This is an HTML version of an attachment to the Official Information request 'Evidence of Tahr damaging native fauna.'.


 
 
Potential of Tier One and alternative 
monitoring networks to assess the 
ecological integrity of alpine vegetation 
exposed to tahr grazing 

 
Prepared for: 
DOC 
October 2018 
 
 


 
Potential of Tier One and alternative monitoring networks 
to assess the ecological integrity of alpine vegetation 
exposed to tahr grazing 

Contract Report: LC3328 
 
Peter Bellingham, Susan Wiser, Olivia Burge, Tomás Easdale, Sarah Richardson 
Manaaki Whenua – Landcare Research 
 
Reviewed by: 
Approved for release by: 
William Lee 
Gary Houliston 
Senior Researcher 
Portfolio Leader – Enhancing Biodiversity 
Manaaki Whenua – Landcare Research 
Manaaki Whenua – Landcare Research 
 
© Department of Conservation 2018 
This report has been produced by Landcare Research New Zealand Ltd for the New Zealand Department of 
Conservation. All copyright in this report is the property of the Crown and any unauthorised publication, 
reproduction, or adaptation of this report is a breach of that copyright and illegal. 
- i - 


link to page 7 link to page 11 link to page 12 link to page 13 link to page 13 link to page 14 link to page 15 link to page 16 link to page 18 link to page 19 link to page 19 link to page 19 link to page 20 link to page 22 link to page 23 link to page 24 link to page 24 link to page 27 link to page 29 link to page 35 link to page 43 link to page 47 link to page 47 link to page 47 link to page 49 link to page 49 link to page 54 link to page 54 link to page 57 link to page 57 link to page 58 link to page 58 link to page 61 link to page 63 link to page 63  
Contents  
Summary ....................................................................................................................................................................... v 

Introduction .....................................................................................................................................................1 

Objectives .........................................................................................................................................................2 

Datasets .............................................................................................................................................................3 
3.1  Identifying Tier 1 plots within the tahr management zone and tahr exclusion zone .............. 3 
3.2  Subjectively located plots ................................................................................................................................ 4 
3.3  Environmental covariates ................................................................................................................................. 5 
3.4  Co-occurring animals ........................................................................................................................................ 6 
3.5  Vegetation communities .................................................................................................................................. 8 

Methods ............................................................................................................................................................9 
4.1  Environmental covariate matching .............................................................................................................. 9 
4.2  Co-occurring mammals .................................................................................................................................... 9 
4.3  Vegetation communities ................................................................................................................................ 10 
4.4  Palatable plant species used as indicators .............................................................................................. 12 
4.5  Propensity scoring models ............................................................................................................................ 13 

Results ............................................................................................................................................................. 14 
5.1  Environmental covariate matching ............................................................................................................ 14 
5.2  Co-occurring mammals .................................................................................................................................. 17 
5.3  Vegetation communities ................................................................................................................................ 19 
5.4  Palatable plant species used as indicators .............................................................................................. 25 
5.5  Propensity scoring models ............................................................................................................................ 33 

Discussion ...................................................................................................................................................... 37 
6.1  Vegetation and environments differ between the tahr management and exclusion 

zones ...................................................................................................................................................................... 37 
6.2  Co-occurring mammals .................................................................................................................................. 39 
6.3  Palatable plant species as indicators ......................................................................................................... 39 
6.4  Disentangling drivers of change in the Ecological Integrity of alpine and subalpine 
plant communities ............................................................................................................................................ 44 
6.5  Studies of long-term effects of tahr on alpine grasslands derive from subjectively-
placed plots ......................................................................................................................................................... 47 
6.6  Evaluating the suitability of current methods employed on Tier 1 plots to assess 
changes in vegetation grazed by tahr ...................................................................................................... 48 

Recommendations...................................................................................................................................... 51 

Acknowledgements .................................................................................................................................... 53 

References ..................................................................................................................................................... 53 
 
 
- iii - 

link to page 69 link to page 70 link to page 71 link to page 72 link to page 74 link to page 76 link to page 80  
Appendix 1. Correlation between environmental variables ................................................................... 59 
Appendix 2. Further notes on assignation of plots to the noise class ............................................... 60 
Appendix 3. Diagnostic plots for the NMS ordination ............................................................................. 61 
Appendix 4. Diagnostic checks for propensity scoring analysis ........................................................... 62 
Appendix 5. Model diagnostics for environmental covariates .............................................................. 64 
Appendix 6. NVS vegetation information for the tahr management and exclusion zones........ 66 
Appendix 7. Relationship between ungulate and hare activity ............................................................. 70 
 
 
- iv - 

 
Summary 
Objectives and Client 
• 
The goal of this report was to evaluate the statistical and ecological power of grid-based 
Tier 1 data to report on ecological integrity in alpine regions between two management 
areas designated for Himalayan tahr (i.e. the tahr management and exclusion zones), and 
to review the potential to integrate Tier 1 monitoring with 117 pre-existing, subjectively 
located vegetation plots designed to report on tahr impacts. This was achieved by 
comparing the physical environments, animal distributions, and vegetation composition 
across the three groups of plots (i.e. Tier 1 plots in the management zone, subjectively 
located plots in the management zone, and Tier 1 plots in the exclusion zone), and 
assessing the distribution and capacity to report change of selected indicator plant taxa. 
The work was undertaken for the Department of Conservation between August 2017 and 
August 2018. 
Methods 
• 
We used environmental, vegetation, and animal distribution and pellet data from three 
plot groups: Tier 1 plots in the tahr management zone; Tier 1 plots in the tahr exclusion 
zone; and subjectively located plots in the tahr management zone. 
• 
We used linear models using environmental covariates to evaluate the comparability of 
the three plot groups. Elevation, aspect, latitude, slope and soil chemistry data came 
from plot measurements; potential solar radiation was computed; and modelled climate 
variables came from interpolated surfaces.  
• 
We intersected plot locations with pest distribution polygons supplied by DOC and used 
general linear models to compare the frequency of non-native terrestrial vertebrate 
species across the three plot groups. We used generalised binomial models to compare 
ungulate and lagomorph pellet frequency across the three plot groups.  
• 
We compared vegetation composition across the three plot groups by classifying 
vegetation on each plot according to existing woody and non-woody vegetation 
classifications. We also used non-metric multidimensional scaling ordination to visualise 
and describe key compositional gradients.  
• 
We reviewed the vegetation indicators currently used to detect tahr impacts. We 
compared the frequencies of each indicator species across the three plot groups; 
summarised the environments where each species is found; tested for concordance 
between two methods for measuring tussock condition; and conducted statistical power 
analyses to determine the effect sizes that can be detected over time.  
• 
We used propensity scoring models to test whether a suite of tahr impact indicators 
differed between the tahr management and tahr exclusion zones. This approach used 
covariate data to ‘match’ plots in the two treatments.  
Results 
• 
Tier 1 management zone plots had significantly higher elevations and hence colder mean 
annual temperatures than the Tier 1 exclusion zone plots. The subjectively located plots 
had significantly higher mean annual temperatures than the Tier 1 management zone 
- v - 

