Rainfall, soil nutrient status and biomass of large African savanna mammals

Abstract

Summary: Published estimates of population densities of large savanna herbivores are used to relate biomass to rainfall, and soil nutrient status as determined by geomorphology (after Bell, 1982). This reveals that the positive correlation between total large herbivore biomass and rainfall in arid/eutrophic savannas (Coe, Cumming & Phillipson, 1976) also applies for nineteen out of twenty‐three individual herbivore species. Herbivores are divided into two groups, arid and moist savanna species, on the basis of the rainfall at which their peak population densities occur on soils of low nutrient status (< 820 and ≥ 1000 mm, respectively). These groups reflect the division between arid/eutrophic) and moist/dystrophic) savannas. Arid savanna herbivores, which dominate total herbivore biomass, include grazers, mixed feeders and browsers and are less selective feeders. Their biomass tends to decline at higher levels of rainfall on low nutrient status soils and only the larger species, such as elephant, buffalo and hippopotamus, are widespread in moist/dystrophic savannas where mean annual rainfall exceeds 1000 mm. Moist savanna species are mainly highly selective grazers and occur widely in moist/dystrophic) savannas. Their biomasses are usually low and show a positive correlation with rainfall on soils of low nutrient status. Large carnivore biomass is positively correlated with rainfall in arid/eutrophic) savannas, reflecting a positive relationship to prey biomass. The biomass of individual carnivore species is most closely correlated with the biomass of the preferred size class of prey. These relationships suggest that natural populations of large savanna mammals tend to be close to the limits set by their food resources. Résumé: Les estimations publiées de densités de population des grands herbivores de savane sont utilisées pour mettre en relation la biomasse avec les chutes de pluie et la composition du sol en nutriments, telle qu'elle est déterminée par la géomorphologie (d'après Bell, 1982). Ceci révèle que la corrélation positive entre la biomasse totale de grands herbivores et la chute de pluie dans les savanes arides/ eutrophiques (Coe, Cumming & Phillipson, 1976) s'applique également pour dix‐neuf des vingt‐trois espèces d'herbivores. Les herbivores sont divisés en deux groupes–espèces de savanes arides ou humides–selon le niveau de chutes de pluie auquel correspond leur densité de population maximale sur des sols pauvres en nutriments (< 820 et ≥ 1000 mm respectivement). Ces groupes reflètent la division entre les savanes arides/eutrophiques) et humides/dystrophiques). Les herbivores de savane aride, qui dominent la biomasse totale des herbivores, comprennent des brouteurs d'herbe, des brouteurs mixtes, des brouteurs de feuilles et des brouteurs moins sélectifs. Leur biomasse tend à diminuer aux plus hauts niveaux de pluies sur sols pauvres et seules quelques grandes espèces comme l'éléphant, le buffle et l'hippopotame sont répandus dans les savanes humides/dystrophiques) où la quantité de pluie dépasse 1000 mm. Les espèces de savane humide sont principalement des brouteurs d'herte très sélectifs. Leurs biomasses sont généralement faibles et présentent une corrélation positive avec les chutes de pluie sur sols pauvres en nutriments. La biomasse des grands carnivores est en corrélation positive avec les chutes de pluie en savanes arides/eutrophiques, illustrant la relation positive avec la biomasse de leurs proies. La biomasse de chaque espèce de carnivore est beaucoup plus intimement liée à celle de son type de proie. Ces relations suggèrent que les populations naturelles de grands mammifères de savane tendent àêtre proches des limites fixées par leurs ressources alimentaires.