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

ummary 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. Resume Les estimations publiees de densites de population des grands herbivores de savane sont utilisees pour mettre en relation la biomasse avec les chutes de pluie et la composition du sol en nutriments, telle qu'elle est determinee par la geomorphologie (d'apres Bell, 1982). Ceci revele que la correlation positive entre la biomasse totale de grands herbivores et la chute de pluie dans les savanes arides/ eutrophiques (Coe, Cumming & Phillipson, 1976) s'applique egalement pour dix-neuf des vingt-trois especes d'herbivores. Les herbivores sont divises en deux groupes–especes de savanes arides ou humides–selon le niveau de chutes de pluie auquel correspond leur densite de population maximale sur des sols pauvres en nutriments (< 820 et ≥ 1000 mm respectivement). Ces groupes refletent 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 selectifs. Leur biomasse tend a diminuer aux plus hauts niveaux de pluies sur sols pauvres et seules quelques grandes especes comme l'elephant, le buffle et l'hippopotame sont repandus dans les savanes humides/dystrophiques) ou la quantite de pluie depasse 1000 mm. Les especes de savane humide sont principalement des brouteurs d'herte tres selectifs. Leurs biomasses sont generalement faibles et presentent une correlation positive avec les chutes de pluie sur sols pauvres en nutriments. La biomasse des grands carnivores est en correlation positive avec les chutes de pluie en savanes arides/eutrophiques, illustrant la relation positive avec la biomasse de leurs proies. La biomasse de chaque espece de carnivore est beaucoup plus intimement liee a celle de son type de proie. Ces relations suggerent que les populations naturelles de grands mammiferes de savane tendent aetre proches des limites fixees par leurs ressources alimentaires.