 
plots despite their elevations not being significantly lower. Most moisture-related 
variables and solar radiation were not significantly different between the Tier 1 
management and exclusion zone plots, with the exception of lower air humidity and 
lower sunshine hours in the Tier 1 management zone plots. Subjectively located plots 
occurred on wetter sites with lower solar radiation than the Tier 1 plots in the 
management zone. Mineral soil pH was lower in the Tier 1 exclusion zone plots than 
those in the management zone but total phosphorus concentrations were similar.  
• 
Eight pest species differed in their distribution between the subjectively located plots 
and the Tier 1 management zone plots (ferret, hare, hedgehog, possum, red deer, ship 
rat, stoat, weasel). Ten pest species differed in their distribution between the Tier 1 
management zone and exclusion zone plots (cat, ferret, hare, hedgehog, mouse, Norway 
rat, possum, red deer, ship rat, weasel). Ungulate pellets occurred more frequently in the 
Tier 1 management zone plots than in the Tier 1 exclusion zone plots. Ungulate pellets 
were ca. 8 times more frequent in subjectively located plots than in Tier 1 management 
zone plots. Hare pellet frequency was similar between the two Tier 1 zones but both 
were significantly higher than the subjectively located plots. 
• 
At least one third of the vegetation plots in each group could not be assigned to a pre-
defined vegetation community, which limits the scope for comparing across the three 
plots groups. However, of the plots that were assigned, 65% of the subjectively located 
plots were non-woody, compared with 24% of the Tier 1 plots in the management zone, 
and 19% of the Tier 1 plots in the exclusion zone. Conversely, 38% of the aligned Tier 1 
plots in the exclusion zone were woody, compared with just 15% of the Tier 1 plots in the 
management zone and < 1% in the subjectively located plots. Over half of the assigned 
subjectively located plots were assigned to a Chionochloa pallens community that only 
occurred once in the Tier 1 plots. A 3-axis ordination revealed very high compositional 
turnover across the three plot groups spanning high alpine rocky fellfields, dry 
intermontane shrublands, and tall rain forest communities. This turnover underpins the 
significant challenge for deriving consistent indicators of tahr impacts across very diverse 
ecosystems. Tier 1 management zone plots sampled a wide range of alpine 
environments, Tier 1 exclusion zone plots included forest vegetation and the subjectively 
located plots sampled a narrow range of compositional variation.  
• 
The frequencies of 12 palatable plant species used as indicators were statistically similar 
between the two Tier 1 plot groups. The frequency of Chionochloa pallens was much 
greater in the subjectively located plots than in Tier 1 plots in both the management and 
exclusion zones, while C. flavescens was twice as frequent in Tier 1 plots in the exclusion 
zone as in the management zone (both Tier 1 and subjectively located plots). In the 
management zone, Aciphylla divisa was four time more frequent in subjectively located 
plots than in Tier 1 plots. The 12 indicator species split into 3 groups – low, medium and 
high rainfall species. The basal area of tussocks was positively related to visual estimates 
of crown cover at both the subplot and plot scales. The Tier 1 plot network has sufficient 
statistical power to detect differences of tussock cover of ca. 20% and cover change of 
ca. 23% over 5 years. There is low statistical power to detect differences in individual 
species, particularly for uncommon (potentially more vulnerable) species, supporting the 
case for additional Tier 2 monitoring.  
• 
Propensity scoring models detected evidence of lower shrub cover in the Tier 1 
management zone plots, relative to the Tier 1 exclusion zone, but this should be 
interpreted cautiously given the very low number of plots informing this analysis. 
- vi - 

 
Conclusions 
• 
The Tier 1 network provides the first objective sample of vegetation composition across 
the alpine landscape at a national scale. These data are a significant scientific milestone 
and a crucial first step for developing a robust monitoring programme for assessing tahr 
impacts against other drivers of compositional variation in the alpine region. 
• 
Comparisons between Tier 1 plots and the subjectively located plots identified the extent 
of environmental and compositional bias in the subjectively located plots. The latter were 
designed to sample Chionochloa pallens grasslands, which are a small part of the 
compositional variation sampled by Tier 1 plots. 
• 
Published accounts emphasise that tahr can diminish ecosystem function and alter the 
structure of dominant grasses and shrubs in alpine grasslands and subalpine shrublands 
respectively. However, these impacts can be highly concentrated at a patch scale (c. 300 
m2), in which less palatable (usually native) low-stature plant species can become more 
dominant. It is unknown whether such grazing-induced effects on ecological integrity are 
reversible, and how they interact with effects of climate change. Quantifying these 
impacts and recovery processes following tahr management will require integration of 
Tier 1 data (to provide an unbiased sample of ‘background’ dynamics), with the existing 
subjectively located plots (to provide valuable longitudinal data, albeit from subjectively 
located plots in one vegetation type), alongside new Tier 2 monitoring sampling specific 
catchments or vegetation communities using unbiased sampling methods, and new Tier 
3 monitoring to understand the recovery of grazing-induced vegetation types. Such an 
integrated, comprehensive monitoring programme will also deliver a richer 
understanding of alpine vegetation dynamics. We lack the depth of understanding in the 
alpine that we have from forested ecosystems and this limits our capacity to interpret 
monitoring data and forecast likely changes. 
• 
We could strengthen our confidence in tahr impact assessments by quantifying dietary 
preference indices for a full range of plant species. This would reveal defensible ways of 
aggregating plant species for use as indicators on the basis of their palatability to tahr, 
and could be done alongside new Tier 2 monitoring. 
• 
Rates and trajectories of recovery by grazing-induced vegetation types are unknown. 
Slow or partial recovery could have severe, cumulative, degradative impacts on 
vegetation integrity over time, if areas targeted by tahr fail to recover over timescales 
matched by plant recruitment processes. Focused studies of highly impacted areas, with 
experimental manipulations, would be ideal for Tier 3 research studies. 
Recommendations 
1  With respect to determining impacts of tahr on the ecological integrity of alpine and 
subalpine ecosystems, we recommend: 
a  continuing measurement of the subjectively located plots in tahr habitat 
b  establishing a representative (Tier 2) vegetation plot network 
c  instigating long-term studies as measurements of Tier 3 (research) plots. 
2  With respect to methods on current plots, we recommend: 
a  maintaining current additional measurements on Tier 1 plots 
- vii - 

 
b  using constant areas within Tier 1 plots to quantify Chionochloa spp. 
c  evaluating the suitability of height frequency methods and distance-based tussock 
measurements.  
3  With respect to new research, we recommend: 
a  determining the dietary preference of tahr 
b  undertaking a study of hare diet and dietary preferences 
c  establishing a ‘null model’ of ecological integrity in alpine and subalpine ecosystems. 
 
- viii - 

 

Introduction 
Himalayan tahr (Hemitragus jemlahicus) were liberated at the Hermitage in Mount Cook 
National Park in 1904 and 1909, from which a wild population established rapidly (Caughley 
1970a; Forsyth & Tustin 2005). They expanded to occupy c. 6,150 km2 of the Southern Alps, 
centred on the point of liberation, in the 1970s, which was reduced by aerial hunting to 4,259 
km2 in 1996 (Forsyth & Tustin 2005). Within their range, tahr mostly occupy shrublands and 
tussock grasslands above treeline, but move within season and among seasons to other 
vegetation below treeline (Tustin & Parkes 1988). Tussocks (Chionochloa spp.) feature 
prominently in the diet of tahr, especially in winter, while other grasses (Poa colensoi and 
Rytidosperma setifolium) and sedges (e.g. Schoenus pauciflorus) are components of the diet 
in summer (Tustin & Parkes 1988). Woody plants (notably Dracophyllum spp.) are also 
important in their diet, as are several herbs (e.g. Celmisia spp., Aciphylla spp., Ranunculus 
lyallii). Other mammalian herbivores, especially chamois (Rupicapra rupicapra), brown hares 
(Lepus europaeus), and red deer (Cervus elaphus scoticus), occupy the same habitats as tahr 
and consume many of the same native plant species.  
The Himalayan Tahr Control Plan and the Tahr Management Policy (Department of 
Conservation 1993) established a national tahr population limit of no more than 10,000 
individuals within a tahr management zone in the central Southern Alps and defined 
maximum tahr density thresholds within 11 management units in that zone. DOC established 
a tahr exclusion zone, with a block to the north and a block to the south of the management 
zone, which is managed with an aim of zero density of tahr. Within the management zone, 
vegetation plots were established to monitor the impacts of tahr on sensitive subalpine 
vegetation and to help guide management of tahr densities. But the historic sampling design 
has limitations. Plots were subjectively located in areas of tussock grasslands and were of 
variable size (with a requirement to monitor > 20 individual snow tussock plants). This limits 
assessment and reporting to tussock grasslands at the catchment level but the Department 
of Conservation now requires broader statements about the impact of tahr on vegetation 
communities across the entire landscape where tahr occur (McKay & McNutt 2016). Tahr can 
cause severe degradation to woody and herbaceous alpine vegetation (Wilson 1970) and 
legacies of degradation from overgrazing or other effects can strongly influence 
demographic processes and affect the capacity of degraded grasslands to recover in biomass 
(Holdaway et al. 2014). However, tahr cause highly localised and severe degradation to 
vegetation, with heavily grazed patches (c. 300 m2) sometimes immediately adjacent to 
ungrazed patches (Wilson 1970). As a consequence, there is a need to evaluate ecological 
integrity systematically in alpine regions with and without tahr. 
The Department of Conservation needs to evaluate the extent to which tahr degrade the 
ecological integrity of alpine and subalpine ecosystems. The current design is to compare the 
ecological integrity of the tahr exclusion zone with that of the tahr management zone. The 
goal of this report is to answer whether the two zones are comparable in environment, plant 
communities, and the presence of co-occurring introduced mammals. DOC currently 
measures structurally dominant plants (Chionochloa tussock species and subalpine shrubs) 
and some plant species that are likely to be preferred by tahr and therefore potentially 
vulnerable (Department of Conservation 1993; McKay & McNutt 2016). This report provides a 
basis to determine whether future comparisons of vegetation between the tahr management 
and exclusion zones are defensible, and makes recommendations for improving the capacity 
- 1 - 

