Lịch sử sống và yêu cầu môi trường sống của Cú Đất ở Tây Oklahoma - Luận án của Kenneth Olin Butts (1973)

Khám phá nghiên cứu chuyên sâu về cú đất ở Tây Oklahoma. Tìm hiểu lịch sử tiến hóa, đặc điểm sinh học và môi trường sống đa dạng của loài chim này.

• Tác giả: Kenneth Olin Butts
• Người hướng dẫn: Mr. Leader
• Trường học: Oklahoma State University
• Chuyên ngành: Ornithology
• Đề tài: Life history and habitat requirements of Burrowing Owls in Western Oklahoma
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 1973
• Địa điểm: Stillwater

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu cú đất ở Tây Oklahoma

Nghiên cứu về cú đất (Athene cunicularia) tại Tây Oklahoma là công trình khoa học quan trọng được thực hiện bởi Kenneth Olin Butts năm 1973 tại Đại học Bang Oklahoma. Công trình này tập trung vào lịch sử sống và yêu cầu về môi trường sống của loài cú đất trong điều kiện tự nhiên. Cú đất là loài chim đặc biệt sống trong hang đào sẵn, thường chiếm giữ hang của chó đồng cỏ (prairie dogs). Nghiên cứu được thực hiện tại khu vực Tây Oklahoma, nơi có hệ sinh thái đồng cỏ rộng lớn phù hợp với tập tính sinh sống của loài này. Công trình thu thập dữ liệu về chế độ ăn, tập tính sinh sản, hành vi săn mồi và mối quan hệ giữa cú đất với môi trường sống xung quanh. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho các chương trình bảo tồn loài này tại khu vực miền Trung Tây nước Mỹ. Tài liệu gốc được lưu trữ tại Thư viện Đại học Bang Oklahoma.

1.1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành từ ngày 28 tháng 5 năm 1970, kéo dài một năm thu thập dữ liệu thực địa tại các khu vực chó đồng cỏ (dog towns) ở Tây Oklahoma. Mục tiêu chính là ghi nhận chi tiết về lịch sử sống của cú đất, bao gồm chế độ ăn qua phân tích viên nôn (pellets), tập tính sinh sản và các yếu tố môi trường sống cần thiết. Công trình nhận được tài trợ từ Quỹ Welder Wildlife, Quỹ Nghiên cứu Đại học Bang Oklahoma và Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ.

1.2. Khu vực nghiên cứu và đối tượng

Khu vực nghiên cứu主要集中 tại Hạt Beaver và các vùng lân cận thuộc Tây Oklahoma. Đây là vùng đồng cỏ bán khô hạn với hệ sinh thái thảo nguyên đặc trưng. Đối tượng nghiên cứu là quần thể cú đất hoang dã sống trong các hệ thống hang đào sẵn của chó đồng cỏ. Các nhà khoa học hợp tác với nhiều chủ đất địa phương và cơ quan bảo tồn động vật hoang dã để tiến hành quan sát và thu thập mẫu vật nghiên cứu.

II. Phân tích chế độ ăn và tập tính săn mồi của cú đất

Phân tích viên nôn (pellet analysis) là phương pháp chính để xác định chế độ ăn của cú đất trong nghiên cứu này. Viên nôn được thu thập suốt năm và phân loại thành bốn mùa: hè (16/6-15/9), thu (16/9-15/12), đông (16/12-15/3) và xuân (16/3-15/6). Phương pháp phân loại theo giữa tháng đảm bảo viên nôn của cú đất trú đông và cú non được ghi nhận chính xác. Viên nôn được làm mềm trong nước, các phần thức ăn còn sót được tách bằng kẹp và xác định dưới kính hiển vi giải phẫu. Kết quả cho thấy cú đất có chế độ ăn đa dạng với côn trùng chiếm tỷ lệ chủ đạo. Hành vi săn mồi bằng cách bay lượn (hovering) được quan sát chủ yếu ở chim trống trong mùa sinh sản. Chim trống thực hiện gần như toàn bộ hành vi bay lượn bắt mồi (khoảng 296 trên 300 lần quan sát khi xác định được giới tính). Thức ăn bắt được khi bay lượn chủ yếu là côn trùng, với dế Jerusalem chiếm 50%, bọ cánh cứng 25%, dế đồng 20% và châu chấu 5%. Hai trường hợp cú đất bay lượn bắt được chuột đồng đã được ghi nhận.

