The Impact of Increased Environmental Stochasticity Due to Climate Change on the Dynamics of Asiatic Wild Ass

Authors

  • DAVID SALTZ,

    Corresponding author
    1. Mitrani Dept. of Desert Ecology, Jacob Blaustein Institute for Desert Research, Ben Gurion University, Sde Boqer Campus, 84990, and Science Division, Nature and Parks Authority, Jerusalem 95463, Israel
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  • DANIEL I. RUBENSTEIN,

    1. Dept. of Ecology and Evolutionary Biology, Princeton University, Princeton, NJ 08544, U.S.A.
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  • GARY C. WHITE

    1. Dept. of Fishery and Wildlife Biology, Colorado State University, Fort Collins, CO 80523, U.S.A
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email dsaltz@bgu.ac.il

Abstract

Abstract: Theory proposes that increased environmental stochasticity negatively impacts population viability. Thus, in addition to the directional changes predicted for weather parameters under global climate change (GCC), the increase in variance of these parameters may also have a negative effect on biodiversity. As a case study, we assessed the impact of interannual variance in precipitation on the viability of an Asiatic wild ass (Equus hemionus) population reintroduced in Makhtesh Ramon Nature Reserve, Israel. We monitored the population from 1985 to 1999 to determine what environmental factors affect reproductive success. Annual precipitation during the year before conception, drought conditions during gestation, and population size determined reproductive success. We used the parameters derived from this model to assess population performance under various scenarios in a Leslie matrix type model with demographic and environmental stochasticity. Specifically, we used a change in the precipitation regime in our study area to formulate a GCC scenario and compared the simulated dynamics of the population with a no-change scenario. The coefficient of variation in population size under the global change scenario was 30% higher than under the no-change scenario. Minor die-offs (≥15%) following droughts increased extinction probability nearly 10-fold. Our results support the idea that an increase in environmental stochasticity due to GCC may, in itself, pose a significant threat to biodiversity.

Abstract

Resumen: La teoría propone que el incremento de la estocasticidad ambiental impacta negativamente a la viabilidad poblacional. Por lo tanto, adicionalmente a los cambios direccionales pronosticados bajo el cambio climático, el incremento en la varianza de estos parámetros también tendrá un efecto negativo sobre la biodiversidad. Como caso de estudio, evaluamos el impacto de la varianza interanual de la precipitación sobre la viabilidad de una población de Equus hemionus introducida en la Reserva Natural Makhtesh Ramon, Israel. Monitoreamos la población de 1985 a 1999 para determinar los factores ambientales que afectan el éxito reproductivo. La precipitación anual durante el año anterior a la concepción, condiciones de sequía durante la gestación y el tamaño poblacional determinaron el éxito reproductivo. Utilizamos los parámetros derivados de este modelo para evaluar el funcionamiento de la población en varios escenarios en un modelo tipo matricial de Leslie con estocasticidad ambiental y demográfica. Específicamente, utilizamos un cambio en el régimen de precipitación en nuestra área de estudio para formular un escenario de cambio climático global y comparamos las dinámicas de la población simulada con escenarios sin cambios. El coeficiente de variación en el tamaño poblacional en el escenario de cambio global fue 30% mayor que en el escenario sin cambios. Mortalidades menores (≥15%) después de sequías incrementaron la probabilidad de extinción cerca de 10 veces. Nuestros resultados apoyan la idea de que un incremento en la estocasticidad ambiental debido al cambio climático global puede, por si mismo, ser una amenaza significativa para la bidiversidad.

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