 
to determine the extent to which tahr degrade the ecological integrity of alpine and 
subalpine ecosystems. 

Objectives 
The goal of this report is to evaluate the statistical and ecological power of grid-based Tier 1 
data to report on landscape-level ecological integrity in alpine regions according to two 
management areas for Himalayan tahr (i.e. the tahr management and exclusion zones), and 
to review the potential to integrate Tier 1 monitoring with monitoring from 117 pre-existing, 
subjectively located vegetation plots designed to report on tahr impacts. 
The analysis we present includes: 
• 
Environmental covariate matching. This analysis compared the environments represented 
by the tahr management and exclusion zones into order to evaluate the defensibility of 
comparisons between them. We used environmental covariate data from 3 datasets: Tier 
1 plots from the tahr management zone; Tier 1 plots from the tahr exclusion zone; the 
117 pre-existing vegetation plots designed to measure tahr impacts within the tahr 
management zone. Environmental covariates analysed include elevation, aspect, latitude, 
slope and soil chemistry data from plot measurements, where available, and potential 
solar radiation as computed from plot measurements. Plot locations were intersected 
with climate surfaces supplied by NIWA to obtain values for eight climate variables.  
• 
Co-occurring animals. This analysis used mapped distributions of other non-native 
terrestrial vertebrate species (e.g. chamois, hare, possum, red deer), and pellet data from 
lagomorphs to determine whether plots in the tahr management zone and the tahr 
exclusion zone had similar abundances of co-occurring vertebrate herbivores. Where 
suitable pellet data were available, this analysis included the 117 subjectively located 
vegetation plots designed to measure tahr impacts.  
• 
Vegetation communities provide context for determining tahr impacts. We classified 
each vegetation plot in the three datasets according to the woody (Wiser et al. 2011, 
2013) and non-woody (Wiser et al. 2016) national plot-based vegetation classifications. 
To complement this, we used ordination to visualise and describe the compositional 
gradients across the three plot datasets.  
• 
We reviewed indicators currently measured on alpine vegetation plots to detect tahr 
impacts (see McKay & McNutt (2016) Tier 1 Vegetation Monitoring – Tahr Browse 
Impacts Protocol - DOC-2664865) for a description of the additional measurements 
made on Tier 1 plots in the tahr management zone and tahr exclusion zone and the likely 
indicators that can be reported on from those additional measurements, and the 
standard Tier 1 measurements). This involved:  
• 
A review of the ecological value of the plant indicator species selected by DOC 
(McKay & McNutt 2016) that are used to determine tahr impacts. We summarised 
the environments where adult plants of these species are found (e.g. snowbank 
specialists, subalpine generalists) and related these environments to habitat-use by 
tahr to assess their broader utility for comparisons between the tahr management 
and exclusion zones. 
- 2 - 

 
• 
A review of whether additional measurements are required to derive useful 
indicators of tahr impacts on Tier 1 plots in the tahr management and exclusion 
zones. 
• 
A statistical power analysis to determine the effect sizes of tahr-impact indicators 
that can be detected over time. As re-measurement data are lacking for the new 
methods being used on Tier 1 plots in the tahr management zone and tahr exclusion 
zone (see Tier 1 Vegetation Monitoring – Tahr Browse Impacts Protocol – DOC-
2664865), we simulated a range of possible changes in each indicator at the plot-
level. 
• 
The use of propensity scoring models to test whether a suite of tahr impact indicators 
differed between the tahr management and tahr exclusion zones. This approach used 
covariate data to ‘match’ plots in the two treatments. This analysis built on the analyses 
of environmental covariates in (a) and the biological covariates for animals in (b).  
The original contract additionally includes an analysis testing whether the current 
subsampling method used on Tier 1 plots (i.e. measuring individual tussocks in a subset of 5 
m × 5 m subplots) is statistically robust for estimating plot-level tussock condition. By 
agreement with DOC, this analysis was not completed because there were too few plots 
where all subplots had been measured. Without such data, it was not possible to assess 
whether subsampling by subplot yields a satisfactory estimate of plot-level tussock cover. 

Datasets 
3.1  Identifying Tier 1 plots within the tahr management zone and tahr 
exclusion zone 
Tier 1 samples locations at the intersections of a national 8 km grid. We used a data set 
supplied by DOC that identified extant Tier 1 sample point locations where a vegetation plot 
has been sampled (‘EntireGridWithConsUnitsAndOverlyingDOCLand_07May2013.xls’) and 
intersected these data with the spatial layer of the tahr management zone and tahr exclusion 
zone provided by DOC (layer ‘Tahr_Mgt_Units_1993’ in the geodatabase 
‘TahrMonitoringLCR_data.gdb’ (“the management layer”). This gave us the subset of Tier 1 
locations that fell within the exclusion or management zones (Fig. 1).  
- 3 - 

link to page 14 link to page 15
 
 
Figure 1. Tier 1 locations where a vegetation plot has been sampled denoted according to the 
exclusion and management zones. 
 

A total of 126 and 34 Tier 1 sample locations correspond with the tahr management and 
exclusion zones, respectively (Figure 1). Of these, 59 and 32 locations in the tahr 
management and exclusion areas, respectively, have had at least one vegetation relevé 
(“recce plot”) measurement; the remaining sample locations are either unvegetated (e.g. 
permanent snow or ice) or have not yet had plots established. Of those locations where 
relevés have been measured, 27 and 8 locations in the tahr management and exclusion areas, 
respectively, have had additional vegetation measurements to assess tahr browse impacts 
and quantify faecal pellets of ungulates. On 9 of these 35 plots, measurements of individual 
tussocks had been made from between 4 and 6 subplots. Of these, 2 were in the exclusion 
zone. We used all available vegetation and pellet data in this report. 
3.2  Subjectively located plots 
There are 117 subjectively located plots that sample 8 catchments within the tahr 
management zone (Hooker-Tasman, Carney’s Creek (Rangitata), North Branch Godley, Arbor 
Rift (Landsborough), Whymper (Whataroa), Fitzgerald (Godley), Townsend (Landsborough), 
Zora (Landsborough); Cruz et al. 2017). Plot locations were intersected with the 
management/exclusion zone layer (Figure 2)
- 4 - 


 
 
Figure 2. Layout of the subjectively located plots with regard to the management units. In this 
figure, each separate management unit as defined in the Himalayan Tahr Control Plan is shown. 
The exclusion zones are named “Northern Exclusion Zone” and “Exclusion Zones”. These names 
are as provided by the Department of Conservation. The black dots represent the subjectively 
located plots. 

