging niche and a dietary response to extreme ROS events. Our long-term study highlights the mechanisms by which winter and summer climate changes cascade through vegetation shifts and herbivore population dynamics to alter the foraging niche of Svalbard reindeer. Although it has been anticipated that climate changes in the Svalbard region of the Arctic would be detrimental to this unique ungulate, our study suggests that environmental change is in a phase where conditions are improving for this subspecies at the northernmost edge of the Rangifer distribution.
Tiivistelmä Arktisella alueella laiduntavien eläinten ja kasvillisuuden väliset vuorovaikutukset muuttuvat nyt monitahoisesti, kun lämpötilat kohoavat ja kosteus lisääntyy. Tutkimme, kuinka pitkäaikaiset trendit sekä vuotuiset vaihtelut ravintokasvien saatavuudessa vaikuttavat huippuvuortenpeuran (Rangifer tarandus platyrhynchus) lopputalvella käyttämään ruokavalioon, ja ovatko nämä vaikutukset selitettävissä optimaalisen ravinnonhakuteorian avulla. Peurojen ravinto ja ravintoa vastaavat ekolokerot rekonstruoitiin 17 vuoden ajanjaksolta (1995-2012) mittaamalla peurojen seerumin hiilen ja typen isotooppiarvoja (δ13 C, δ15 N). Mittauksemme osoittivat vahvasti, että tutkimusjakson aikana heinäkasvien osuus kasvoi sammalten osuuden samanaikaisesti vähetessä peurojen ruokavaliossa. Havaittu ruokavalion muutos sopii hyvin yhteen tutkimusalueelta raportoituun heinäkasvien lisääntymiseen saman ajanjakson aikana. Eri isotooppien osuuksien muutokset olivat yhteydessä peuran populaatiotiheyden kasvuun, korkeampiin kesälämpötiloihin ja lumen päälle tulevien vesisateiden yleistymiseen. Näiden tekijöiden yhteisvaikutus johti heinäkasvien käytön lisääntymiseen mallinnetussa peuran talviruokavaliossa. Tämän lisäksi isotooppien avulla rekonstruoitujen ekolokeroiden asemoitumisessa, leveyksissä ja päällekkäisyyksissä havaittu vaihtelu tuki ravintoekolokeron ajallista muutosta erityisesti vasteena äärimmäisiin talvisiin vesisateisiin. Pitkäkestoinen tutkimuksemme havainnollisti, miten ilmaston- ja kasvipeitteen muutos sekä kasvanut populaatiotiheys voivat kumulatiivisesti vaikuttaa huippuvuortenpeuran ravinnonkäyttöön. Toisaalta havaintomme paljastavat myös, miten hienovaraisesti talvi- ja kesäilmaston muutos kumuloituvat kasvipeitteen ja laiduneläinten populaatiodynamiikan muutoksiksi. Löydöksiämme voidaan soveltaa luonnonsuojelussa, sillä niiden avulla voidaan torjua huippuvuortenpeuran sekä muiden arktisten laiduntajien populaatioromahduksia sekä ylläpitää arktisten ekosysteemien haurasta tasapainoa.
Keywords: Rangifer tarandus platyrhynchus; Arctic; Svalbard; Svalbard reindeer; climate change; diet; graminoids; rain-on-snow; stable isotope; trophic niche.
© 2022 The Authors. Global Change Biology published by John Wiley & Sons Ltd.