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Modelling the spatial population dynamics of arctic foxes: the effects of red foxes and microtine cycles

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The Fennoscandian arctic fox (Vulpes lagopus (L., 1758)) population is critically endangered, possibly because of increased interference competition from red foxes (Vulpes vulpes (L., 1758)) and fading cycles in microtine rodents, which cause food shortage. It is not known how these factors drive arctic fox population trends. To test their role in arctic fox decline, we developed a spatially explicit and individual-based model that allowed us to simulate fox interactions and food availability in a real landscape. A sensitivity analysis revealed that simulated arctic fox population size and den occupancy were strongly correlated with fecundity and mortality during the microtine crash phase, but also with red fox status. Model simulations suggested that arctic fox population trends depended on microtine cycles and that arctic fox distributions were restricted by red fox presence. We compared the model predictions with field data collected at Vindelfjällen, Sweden. The model recreated the observed arctic fox trend only with the inclusion of arctic fox avoidance of red fox home ranges. The results indicate that avoidance behaviours can affect population trends and hence that relatively small numbers of red foxes can have a strong negative impact on arctic fox population size and distribution.

La population fennoscandienne de renards polaires, Vulpes lagopus (L., 1758), est sérieusement menacée, peut-être à cause de l’augmentation de la compétition d’interférence de la part du renard roux, Vulpes vulpes (L., 1758), et de l’atténuation des cycles de rongeurs microtinés qui cause une pénurie de nourriture. On ne sait pas de quelle manière ces facteurs contrôlent les tendances démographiques des renards polaires. Afin de vérifier leur rôle dans le déclin des renards polaires, nous avons mis au point un modèle défini spatialement et basé sur l’individu qui nous permet de simuler les interactions des renards et la disponibilité de nourriture dans un paysage réel. Une analyse de sensibilité montre que la taille de la population et l’occupation des terriers simulées chez le renard polaire sont en forte corrélation avec la fécondité et la mortalité durant la phase d’effondrement des microtinés, mais aussi avec le statut des renards roux. Les simulations du modèle laissent croire que les tendances des populations de renards polaires dépendent des cycles de microtinés et que les répartitions des renards polaires sont restreintes par la présence des renards roux. Nous comparons les prédictions du modèle aux données de terrain récoltées à Vindelfjällen, Suède. Le modèle recrée la tendance observée chez le renard polaire seulement si on inclut l’évitement par les renards polaires des domaines vitaux des renards roux. Ces résultats indiquent que les comportements d’évitement peuvent affecter les tendances démographiques et qu’en conséquence, de petits nombres de renards roux peuvent avoir un important effet négatif sur la taille et la répartition des populations de renards polaires.

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2009

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