3.3  Environmental covariates 
Elevation, slope, aspect and geographical coordinates were obtained from direct field 
measurements for all plots sampled for vegetation composition to date. We combined slope, 
aspect and latitude to compute potential solar radiation (Kaufmann and Weatherred 1982), a 
topographical direct solar irradiance index that accounts for northness where terrain is not 
level.  
Climate data were obtained for the Tier 1 plots and the subjectively located plots that occur 
within the tahr management and exclusion areas. In the case of Tier 1 plots, the set of 
planned but as yet unmeasured plots was also included in the assessment since plots will be 
established at these sample locations in future. Climate data originate from NIWA’s spatial 
layers. These data are median values from time series data, predicted from elevation, at a 
resolution of 500 m × 500 m. Environmental variables considered were (1) mean annual 
temperature (2) growing degree days (5°C base) (3) mean annual rainfall (4) soil moisture 
deficit days (5) mean 9AM relative humidity (6) mean solar radiation (7) sunshine hours (50th 
percentile) and (8) potential evapotranspiration (PET, with which we computed a Rainfall to 
PET ratio).  
Two sets of variables were found to be mutually collinear (|r | ≥ 0.80) or strongly correlated 
across all sample locations (Table A1, Appendix 1). These were (i) elevation and the two 
temperature variables and (ii) four moisture-related variables (rainfall, rainfall to PET ratio, soil 
moisture deficit days and 50th percentile of sunshine hours). Two other variables, solar 
radiation and relative humidity, were also correlated with this second set of variables but 
- 5 - 

link to page 17  
more weakly so (0.33 ≤ |r | ≤ 0.72). All variables are presented but interpreted cautiously with 
these correlations in mind. 
3.4  Co-occurring animals 
3.4.1  Identifying the likely presence of other introduced mammals in the 
tahr management zone and tahr exclusion zone 
We intersected the locations of the subjectively located plots and the Tier 1 vegetation plots 
with the pest distribution polygons supplied by DOC (geodatabase 
‘TahrMonitoringLCR_data.gdb’; all pest layers – e.g. ‘FallowDeer_2007’ and ‘FeralGoat_2014’, 
hereafter “pest polygons”). This allowed us to consider for each zone type (exclusion or 
management), the proportion of plots that fell within the mapped distribution of each pest. 
Subsequently, we were provided with shapefiles for the distribution of tahr and chamois. 
Unlike the shapefiles provided in TahrMonitoringLCR_data.gdb, which were polygons of 
presence only, the tahr and chamois files included presence, “presence (determined on the 
basis of tahr killed during control operations)”, absences, and modelled absences. We 
subsetted the polygons to include only presence (including that determined from control 
operations) polygons; we then applied the same workflow as above to determine whether 
Tier 1 and pellet data fell within the tahr and chamois presence polygons. Figure 3 provides 
an example of the methods for intersecting pellet and deer data with the pest polygons, 
using red deer as an example.  
- 6 - 


 
 
Figure 3. Mapped distribution of red deer (orange polygons) within the tahr management area and the distribution of (a) Tier 1 plots and (b) and 
subjectively located plots. (c) Shows a high-resolution version of the Hooker catchment (Mt Cook National Park management unit) of the subjectively 
located plots.

- 7 - 

 
3.4.2  Pellet data 
Pellet counts were conducted between 2015 and 2017 at each Tier 1 sample location, at 5 m 
intervals along each of four 150 m transects emanating diagonally from the corners of each 
Tier 1 vegetation plot. At each 5-m interval, pellets were counted within circular plots of 1-m 
radius for ungulate pellets and of 0.18-m radius for European rabbits (Oryctolagus cuniculus) 
and hares (total 30 pellet plots per sample location). Ungulate pellets were counted 
separately as intact and non-intact and were not differentiated to species, except for those 
that were readily distinguished: cattle (Bos taurus), horse (Equus caballus), and pig (Sus 
scrofa). Lagomorph pellets were not distinguished as intact or non-intact. Rabbits rarely 
inhabit alpine tussock grasslands and, in these circumstances, lagomorph pellets are almost 
always those of hares.  
Pellets were counted along transects in the vicinity of the subjectively located plots (Cruz et 
al. 2014, 2017), for all 8 catchments, between 2011 and 2013. The presence of pellets was 
recorded on 1-m2 plots located on 8 × 20-m transects radiating from the central vegetation 
plots and spaced at 5 m from each other (total 40 pellet plots per sample location). Ungulate 
pellets can comprise those of tahr, chamois or red deer.  
3.5  Vegetation communities 
Vegetation data for both the Tier 1 plots and the subjectively located plots were extracted 
from the National Vegetation Survey (NVS) databank. These data were used to assign plots to 
pre-existing forest and shrubland alliances (Wiser et al. 2011, Wiser & De Cáceres 2013) or 
non-woody alliances (Wiser et al. 2016) that had been defined in a national-scale, plot-based 
classification (see section 4.31). To do this, it was critical to ensure that the names used for 
plants on plots were consistent with those used to construct those alliances. First, we updated 
all taxonomic names in the classifications, and in the vegetation plots to be assigned, to their 
status according to Ngā Tipu o Aotearoa, the New Zealand Plants database 
http://nzflora.landcareresearch.co.nz on 11 April 2018. Then, we deleted records of any taxa 
not resolved at least to the genus level, following Peet and Roberts (2013). Owing to the 
known inconsistencies of recording taxonomic levels below species, we aggregated all 
subspecies and varieties to the species level. The most problematic situation was where there 
were a mixture of genus-level and species-level identities in the same genus, on a plot (e.g. 
two species of Chionochloa identified on a plot alongside Chionochloa sp.). For genera where 
more than 30% of the records were at the genus level, we aggregated all species-level 
records to the genus level. For genera where fewer than 30% of the records were at the 
genus level, we deleted these lower-resolution records. 
For all plots, two species importance value were constructed. The first was consistent with 
that used in Wiser et al. (2011) and Wiser & De Cáceres (2013). For each species on each plot, 
cover class midpoints were summed across tiers, with grassland tiers being consolidated to 
match tiers used for woody vegetation (Hurst & Allen 2007). These were then converted back 
to an ordinal value. The second was consistent with that used in Wiser et al. (2016). To ensure 
comparability with earlier classification (Wiser et al. 2016), species were ranked from 1 = the 
least abundant to n = the most abundant species on a plot (where n is equivalent to the total 
- 8 - 

 
number of species on the plot). Species with the same abundance measures on a plot were 
assigned an equal, mean rank to derive an importance value for each. 
For the ordination, we calculated a single importance value for each plant species as 
described above for assignment to the woody classification. We also removed plant species 
that only occurred once in the data – these species provide little information about major 
compositional gradients because they cannot inform compositional distance between two 
plots, being found on only one (Warton et al. 2015). The resulting ordination dataset had 208 
plots and 452 vascular plant taxa (we removed 211 singletons). Of these 452 species, 443 
occurred in the combined Tier 1 dataset (management and exclusion zone plots); only 9 
species were found in the subjectively located plots that were not also found in the Tier 1 
dataset. There were 224 species in the Tier 1 dataset that did not occur in the subjectively 
located plots. This suggests the subjectively located plots sample a subset of the species pool 
sampled by Tier 1 (as we would expect). 