2.1. Phương pháp phân tích viên nôn

Viên nôn được thu thập trong túi nhựa kèm nhãn ghi ngày tháng, ước tính thời gian tích lũy, số lượng và vị trí. Phòng thí nghiệm sử dụng đèn linh hoạt với bóng tròn bao quanh kính lúp lớn để cải thiện quá trình phân loại và giảm mỏi mắt. Kính hiển vi giải phẫu hai mắt được sử dụng để xác định chính xác các loài con mồi. Nội dung viên nôn thường bị phân mảnh vì cú đất ăn bằng cách 'mổ' từng miếng nhỏ thức ăn, tạo ra mẫu vật khó nhận dạng.

2.2. Hành vi bay lượn bắt mồi Hovering

Bay lượn là kỹ thuật săn mồi đặc trưng của cú đất, được quan thấy chủ yếu ở chim trống trong mùa sinh sản khi chúng cung cấp thức ăn cho con non và bạn đời. Hầu hết hành vi bay lượn xảy ra trên cánh đồng lúa mì cao hơn 10-13cm và cánh đồng cỏ cũ gieo hạt cỏ hỗn hợp. Các khu vực này có tỷ lệ đất trống cao tạo điều kiện thuận lợi để cú đất phát hiện và bắt mồi. Chim non khoảng hai tháng tuổi cũng được quan sát bay lượn nhưng chỉ trong thời gian ngắn 4-5 giây.

III. Yêu cầu về môi trường sống và bảo tồn cú đất

Môi trường sống là yếu tố quyết định sự tồn tại của quần thể cú đất tại Tây Oklahoma. Nghiên cứu cho thấy cú đất phụ thuộc chặt chẽ vào hệ thống hang của chó đồng cỏ để làm tổ và trú ẩn. Các khu vực đồng cỏ với tỷ lệ đất trống và thảm thực vật phù hợp cung cấp điều kiện lý tưởng cho việc săn mồi và sinh sản. Cánh đồng lúa mì và cánh đồng cỏ cũ gieo hạt là môi trường săn mồi ưa thích của cú đất, nơi chúng có tầm nhìn rộng và dễ dàng tiếp cận con mồi. Các chương trình kiểm soát chó đồng cỏ ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng hang sẵn có cho cú đất. Bảo tồn cú đất đòi hỏi cách tiếp cận cân bằng giữa quản lý nông nghiệp và bảo vệ hệ sinh thái đồng cỏ tự nhiên. Việc duy trì quần thể chó đồng cỏ ở mức hợp lý là chìa khóa để bảo đảm nguồn hang đào sẵn cho cú đất sinh sản và trú ẩn qua mùa đông khắc nghiệt tại vùng Trung Tây nước Mỹ.

3.1. Mối quan hệ với chó đồng cỏ

Cú đất hoàn toàn phụ thuộc vào hệ thống hang đào sẵn của chó đồng cỏ để làm tổ và trú ẩn. Các 'thị trấn chó đồng cỏ' (dog towns) cung cấp hàng trăm hang có sẵn, tạo thành quần thể sinh sống ổn định cho cú đất. Mối quan hệ cộng sinh này rất quan trọng: chó đồng cỏ tạo ra môi trường sống cho cú đất, trong khi cú đất giúp kiểm soát côn trùng gây hại cho đồng cỏ. Tuy nhiên, các chương trình kiểm soát chó đồng cỏ vì mục đích nông nghiệp đe dọa trực tiếp đến nguồn hang sẵn có này.

