Experimental harvest of willow ptarmigan, black grouse and capercaillie: Summary of the planning stage

Abstract

Nilsen, E. B., Eriksen, L.F., Hilde, C. H. & Grainger. M. 2025. Experimental harvest of willow ptarmigan, black grouse and capercaillie: Summary of the planning stage. NINA Report 2570. Norwegian Institute for Nature Research. Sustainable harvest management of game resources is an important goal in Norwegian nature management. A central concept for predicting the effect of hunting on wildlife populations is whether hunting mortality is additive or compensatory under different harvest levels. Grouse species such as willow ptarmigan (Lagopus l. lagopus) and the forest grouse species black grouse (Lyrurus tetrix) and capercaillie (Tetrao urogallus) are popular game species in Norway. The most robust knowledge about sustainable harvest for willow ptarmigan comes from experimental studies carried out in Norway in the late 1990s. However, it is unknown whether past results are directly transferable to a broader set of new environmental conditions induced by climate change. Also, no similar studies exist for black grouse or capercaillie. Here, we aim to address these uncertainties by conducting a conceptual replication of these experiments for the three above-mentioned species in hunting areas managed by Statskog across Norway (from Agder in the south to Troms in the north). This report summarises the planning stage of the project and includes two main sections: i) A systematic mapping of the literature related to effects of harvest on galliformes globally, and ii) a thorough evaluation of the experimental design including both the sampling of study subjects and assignment of treatment levels. The systematic mapping of the literature revealed that several key aspects of the effects of harvest on galliformes warrant further attention and research. First, the literature is dominated by research with relatively "weak" study designs, and few were based on Randomized Controlled Trials (RCT). In fact, only one study based on RCT was found in addition to the above-mentioned Norwegian research. Second, most studies had a relatively small or moderate spatial extent. This might limit our ability to draw firm conclusions that could be transferred to other ecological conditions (and species). Third, the amount of research on black grouse and capercaillie in relation to harvest management is very limited. To select an adequate number and location of included areas (study units), we first used mathematical simulations to assess the number of study units that would be required to detect effects of the prescribed harvest treatment levels (i.e., no harvest, 15% and 30% harvest for willow ptarmigan, and no harvest, 10% and 20% harvest for the forest grouse species black grouse and capercaillie). We suggest recruiting 34 study units for willow ptarmigan and 30 study units for forest grouse, each subject to a randomised three-year harvest experiment. Black grouse and capercaillie will be treated as two distinct experiments. To recruit specific study units, we applied a set of criteria and algorithms based on an approach resembling "proportional quota sampling". In addition to certain key requirements concerning practical suitability, we selected study units to obtain balance in terms of geographical coverage and environmental gradients (bioclimatic sections and zones). Each study unit will be subject to a randomly allocated harvest treatment, following an RCT approach and a "crossover-design", where each unit is subject to a randomly selected sequence of harvest treatments. Because we are planning for a three-year experiment with three harvest levels, each unit will be exposed to all treatments. This experimental study of the effects of harvest on willow ptarmigan, black grouse and capercaillie, will be a unique and substantial contribution to the field. The systematic mapping of the literature clearly revealed that the knowledge created by this study will fill important knowledge gaps. The proposed study units for the experiment will be a good basis for a replication study with high external validity. The planned study will be unique in that it both has a (near) national spatial extent, and that it covers three related but ecologically distinct species.