Methods 
All statistical analyses were completed in R (R Core Team 2017).  
4.1  Environmental covariate matching 
The distribution and skewness of environmental variables was inspected before analysis. 
Three variables with marked skewness (≥ 1) were log-transformed: rainfall to PET ratio, 
sunshine hours and soil moisture deficit days. Variables were compared between the three 
groups of plots (the Tier 1 management zone plots, the Tier 1 exclusion zone plots, and the 
subjectively located plots) using linear models. We also compared soil pH and total 
phosphorus from a subset of plots where soils had been collected and analysed for chemical 
properties. Methods for soil chemical analyses follow Laughlin et al. (2015). 
4.2  Co-occurring mammals 
4.2.1  Pest animal distributions across the three plot groups 
We calculated the proportion of plots that were within and outside of the mapped 
distributions of each pest animal species, for the Tier 1 management zone plots, the Tier 1 
Exclusion zone plots, and the subjectively located plots. The proportion of plots with/without 
each pest animal species was compared across the three groups of plots using a generalised 
linear model with binomial errors. Post hoc pairwise comparisons of mean proportions were 
compared to the reference level of the subjectively located plots.  
4.2.2  Pellets 
We analysed the probability of observing faecal pellets across 30 to 40 pellet plots in each 
sample location as an indication of ungulate and lagomorph activity (Cruz et al. 2014, 2017). 
The analysis was based on generalized binomial models with count of pellet plots with and 
- 9 - 

 
without pellets in each sample location taken as response variable and plot groups (Tier 1 
management zone plots, the Tier 1 Exclusion zone plots, and the subjectively located plots) 
as a predictor. We controlled for different area of pellet plots between sample networks and 
taxa by setting an offset for area of pellet plots and a conditional log-log link on the binomial 
error structure (https://stats.stackexchange.com/questions/148699/modelling-a-binary-
outcome-when-census-interval-varies).  
4.3  Vegetation communities 
4.3.1  Classification 
The development of the national-scale, plot-based vegetation classification, which formed 
the basis of the analysis for this report, progressed through three main phases. The first 
phase led to the creation of a (single-level) classification of national vegetation types based 
on a relatively small, national-scale-plot data set sampled following a systematic design 
(Wiser et al. 2011). This dataset was collected from 2002 to 2007, when 1177 20-m × 20-m 
permanent vegetation plots were established at intersections of an 8-km × 8-km grid 
superimposed on the areas mapped as shrubland or indigenous forest by the New Zealand 
Land Cover Database (LCDB version 1; Thompson et al. 2004). Data were collected under the 
auspices of the New Zealand Land Use and Carbon Analysis System (LUCAS; Coomes et al. 
2002; Allen et al. 2003). The second phase developed a new classification approach, including 
procedures to extend the initial classification system by incorporating 12,374 of pre-existing 
vegetation plot records from the NVS databank (Wiser & De Cáceres 2013), to meet goals of 
both allowing increased thematic resolution and allowing vegetation types that are rare on 
the landscape to be defined. The third phase further extended the classification approach to 
deal with inconsistencies in species abundance measurement protocols, a step that was 
necessary to incorporate types describing non-forested vegetation into the classification 
system (Wiser et al. 2016). 
The classification extensions, that produced the final classifications for assignment used here, 
used semi-supervised clustering with the fuzzy classification algorithm Noise Clustering (De 
Cáceres et al. 2010). This approach allowed us to extend the pre-existing classifications while 
retaining the previously described vegetation types and to identify vegetation plots that are 
sufficiently distinct in their composition that they cannot be meaningfully grouped with other 
plots to define a vegetation type, i.e. they are compositional outliers. This algorithm requires 
two parameters: the fuzziness exponent (m) and the distance to the noise class (d). The 
fuzziness exponent was set to m = 1.1 in all analyses. In the forest/shrubland classification the 
distance to the noise class was d = 0.83. The value was chosen as the one that best matched 
the initial classification of Wiser et al. (2011). This resulted in 29 vegetation types nationally at 
the thematic resolution termed ‘alliances’ being defined. For the non-forested classification d 
= 0.84. The slight differences in this parameter were necessitated by the use of relative ranks 
as the abundance values creating a somewhat different resemblance space (Wiser et al. 
2016). This resulted in 25 non-woody vegetation alliances being defined. All Noise Clustering 
was centroid-based. Classifications at a final level of thematic resolution (termed 
‘associations’) were also produced, but these are not used in the analysis presented in the 
current report.  
- 10 - 

 
The analysis presented here used semi-supervised clustering with the fuzzy classification 
algorithm Noise Clustering to assign each of the 208 vegetation plots (Tier 1 plots and the 
subjectively located plots described in 3.5) to one of 29 forest or shrubland vegetation 
alliances, to one of the 25 non-woody vegetation alliances. These assignments were done in 
separate steps because of the difference in importance values and resemblance space in the 
respective classifications. The parameters ‘m’ and ‘d’ took the values used in the respective 
base classifications. All plots were assigned to the alliance (or the outlier class) to which they 
had the highest fuzzy membership value, thus producing a ‘hard’ classification of these plots. 
Further details are provided in Appendix 2. 
The R packages vegan (Oksanen et al. 2011) and vegclust (De Cáceres et al. 2010) were used 
for the classification and assignment analyses. 
4.3.2  Ordination 
We used non-metric multidimensional scaling (NMS), with Chord distance, to arrange plots in 
multidimensional space based on their composition. NMS was implemented using metaMDS 
in the vegan library of R (Oksanen et al. 2013; R Core Team 2017). Because of the high 
compositional variability among plots (spanning forests, shrublands, grasslands and fellfield 
vegetation types) we had 3128 plot pairs (14.5% of the total) that shared no species. This 
high degree of species turnover among plots initially prevented the ordination reaching a 
convergent solution so we implemented the step-across procedure to replace dissimilarities 
with the shortest paths found by stepping across intermediate sites (Oksanen et al. 2013). We 
established that three axes were needed to capture compositional variation (Appendix 3) and 
reduce stress below 0.20. We then ran the NMS with 199 random starts and 4 repeat runs, 
each one taking the best solution from the previous run. There are two methods for testing 
differences in composition among groups of plots. One method uses a non-parametric 
permutational approach to test for differences in the centroid (‘average’ composition) and 
the spatial variability among samples (beta diversity, beta dispersion) (Anderson 2001), while 
another method uses parametric generalised linear models to test for differences across 
species (Wang et al. 2012). A key issue that led to the development of these two methods is 
that while we are generally interested in differences in centroids, most contrasts of centroids 
are confounded by differences among groups in the amount of dispersion (Warton et al. 
2011). The parametric method claims to overcome this issue to provide a more confident test 
of differences. As both methods have their merits and proponents, we apply both and report 
and compare the results. For the non-parametric test, we used permutational multivariate 
ANOVA (PERMANOVA) implemented with the function adonis in the vegan library of R, with 
pairwise.adonis to test for differences between plot groups, and betadisper in the vegan 
library of R to test for differences in beta dispersion among the three plot groups. For the 
parametric method, we used the manyGLM function in the mvabund library of R (Wang et al. 
2012). 
In addition to formal statistical tests for differences among the three groups of plots, we 
explored two ways of interpreting the ordination to gain ecological understanding of the 
vegetation gradients. First, we interpreted the plot scores. In an NMS, each plot is assigned a 
position along each of the three axes. We used 1-way ANOVA to test for differences in plot 
scores along each axis among the three plots groups. We also used the envfit function in the 
vegan library of R to fit vectors to each axis for elevation, MAR, MAT, percent ground cover, 
- 11 - 