3.2. Đặc điểm địa hình và thảm thực vật

Cú đất ưa thích môi trường đồng cỏ có tỷ lệ đất trống cao để quan sát và bắt mồi hiệu quả. Các cánh đồng lúa mì cao trên 10cm và cánh đồng cỏ cũ gieo hạt với cỏ búi (bunch grasses) là môi trường săn mồi lý tưởng. Cú đất hiếm khi được quan thấy trên đồng cỏ ngắn hoặc ruộng cày xới. Tỷ lệ giữa thảm thực vật và đất trống tạo điều kiện cho cả con mồi sinh sống lẫn cú đất tiếp cận con mồi một cách dễ dàng.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu cú đất

Nghiên cứu lịch sử sống và yêu cầu môi trường sống của cú đất tại Tây Oklahoma cung cấp nền tảng khoa học quan trọng cho công tác bảo tồn loài này. Kết quả cho thấy cú đất là loài phụ thuộc cao vào hệ sinh thái đồng cỏ nguyên vẹn và hệ thống hang của chó đồng cỏ. Chế độ ăn chủ yếu là côn trùng với tỷ lệ cao các loài gây hại nông nghiệp cho thấy giá trị kiểm soát sinh học của cú đất. Hành vi săn mồi bằng bay lượn, chủ yếu do chim trống thực hiện, là thích nghi tiến hóa quan trọng giúp loài này khai thác hiệu quả nguồn thức ăn trên đồng cỏ rộng. Ứng dụng thực tiễn bao gồm: xây dựng chương trình bảo tồn cú đất dựa trên quản lý đồng cỏ bền vững, điều chỉnh chính sách kiểm soát chó đồng cỏ để bảo đảm nguồn hang sẵn có, và tuyên truyền về vai trò sinh thái của cú đất trong hệ sinh thái thảo nguyên. Nghiên cứu cũng mở ra hướng tiếp cận cân bằng giữa phát triển nông nghiệp và bảo tồn đa dạng sinh học tại vùng Trung Tây nước Mỹ.

4.1. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu

Công trình của Butts (1973) là một trong những nghiên cứu chi tiết đầu tiên về lịch sử sống của cú đất tại Oklahoma. Phương pháp phân tích viên nôn theo mùa và ghi nhận hành vi săn mồi bay lượn đặt nền móảng cho các nghiên cứu tiếp theo về loài này. Dữ liệu về mối quan hệ cú đất-chó đồng cỏ và đặc điểm môi trường sống cung cấp cơ sở cho các mô hình dự báo phân bố loài và đánh giá tác động môi trường tại các khu vực thảo nguyên Bắc Mỹ.

4.2. Ứng dụng trong bảo tồn hiện đại

Kết quả nghiên cứu được áp dụng trong các chương trình bảo tồn cú đất ngày nay, đặc biệt tại các khu vực bị đe dọa bởi đô thị hóa và canh tác nông nghiệp thâm canh. Quản lý đồng cỏ bền vững, duy trì quần thể chó đồng cỏ ở mức hợp lý và tạo vùng đệm sinh thái là các chiến lược được khuyến nghị. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc giáo dục cộng đồng về vai trò kiểm soát sinh học của cú đất trong hệ sinh thái nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LIFE HISTORY AND HABITAT REQUIREMENTS OF BURROWING OWLS, IN·WESTERN OKL~O~ By ,, KENNETH OLIN BUTTS Bachelor of Science Bethany N~zarene College Bethany, Oklahoma 1969 Submitted to the:Faculty of the.Grad'l,late College ef.State University in partial fulfillment e~ the requirements. for the ·Degree of MASTER OF SCIENCE December, 1973· )ftc_,~ I Cj7 3 r&9~~t CPf·~ OKLAHOMA STATE UNIVERSITY LIBRARY APR 10 1974 LIFE HISTORY AND HABITAT REQUIREMENTS OF BURROWING OWLS IN WESTERN OKLAHOM. Thesis Apprnved: Dean af the Graduate Colle'ge ACKNOWLEDGEMENTS I wish to express heartfelt gratitude to Mr.Leader, Oklahoma Cooperative.Wildlife Research Unit, and my majoradviser for his invaluable gui(iance, assistance, and patience through0~t·all phases of the pr0ject and preparation of. M0rrison, Leader, Oklah0ma Ceopera.tive Wildlife Research Unit, for his enccmragement and for making available Unit facilities and equipment.