Nilsen, E. B., Eriksen, L.F., Hilde, C. H. & Grainger. M. 2025. Eksperimentell jakt på lirype, orrfugl og storfugl: Oppsummering av planleggingsprosjektet. NINA Rapport 2570. Norsk institutt for naturforskning. Høsting av viltressurser på en bærekraftig måte er et viktig mål i norsk naturforvaltning. Et sentralt konsept for å forutsi effekten av jakt på viltbestander er om jaktmortaliteten er additiv eller kompensatorisk under forskjellige høstingsnivåer. Hønsefugler som lirype (Lagopus l. lagopus), storfugl (Lyrurus tetrix) og orrfugl (Tetrao urogallus) er populære jaktbare arter i Norge. Den mest robuste kunnskapen om bærekraftig høsting av lirype kommer fra eksperimentelle studier utført i Norge på slutten av 1990-tallet. Det er imidlertid ukjent om resultatene herfra er direkte overførbare til et bredere sett med nye miljøforhold som følge av klimaendringer. Det finnes ingen lignende studier for storfugl eller orrfugl. I denne rapporten adresserer vi disse usikkerhetene ved å gjennomføre en konseptuell replikasjon av høstingseksperimentet, for alle de tre ovennevnte artene, i jaktområder som forvaltes av Statskog over hele Norge (fra Agder i sør til Troms i nord). Denne rapporten oppsummerer planleggingsfasen av prosjektet og inkluderer to hoveddeler: i) En systematisk kartlegging av litteraturen knyttet til effekter av høsting på hønsefugler globalt, og ii) en grundig evaluering av det eksperimen-telle designet, inkludert både utvalg av studieobjekter og tildeling av behandlingsnivåer. Den systematiske kartleggingen av litteraturen avslørte at flere sentrale aspekter ved effektene av høsting av hønsefugler krever økt oppmerksomhet og forskning. For det første er litteraturen dominert av forskning med relativt "svake" studiedesign, og få var basert på randomiserte kontrollerte forsøk (RCT). Kun én studie i våre funn var basert på RCT, i tillegg til den ovennevnte norske forskningen. For det andre hadde de fleste studiene et relativt lite eller moderat romlig omfang. Dette kan begrense muligheten til å trekke sikre konklusjoner som kan overføres til andre økologiske forhold (og arter). For det tredje er det per i dag svært lite forskning på jakteffekter på storfugl og orrfugl. For å velge et tilstrekkelig antall og plassering av inkluderte områder (studieenheter), brukte vi først matematiske simuleringer for å vurdere antall studieenheter som ville være nødvendig for å oppdage effekter av de foreskrevne høstingsnivåene (dvs. ingen høsting, 15 % og 30 % høsting for lirype, og ingen høsting, 10 % og 20 % høsting for skogshønsartene storfugl og orrfugl). Vi foreslår å rekruttere 34 studieenheter for lirype og 30 studieenheter for skogshøns, hver underlagt et randomisert treårig høstingseksperiment. Storfugl og orrfugl vil bli behandlet som to separate eksperimenter. For å rekruttere spesifikke studieenheter brukte vi et sett med kriterier og algoritmer basert på en tilnærming som ligner "proporsjonal kvoteutvelging". I tillegg til visse nøkkelkrav angående praktisk egnethet, valgte vi studieenheter hvor vi oppnår balanse i geografisk dekning og miljøgradienter (bioklimatiske seksjoner og soner). Hver studieenhet vil bli underlagt et tilfeldig tildelt høstingsnivå, etter en RCT-tilnærming og et "crossover-design", der hver enhet er underlagt en tilfeldig valgt sekvens av høstingsnivåer. Ettersom vi planlegger et treårig eksperiment med tre høstingsnivåer, vil hver enhet få ulike høstingsnivå i ulike år. Denne eksperimentelle studien av høstingseffekter på lirype, storfugl og orrfugl vil gi et unikt og betydelig bidrag til kunnskapsfeltet. Den systematiske kartleggingen av litteraturen avslørte tydelig at kunnskapen som skapes her vil fylle viktige kunnskapshull. De foreslåtte studieenhetene for eksperimentet vil være et godt grunnlag for en replikasjonsstudie med høy ekstern validitet. Den planlagte studien vil også være unik ved at den både har et (nær) nasjonalt romlig omfang, og at den dekker tre beslektede, men økologisk distinkte arter.