link to page 36  
bare ground and rock. Second, we interpreted the species scores. In an NMS, each species is 
assigned a position along each of the three axes and we took these species scores and used 
1-way ANOVA to test for differences in biostatus (native, non-native) to identify whether 
communities at either end of each axis were characterised by non-native communities. 
4.4  Palatable plant species used as indicators 
Of the list of indicator species from McKay and McNutt (2016), we evaluated three tussock 
grasses (Chionochloa spp.), seven spaniards (Aciphylla spp.) and three fleshy herbs (a 
Celmisia and two Ranunculus species) (Table 4). All shrub species in plots are also measured 
as indicators (McKay & McNutt 2016) but we do not consider them for this report since they 
are likely to differ widely in their palatability to tahr and span a very wide range of 
environments and life history strategies.  
4.4.1  Frequency of each indicator species across the three plot groups 
For the 12 non-shrub species, we first calculated the frequency of each species in each of the 
three plot groups, and tested for statistical differences using generalised linear models with 
binomial errors that account for the different number of plots in each plot group.  
4.4.2  Climate space occupied by each indicator species 
For the 12 non-shrub species, we downloaded all observations of each species from the 
Global Biodiversity Information Facility (GBIF, www.gbif.org) that fell within the reported 
geographic range of each species as reported in Mark (2014) and extracted mean annual 
temperature (MAT) and mean annual rainfall (MAR) data for each location from the same 
spatial layers described in Section 3.4 (completed by Richard Earl, DOC, June 2018). We 
calculated the median, 5th, and 85th percentile values for MAT and MAR for each species and 
compared these visually to the range of MAT and MAR sampled by each of the three plot 
groups. 
4.4.3  Tussock cover methods 
For the tussock species, we compared two methods for measuring cover on plots. The first 
method was visual estimates of percent cover (to the nearest 5%, or 1% for covers ≤4%) done 
for each Chionochloa species listed in McKay & McNutt (2016) within each subplot. The 
second method was measurements of individual tussock basal diameters, either done on all 
individuals in a plot, or on individuals within a subsample of subplots (McKay & McNutt 
2016). Estimates of total tussock cover were compared at the subplot-level and at the whole-
plot level using linear models.  
4.4.4  Statistical power for tahr impact indicators  
We determined the statistical power of the plot network to detect (i) a difference in 
vegetation indicators between the two groups of Tier 1 plots (i.e. static differences from 
point-in-time data), and (ii) differences in the rates of change of indicators between the plot 
groups (i.e. temporal change). The sample size of the two groups of Tier 1 plots is fixed, 
- 12 - 

 
hence we focussed our assessment on the magnitude of differences or rates of changes that 
the plot network could detect with sufficient (≥ 0.8) power, rather than determining the 
number of plots necessary to detect a given effect size. Our choice of analysis technique 
varied according to the statistical distribution of the response variable (Crawley 2007).  
For point-in-time differences in basal area and crown cover of tussocks, we used the simR 
package of Green et al. (2016). This approach estimates statistical power by simulation of 
pilot study data (in this case the data from the Tier 1 plots). 
For change in sum tussock cover, an arcsine transformation was sufficient for the data to 
meet the assumptions of normality, so we used the power.t.test in R as a simple analytical 
solution. Likely rates of change were estimated from the subjectively located plots that had 
whole-plot tussock cover estimated in relevé cover classes at on two occasions. Once Tier 1 
plots have been remeasured, these analyses could be repeated using data from Tier 1 plots. 
For point-in-time differences in counts of Aciphylla spp. and Celmisia semicordata, and 
percentage cover of Aciphylla spp., we used a simulation approach based on negative 
binomial distributions and generalised linear models because the data were overdispersed 
and not suitable for the simR package. Steps involved: (i) estimating the location and the 
dispersion parameter for the negative binomial distribution with available data (by fitting 
glm.nb in the MASS package with Tier 1 plot group as an explanatory variable and the 
indicator data from the Tier 1 plots as response variables); (ii) running multiple simulations of 
new data (with negative binomial distribution) of different sample sizes with pre-estimated 
dispersion parameters and selected effect sizes; (iii) testing for differences in each simulated 
dataset (with glm.nb); and (iv) computing statistical power as the proportion of datasets 
where a significant effect was detected.  
4.5  Propensity scoring models 
We compared eight indicators of tahr impact between the Tier 1 plots in the exclusion zone 
and in the management zone. The indicators were derived from the relevé (sum cover scores 
across all species; sum cover scores for the Aciphylla species selected by McKay & McNutt 
2016; sum cover scores for the Chionochloa species selected by McKay & McNutt 2016; 
presence/absence of Ranunculus lyallii; presence/absence of one of the Chionochloa species 
selected by McKay & McNutt 2016) or from the additional methods prescribed for Tier 1 tahr 
plots (total shrub cover, estimated from the sum of individual covers; shrub cover where 
shrubs were present, hence excluding the many zero values from the analysis; and mean 
tussock height from the measurements of individual tussocks). The purpose of these 
comparisons was to test whether there were differences in these indicators between the Tier 
1 plots in the exclusion zone and the management zone. 
Statistical comparisons were made using propensity scoring models. This analysis technique 
uses environmental covariates for each plot to calculate the probability of a plot belonging to 
one or other plot group, given the covariates. For comparability with previous analyses on 
Tier 1 data, we followed the unpublished analysis provided by David Ramsay (Arthur Rylah 
Institute, Australia) that was also based on Tier 1 data, and used the twang library in R to 
estimate propensity scores for each plot. Propensity scores are computed according to 
balancing rules that minimise covariate differences between treatment and control groups. 
- 13 - 

link to page 25 link to page 25 link to page 26 link to page 26  
We applied mean effect size (“es.mean”) balancing, which minimise (i) the absolute 
standardised bias (or effect size) for each covariate and (ii) the mean of the absolute 
standardised bias across covariates. Diagnostic checks indicated that this method resulted in 
satisfactory sample balancing (Appendix 4). Propensity scores were then used as weights in a 
linear model (implemented in the survey library of R) to test for differences between the two 
groups of plots. To aid interpretation, we also ran conventional GLM models comparing each 
indicator between the two groups of Tier 1 plots to evaluate how propensity scoring affected 
the results. 

Results 
5.1  Environmental covariate matching 
The Tier 1 management zone plots had significantly higher elevations and hence colder mean 
annual temperatures than the Tier 1 exclusion zone plots (temperature-related variables 
(Figure 4). The subjectively located plots had significantly higher mean annual temperatures 
than the Tier 1 management zone plots despite their elevations not being significantly lower 
(Figure 4).  
Most moisture-related variables and solar radiation (which generally tend to be correlated, 
Table A1 in Appendix 1), are not significantly different between the Tier 1 management and 
exclusion zone plots, with the exception of lower air humidity and lower sunshine hours in 
the Tier 1 management zone (Figure 5). However, the subjectively located plots occurred on 
sites that were wetter (higher rainfall, rainfall-PET ratios and lower periods of soil moisture 
deficit) and with lower solar radiation, than the Tier 1 management zone plots (Figure 5). 
Diagnostic checks indicated that the above results were robust to assumptions of 
homogeneity of variance (Appendix 5). 
Mineral soil pH data were available from 24 Tier 1 exclusion zone plots and 46 Tier 1 
management plots. There was a highly significant difference in mineral soil pH between the 
two groups of plots (linear model: F1,68 = 13.2, P = 0.00054) with a mean of 4.41 (± 0.14 1 SE) 
in the exclusion zone and a mean of 5.04 (± 0.10 1 SE) in the management zone. Given that 
pH is measured on a log-scale, this difference is ecologically meaningful and could reflect a 
higher prevalence of raw soils in the management zone, relative to the exclusion zone. 
However, total phosphorus (measured in 25 and 47 plots in the exclusion and management 
zones, respectively) did not differ between the two zones (linear model: F 1,70 = 0.01, P = 
0.924; mean for exclusion zone = 660.5 (± 45.3 1SE); mean for management zone = 655.2 (± 
33.0 1SE). Total phosphorus is typically higher in raw soils so the lack of any difference in this 
variable cf. the difference in pH warrants further investigation.  
- 14 - 





 
p
0.013
 <0.001
a
b
ab
b
a
b
1400
) 7.0
C°( .
) 1300
p 6.5
m
m

et
e
 l
d
a
u
6.0
t 1200
u
it
n
l
n
A
a n 5.5
1100
a
e
M 5.0
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
 
Sample
 
p
0.003
p
0.232
b
a
b
a
a
a
ys
a 900

32
e
)
er 800
°(
g
 
e
e 30
d
p
  700
o
g
l
n
S
i
w
28
600
or
G 500
26
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
 
Sample
 
p
0.321
 
a
a
a
n 0.80
oitaidar  0.75
r
al
so .to 0.70
P
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
 
Figure 4. Environmental contrast between tahr exclusion and management areas corresponding 
to Tier 1 or subjectively located plots. The statistical significance of the linear model as P values 
and error bars illustrate confidence intervals. Different letters on top of boxes indicate that 
treatment levels were significantly different from each other (Tukey test, P > 0.05).  