I am also grateful to Mr. Lynn Hedges and expecially to Mr. Leroy Anderson for _assistance in early stages ef the· field work. Financial support ·provided by Welder Wildlife Feundatian, Okla_hema Stat;e University Research Fqundation, Oklahema Ce0perative Wild.life Research Unit, and the Nati0nal Science Foundation, is _grate- fully acknowledged.

are extended to. Glass, Professer, Z0olegy Department, Oklahoma State University, for his assistance in the pellet analysis; t0 Dr; William Drew, Asseciate Prefe~sor, Entomology. Department, Oklahema State University, for suggestfons abeut sampling procedures fer insect pepulatien studies; to Dr. Jack Tyler, Assistant Prefei;i.

Biolc::>gy Department, Cameron State College, for contributing his. field not;: es and informaticm 0Ii burrowing owls; to numerous land- '· Gwners whose fine cooperation made this study p 0 ssible;. Richard' Stout, Director, ASCS 0ffic'7 in Beaver County, and tG other ASCS Gffi- cials who so graciously permitted _-:itilization 0:!; the:i,r aerial ph0t0- graphs and related material; to Mr. Wes Webb, Ranger, Oklah0ma, iii Department of Wildlife Conservation, for sharing his knowledge.of burrowing awls;.

Robert Stratton, Refuge Manager, Washita National Wildlife Refuge, for his notes on burrowing owls; to Mr. Robert McVickers, Division of.Wildlife Services, Bureau of Spart Fisheries and Wildlife, for assistance in locating dog towns and providing records of. prairie d(;1g control programs; to Dr. Sutton, University of.

Oklahoma, for first stirring my interest in ornithology and far assist-: ance and encouragement in this study; and to numerous fellow graduate students for their encouragement throughout this study. Special appreciation is due my wife, Sharla, for her patience, sacrifices, and moral support. through<imt many lonely weeks and nights during this study and preparation ef the manuscript. grateful to God for.the strength, patience, and encouragement; He provided, without which I could nat have campleted the, work.

TABLE OF CONTENTS Chapter Page I. DESCRIPTION OF THE STUDY AREA • 5 III. METHODS,AND MATERIALS •. • • 10 Trapping and Marking • • , •.

• • • • • • 18 Production of Young 18 Food Habits Studies 19 Habitat Utilization 21 Intensive Habitat Analyses • • • •. • • • < • 22 Food Availability Studies • • • • .Habitat Cbanges on Owl Populations 27 IV. RESULTS AND DISCUSSIONS 28. Description and Sexual Dimorphism • • • • • • • • • 28 Plumage and Molt •.

• • • • • • 32 Trapping and Banding. 35 Foraging and Feeding Behavior 37 Activity Patterns. • • • 45 General Behavior • • • • • 48 Territoriality •. • 59 Home,Range , • • • • 62 Reproductive Behavior 63 Nes~ Ec0legy .Young 84 Mortality and Survival.

• , , • • • • , , , • 127 Intensive Habitat Analyses • • • • • • 134· Foed Availability in th.e Nine Study Blecks •. 139 Relat~ens~ips Among Habitat .Characteristics and Di$persion, F0od Availability, and Owl,Pepulatfons in D0g Town Areas. Habitat Change and the Resultant Effect en Owl Pepulat~ons • • • • • • • •. SUMMARY •• • 153 LITERATURE CITED • • 160 APPENDIX A - COMMON AND SCIENTIFIC NAMES OF PLANTS • • • 166 APPENDIX B - COMMON AND SCIENTIFIC NAMES OF VERTEBRATE.S • 168 APPENDIX C - COMMON NA.MES AND TAXONOMIC GROUPING.

• • 17l APPENDIX D - HABITAT DISTRIBUTION IN THE NINE STUDY BLOCKS • 173 APPENDIX E - RECOMMENDATIONS FOR PRESERVATION AND MANAGEMENT OF BURROWING OWLS , • • • • • • • 184. APPENDIX-F - RECOMMENDATIONS FOR FUTURE STUDIES OF BURROWING OWLS, ESPECIALLY THOSE ASSOCIATED WITH PRAIRIE D0GS •• 187 LIST OF TABLES Table Page Breeding Popuiations of Burrowing Owls in. Towns, Oklahoma Panhandle, Sum~ers of 1970, 1971 II. A Comparison of Capture Techniques for Burrowing Owls, Oklahoma Panhandle, 1970, 1971 • • • • • 36 III.

