Anim. Res. 52 (2003) 161-179
DOI: 10.1051/animres:2003013

Spatial heterogeneity and grazing processes

Anthony J. Parsons^a and Bertrand Dumont<sup>b

a</sup>  AgResearch Grasslands, Private Bag 11008, Palmerston North, New Zealand
^b  INRA, Unité de Recherches sur les Herbivores, Theix, France

(Received 19 September 2002; accepted 25 February 2003)

Abstract
Large-scale spatial patterns, whether in the height, density, or species composition of vegetation, are one of the most demonstrable and widely recognised features of heterogeneity in large herbivore grazing systems. But to understand how their existence relates to grazing processes, and what the implications of the patterns are for plants, animals, and for land users, requires adding spatial concepts, and dynamics to our knowledge of the interactions between plants and animals. Neither approach has been traditional in agricultural research. In this paper, we provide an overview of what we propose are some of the key topics and questions that arise in attempts to understand spatial aspects of the interaction between plant growth (food resources) and animals' behaviour. Rather than review advances in any one area in detail, we look at some basic principles of the fundamentally different ways in which animals eating from vegetation (with or without selectivity) affect the components of plant regrowth; the variance about these; the way this `seeds' the creation and maintenance of heterogeneity, and most important the outcome (intake) for the animals. Likewise we outline some basic features of animals' behaviour, given heterogeneous and so spatially distributed food, which includes the expected rates of encounter; learning and memory; and both the benefits and costs of social interactions when foraging as a group. In this way we combine knowledge from several disciplines (plant physiology; animal science; behavioural ecology and not least from practical agriculture) with a goal of providing a basis for the development of simple pragmatic means for manipulating a grazed but multi-purpose landscape to balance diversity, heterogeneity and agricultural performance.

Résumé
Pâturage et hétérogénéité spatiale. Les motifs d'hétérogénéité à large échelle, en terme de variabilité de hauteur, de densité ou de composition botanique du couvert, sont l'un des aspects les plus reconnus de l'hétérogénéité spatiale dans les systèmes pâturés. Afin de comprendre en quoi ils résultent du processus de pâturage, et ce qu'ils induisent pour l'évolution des couverts, les performances animales et les décisions des gestionnaires, il est indispensable de prendre en compte la composante spatiale des dynamiques de végétation et du comportement animal, ce qui représente en soi une approche innovante. Dans cet article, nous donnons une vue d'ensemble de ce que nous pensons être les éléments clés des interactions spatiales entre les herbivores et les couverts pâturés. Nous déclinons comment différents modes de prélèvement de la végétation (sélectifs ou non) affectent la croissance des repousses, leur variabilité spatiale, les motifs d'hétérogénéité à large échelle, et les performances des animaux qui exploitent ces couverts. Ce faisant, nous soulignons les processus mis en jeu lorsque des herbivores exploitent l'hétérogénéité spatiale des couverts, en particulier le rôle des probabilités de rencontre avec les items alimentaires préférés, les mécanismes comportementaux d'apprentissage et de mémorisation, ainsi que les coûts et les bénéfices de la sociabilité sur les choix individuels. Ceci nous amène à faire appel à des compétences disciplinaires variées, relevant de l'écophysiologie végétale, de la nutrition et du comportement animal, et de l'écologie comportementale, ainsi qu'à des compétences appliquées en agronomie et élevage, afin de proposer des règles de gestion des couverts prairiaux dans un contexte de multifonctionnalité de leurs usages.

Key words: cognitive abilities / foraging costs / optimal grazing / rate of encounter / social behaviour

Mots clés : aptitudes cognitives / comportement social / coût de sélection / pâturage optimal / probabilité de rencontre

Correspondence and reprints: Anthony J. Parsons
    e-mail: tony.parsons@agresearch.co.nz

© INRA, EDP Sciences 2003