- 15 - 




 
 <0.001
p
0.013
a
a
b
a
a
b
)
m
20
m(
o
  7000
i
l
t
l
a
a
r
f
  15
n
T
i
a 6000
E

P
l
 
a
ot
u
 l 10
n 5000
l
n
af

ni
n
a
a 4000
R
e
M 3000
 5
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
Sample
 
 
 <0.001
 <0.001
c
b
a
ab
b
a
25
1600
ys
a
s

r
t 20
u
ci
o 1500
if

e 15
e

ni
e
1400
r
u
sh
n
sti
u
o 10
S 1300
m lioS
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
Sample
 
 
 <0.001
p
0.037
)
b
b
a
b
a
ab
2
12.9
)
 m
% 82.5
(


M
t
(
i
 
12.8
d 82.0
n
i
oi
m
t
u 81.5
ai 12.7

d
ar
ve
 
it 81.0
r
a
a
12.6
l
l
er 80.5
so
 
 
n
n
12.5
a
a
e
e
80.0
M
M
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
Sample
 
 
Figure 5. Environmental contrast between tahr exclusion and management areas corresponding 
to Tier 1 or subjectively located plots. The statistical significance of the linear model as P values 
and error bars illustrate confidence intervals. Different letters on top of boxes indicate that 
treatment levels were significantly different from each other (Tukey test, P > 0.05). 

 
- 16 - 

link to page 27 link to page 27 link to page 27
 
5.2  Co-occurring mammals 
5.2.1  Identifying the likely presence of other introduced mammals in the 
tahr management zone and tahr exclusion zone 
The primary concern was whether there were differences in the co-occurrence of other 
herbivores with tahr in this environment. The critical comparisons in Figure 6 are between the 
subjectively located plots and the Tier 1 management zone plots (because impacts might be 
compared between these two plot groups where tahr occur) and between the Tier 1 
management zone plots and the Tier 1 exclusion zone plots (because these are used as a 
‘treatment’ and ‘control’ to assess impacts).  
Eight pest species differed in their distribution between the subjectively located plots and the 
Tier 1 management zone plots (ferret, hare, hedgehog, possum, red deer, ship rat, stoat, 
weasel; Figure 6). This means that when comparing vegetation indicators between these two 
plot groups, differences may be attributable to tahr, but could also reflect differences in the 
presence or abundance of any of those eight species (particularly the herbivores and 
omnivores).  
Ten pest species differed in their distribution between the Tier 1 management zone plots and 
the Tier 1 exclusion zone plots (cat, ferret, hare, hedgehog, mouse, Norway rat, possum, red 
deer, ship rat, weasel; Figure 6). 
 
Figure 6. Proportion of plots within mapped polygons of pest species (raw mean). Bars with 
different letters are statistically different at P < 0.05. ‘Subj’ = subjectively located plots; 
‘Managed’ = Tier 1 plots in the management zone; ‘Exclusion’ = Tier 1 plots in the exclusion 
zone. 

- 17 - 

link to page 28 link to page 28 link to page 28 link to page 28 link to page 28 link to page 27


 
5.2.2  Pellets 
Intact ungulate pellets occurred more frequently in the Tier 1 management zone plots than in 
the Tier 1 exclusion zone plots (Figure 7a). Ungulate pellets were nearly 8 times more 
frequent in subjectively located plots than in the Tier 1 management zone plots (Figure 7a)
The frequency of ungulate pellets was higher when non-intact pellets were also accounted 
for (Figure 7c) relative to when only intact pellets were taken into account (Figure 7a) but the 
general pattern remained unchanged. The frequency of hare pellets was very similar between 
Tier 1 management zone plots and Tier 1 exclusion zone plots but these were both 
significantly higher than their frequency in subjectively located plots (Figure 7b). These results 
contrast markedly with the differences reported above from the mapped distribution of hares 
(Figure 6) and underscore the value of plot-specific measurements of animal abundance as a 
strength of the Tier 1 monitoring approach. 
a)
b)
 <0.001
 <0.001
)
2
)
 
0.30
 
2
0.55
(m
0.25

m
t
0.20
 ( 0.50
ell 0.15
s t
e
el
p
l
0.45
 
0.10
e
et

al
e
0.40
u
r
0.05
g
a
n
h f 0.35
u f
o .
o .
b
0.30
b
or
or
P
P
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
Sample
 
 
c) 
 
 <0.001
)
2
 
0.30
 (m 0.25
s t 0.20
elle 0.15
p et 0.10
alugn 0.05
u fo .borP
T1 Excl.
T1 Mgmt.
Subj. Mgmt.
Sample
 
Figure 7. Probabilities of observing ungulate or hare pellets within 1-m2 tahr management and 
exclusion areas with objectively (Tier1) or subjectively (Subj.) located sampling networks. 
Estimates for ungulate pellets are presented for (a) intact and (c) for combined intact and non-
intact pellets. 

- 18 - 

 
5.3  Vegetation communities 
5.3.1  Classification 
Of the plots that were aligned to pre-defined communities, 65% of those in the subjectively 
located plots were non-woody, compared with just 24% in the Tier 1 management zone, and 
just 19% in the Tier 1 exclusion zone (Table 1). In contrast, of the plots that were aligned, 
more than one third (38%) of the plots in the Tier 1 exclusion zone were woody, compared 
with just 15% in the Tier 1 management zone and < 1% in the subjectively located plots 
(Table 1). Importantly, at least one third of the plots in each group were assigned to the 
outlier class (Table 1), which limits the scope for comparing alliances across the three plots 
groups.  
Plots that could be assigned to non-woody classes were variously distributed across ten 
different alliances, dominated by various Chionochloa species and native short tussocks. That 
over half of the assigned subjectively located plots were assigned to type T3 (Chionochloa 
pallens / Poa colensoi–Chionochloa crassiuscula–Celmisia lyallii tussockland), in comparison 
with only one of the Tier 1 plots (in the management zone), and that no subjectively located 
plots were assigned to type T6 (Chionochloa macra–Poa colensoi / Celmisia lyallii–[Luzula 
rufa] tussockland), in comparison to four Tier 1 plots (also in the management zone), 
demonstrates the compositional bias in the dataset of subjectively located plots. 
Most of the plots assigned to a woody vegetation alliance were sampled by one of the two 
Tier 1 plot groups, not by the subjectively located plots. These were variously distributed 
across nine different woody alliances, including montane and subalpine shrublands, beech 
forest, and forests dominated by kāmahi (Weinmannia racemosa) (Table 1). 
In addition to this classification, we made a simple classification of all plots on the basis of 
whether half or more of the sum cover was from woody species. This allowed us to partition 
the outlier plots into ‘woody’ or ‘non-woody’. From this, we estimate that 87% of the 
subjectively located plots are non-woody (102 out of 117), 73% of the Tier 1 management 
zone plots are non-woody (43 out of 59 plots), and 47% of the Tier 1 exclusion plots are non-
woody (15 out of 32 plots). 
- 19 - 