Measurements (Inches) and Other Features of Burrows.Used by Wintering Burrowing Owls, Oklahoma Pan~andle, February and March, 1971 • • • • • •. Apparent Changes in Burrowing Owl Numbers in 11 Dog Towns, Oklahoma Panhandle, March, 1971 • ; • • • • 98 v, Food Habits ef Burrowing Owls in Spring, Based on Analysis of 452 Pellets, Oklahoma Panhandle, March 16 - June 15, 1970, 1971 •. Foed Habits of Burrowing Owls in Summer; Based on Analysis of 134 Pellets, Oklahoma Panhandle, ~une 16 - September 15, 1970 • • • • • • • 106 ~~,··~· VII. Food Habits of Burrowing Owls in Fall, Based on Analysis of 55 Pellets, Oklahoma Panhandle, September 16 - .Habits of Burrowing Owls in Winter, Based on Analysis ef 149 Pellets, Oklahoma Panhandle, December 16 - March 15, 1970, 1971,.

Prey Items Found at Burrows Used by Burrowing Owls, Oklahoma Panhandle, 1970, 1971. Prey Items Seen Captured, Carried, or Eaten by Burrowing Owls, Oklahoma Panhandle, 1970, 1971 • •. 118 XL Relative Numbers of Rodents in Various Habitat Types, Oklahoma Panhandle, Spring, 1971·. FGod,Habits of Burrowing Owls Reported in Other Studies 128 XIII.

P0pulat~on Density of Adult Burrowing Owls in Prairie Dog Towns of Various Size Gr0upings, Oklahoma Panhandle, Summer, 1970 • .: "' Table Page XIV. Intrinsic Ecological Characteristics of Nine Intensively Studied Deg Towns, Oklahoma Panhandle, 1971 (USDA 1962) • • •. Extrinsic Ecological Factors of the Nine Intensively Studie9 Dog Towns, Oklahoma Panhandle, 1971 •. Percentage of Each Study Block Occupied by Various Habitat Types and Miles of Read in Each, Incl~ding Perimeter, Oklahoma.

Significance Tests (Modified t-Test) of Differences in Habitat Type Acreages in Study Blocks Stratified According to.Owl Population Densities, Oklahoma Panhandle, 1971, With Significant Results Underscored. Significance Tests (Modified t-Test) of Differences in Food.Availability in Study Blocks Stratif:i,ed According to Owl Population Densities, Oklahoma Panhandle, 1971, With Significant Results Underscored •• 143 XIX. Significance Tests (Modified t-Test) of Differences Between Food.Availability in Cropland and Grassland, Oklahoma Panhandle, .1971, With Significant Results Undersc0red. Changes in Numbers and Acreage of Deg Towns, Beaver County and Eastern Texas County, Oklahoma, 1967-1970 ••• 149 viii LIST OF FIGURES Figure Page 1.

The Study Area in Rela ti,cm to the Geograph:f,;cal Range of Western Burrowing Owls • • •. The Study Area, Showing Drainages, Locations of Intensively Studied Prairie Dog Towns, Main •. Roads, and Cities •. Typical Appearance of Entrance to Active Burrowing Owi Nest - Note Crumbled ,Horse Dung 11 4.

Anderson Trap for Capturing Burrowing Owls 15 5. Burrowing Owlet Less Than One Week Old 30 6. Burrowing Owlet Approximately.Three Weeks Old 30 7. Burrowing Owlet ,Approximately Five Weeks Old 31 8.

Preponderance of Burrowing Owl Nests Near Borders of Dog Towns, Oklahoma Panhandle, 1970 • • •. Random Distribution Pattern of Burrowing Owl Nests in Dog Towns, Oklahoma Panhandle, 1970 78 10, A Burrowing Owl Nest Excavated Showing the Nest Chamber, Eggs, and Nest Material, Oklahoma Panhandle, 1971. Nest Lining (Crumbled Cow and Horse Dung) From One Burrowing Owl Nest, Oklahoma Panhandle, 1971 82 12. Seasonal Variations in Frequency of Occurrence of Materials in Burrowing Owl Pellets, Oklahoma Panhandle, 1970-1971 •.

Seasonal Variations in.Materials in Burrowing Owl Pellets, Oklahoma Panhandle, 1970-1971 , • • • • • • • • 121 'v CHAPTER I INTRODUCTION. The western burrc.;iwing owl historically .occupied ncmforested areas. ' generally west of a.line exten,ding from northwester'I). Louisiana northward through Minnesota a'I).

The Bureau 0f Sport Fisheries and Wildlife included it on their first list of, rare .and endangere~ species (Cotlll!littee On Rare And Endangered Wildlife Species 1966). A subsequent mail survey tG z0ologists liv:i,ng withi'I).owl's range indicat.ed greater populatiens that). sequently, it was absent from the revised list of rare and enda'I).gered species in 1968 (Committee On Rare And Endangered Wildlife Species 196$). However, the status of th~ western burrowing owl.in much of.the West, at .least where owls live in associ~tion with prairie dogs, may be more precaric:ms, than cursory observatians would.

burrowing owls are found in their .greatest abundance in associati0n with black-tailed prairie dGg.colonies, referred to as dog towns thr0ughout. Dog towns were extensive and numerous in western.0ma and tl;le 1 Texas Panhandle when. men first arrived (Merriam 1902; Thwaites 1905). In Texas a single dog town.rep0rtedly covered 16 millien acres (Merriam 1902), Man, however, has waged an increasingly.

against prairie dGgs during the last few decades. From the milli0ns of 1 2 OKLAHOMA BEAVER CO. The Study Area in Relation to the Geographical Range of Western Burrowing Owls 3 acres of de>g tqwns,historically found in Oklahoma the acreage declined to 9,522 acres in 1968 (Tyler 1968). Poisoning techniques for prairie dogs have been improved, making elimination or severe reduction of large colonies relatively simple and economical.

Research on the western burrowing owl is essential so this interesting and unique raptor can be. managed and its welfare assured as a member of our western fauna. Many aspects ef burrowing ewl life history and habitat,requirements are peerly understood. There has been no single comprehensive and quantita- tive study of the habitat requirements for the species.

Only recently, since initiating this project, have any thoro~gh life history studies been published, and these were in an ecological setting quit~ different from western Oklahoma. Best (1969) studied bur- rowing owls in south~central New Mexico where they are associated with ba,nnertail kangar00 rats. C0ulombe (1971) and Thomsen (1971) studied burrowing owl populations associated with ground squirrels in the Imperial Valley of southern California and at.Oakland Munictpal Airport, respectively. Bent (1938) summarized the information known at that time concern- ing the biology and life history of burrowing owls.

Other literature contains only short observational notes or brief studies of facets of life history, such as food habits. There are conflicting reports con- cerning patterns of migration and overwintering, clutch size, and other factors important to management. As Erickson (1968:422) said, "Studies of the status and factors causing the decline of such raptors.as the ,,, western burrowing owl are long overdue.had the following three objectives: (1) to describe the lif~ history of the species, (2) to determine whether local burrowing 4 owls migrated or overwintered in the study area, and (3) tci determine the specific habitat preferences exhibited by this species in~luding those fGr nesting, escape, feeding, and shelter. CHAPTER II DESCRIPTION OF THE STUDY AREA Field studies were conducted in Beaver County, Oklahoma, and an area seven miles wide along the eastern border of Texas County, Oklahoma, between State Highway 3 and the Kansas border.

This area encompassed 1,975 square miles, slightly more than the eastern one-third of the Oklahoma Panhandle (Figure 1). General life history studies were concentrated in 44 dog towns, 40 in Beaver County and four in Texas County (Figure 2). Fieldwork was accomplished between 1 June 1971, and early August, 1971. The study area includes part of the High Plains, breaks in the Plains, erosional uplands, valleys, and sand dunes (USDA 1962).

The surface was once a level plain, built up by outwash material from the Rocky Mountains, and was later dissected by the North Canadian (Beaver) and Cimarron Rivers and their tributaries (USDA 1962). These rivers have worn channels 200 feet below the level of the High Plains (USDA 1962). In some level areas the only drainage is into shallow playa lakes.