 
Table 1. Summary of plot assignations to the woody (Wiser et al. 2011; Wiser & De Cáceres 2013) and non-woody (Wiser et al. 2016) national plot-based 
classifications. ‘Subj’ = subjectively located plots; T1 Excl = Tier 1 plots in the exclusion zone; T1 Mngt = Tier 1 plots in the management zone. The number 
(percentage in brackets) of plots in each of these groups that are either in woody vegetation, non-woody vegetation or designated as an outlier is 
provided 

Physiognomic 
Code 
Community 
Subj 
T1 
T1 
Group 
Mngt 
Excl 
Tussockland 
T1 
Chionochloa crassiuscula–Schoenus pauciflorus–Poa colensoi / Astelia linearis tussockland 
14 


Tussockland 
T2 
Chionochloa pallens / Poa colensoi / Anisotome aromatica–Gaultheria depressa tussockland 



Tussockland 
T3 
Chionochloa pallens / Poa colensoi–Chionochloa crassiuscula–Celmisia lyallii tussockland 
39 


Tussockland 
T4 
[Chionochloa pallens] / Poa colensoi–Celmisia petriei–Schoenus pauciflorus / Wahlenbergia albomarginata tussockland 
12 


Tussockland 
T5 
Chionochloa rigida / Poa colensoi–Festuca novae-zelandiae / Hypochaeris radicata tussockland 



Tussockland 
T6 
Chionochloa macra–Poa colensoi / Celmisia lyallii–[Luzula rufa] tussockland 



Tussockland 
T8 
Festuca novae-zelandiae–Poa colensoi–Anthoxanthum odoratum / Leucopogon fraseri tussockland 



Tussockland 
T9 
Festuca novae-zelandiae / Anthoxanthum odoratum–Trifolium repens–Hypochaeris radicata grassland 



Tussockland 
T10 
Poa colensoi–Rytidosperma setifolium–Festuca matthewsii / Wahlenbergia albomarginata tussockland 



Grassland 
G6 
Poa colensoi / Chionochloa oreophila, Celmisia sessiliflora, Celmisia haastii grassland 



Shrubland 
A: S4 
Discaria toumatou – Coprosma propinqua / Anthoxanthum odoratum – Dactylis glomerata shrubland 



Shrubland 
A: S5 
Dracophyllum uniflorum / Gaultheria crassa – Poa colensoi – Festuca novae-zelandiae montane shrubland 



Shrubland/Forest 
A: PF1 
Dracophyllum traversii – Dracophyllum longifolium – Coprosma pseudocuneata – Archeria traversii low forest and 



subalpine shrubland 
Forest 
A: BBLF1 
Weinmannia racemosa – Griselinia littoralis – Pseudowintera colorata / Blechnum discolor forest 



Forest 
A: BBLF2 
Nothofagus menziesii – Griselinia littoralis – Myrsine divaricata / Coprosma foetidissima forest 



Forest 
A: BBLF3 
Nothofagus menziesii – Weinmannia racemosa – Nothofagus fusca / Blechnum discolor forest 



Forest 
A: BF3 
Nothofagus solandri – (Nothofagus fusca) / Coprosma microcarpa – Leucopogon fasciculatus forest 



Forest 
A: BF5 
Nothofagus menziesii / Hoheria glabrata – Myrsine divaricata – Coprosma ciliata / Polystichum vestitum montane forest 



Forest 
A: BLPF1 
Weinmannia racemosa – Prumnopitys ferruginea – Dacrydium cupressinum / Blechnum discolor forest 



- 20 - 

 
Physiognomic 
Code 
Community 
Subj 
T1 
T1 
Group 
Mngt 
Excl 
Non-woody 
 
 
76 
14 

(65%)  (24%)  (19%) 
Woody 
 
 


12 
(<1%)  (15%)  (38%) 
Outlier  
 
 
40 
36 
14 
(34%)  (61%)  (44%) 
 
 
TOTAL 
117 
59 
32 
- 21 - 

 
5.3.2  Ordination 
A three-axis NMS ordination reached a satisfactory convergent solution with a stress of 0.159 
and non-metric goodness of fit between ordination distances and original dissimilarities of 
0.95 (Appendix 3). Beta dispersion differed among the three plot groups (F2,205 = 41.1, P < 
0.001) with pairwise differences between the subjectively located plots and either Tier 1 plot 
group (both P < 0.001), but not between the two Tier 1 plot groups (P = 0.070) (Figure 8). 
These patterns were driven by the comparatively low beta dispersion among the subjectively 
located plots. Both the non-parametric and parametric tests pointed to a difference in 
composition among the three groups, but given the large differences in dispersion among 
plot groups, these results should be interpreted cautiously (PERMANOVA F2,205 = 7.88, P = 
0.001; all pairwise differences P < 0.05, strongest between each Tier 1 group and the 
subjective plots (P = 0.003) and least between the two Tier 1 plot groups P = 0.012; 
manyGLM: test statistic = 36.4, P < 0.001, all pairwise differences P < 0.001) (Figure 8). 
Plot scores along Axis 1 were sorted by elevation, mean annual temperature (MAT) and, more 
weakly so, percent rock cover and percent ground cover (Table 2). Low axis 1 scores were 
associated with high elevation, rocky ground, and scree species, while high axis 1 scores were 
associated with low elevation and forest species (Table 3). Each plot group differed from each 
other plot group on axis 1 scores (ANOVA, F2, 205 = 23.6, P < 0.001) (Figure 8). The Tier 1 
exclusion zone plots had higher axis 1 scores than the other two plot groups reinforcing that 
this plot group includes low elevation, forested vegetation. Species scores along axis 1 did 
not differ between native and non-native species (ANOVA, F1, 432 = 0.60, P = 0.44). 
Plot and species scores along Axis 2 were sorted by percent rock and ground cover and, 
more weakly so, elevation, MAT and MAR (Table 2). Low axis 2 scores were associated with 
open ground at high elevation, while high axis 2 scores were associated with lower elevation 
sites and species that occur on sites with poor drainage (Table 3). Each plot group differed 
from the other plot groups on axis 2 scores (ANOVA, F2, 205 = 37.6, P < 0.001), although the 
difference between the Tier 1 plots in the tahr exclusion zone and the subjectively located 
plots was only significant at P = 0.05) (Figure 8). The Tier 1 plots in the tahr management 
zone had the lowest axis 2 scores, and the subjectively located plots had the highest scores 
suggesting a difference in elevation and drainage between these two groups. Species scores 
along axis 2 differed significantly between native and non-native species (ANOVA F1, 432 = 
8.14, P = 0.005) – non-native species had lower axis 2 scores corresponding to open ground 
and cooler climates.  
Axis 3 plot scores did not differ among the three plot groups (ANOVA F2, 205 = 0.82, P = 0.44) 
(Figure 8). Axis 3 was the hardest to interpret but the clearest relationship was with mean 
annual rainfall (Table 2). Higher axis 3 scores were drier than lower axis 3 scores and those 
drier plots hosted species typically found east of the Main Divide (e.g. Discaria toumatou) 
(Table 3). Species scores along axis 3 differed significantly between native and non-native 
species (ANOVA F1, 432 = 42.1, P < 0.001) – non-native species had higher axis 3 scores, again 
corresponding to drier locations, east of the Main Divide (e.g. High Country lands). 
- 22 - 

 



S
S
S
M
M
M
N
N
N
Subj
T1Excl
T1Mng
NMS 1
NMS 2
NMS 3
5.
0
1
.
5.
1
0
0
.
1
5
5
0
.
.
.
1
0
 
0
2
0
 

si
si
si
x
x
x

a
5
 
.

0
S
0
S
-
.
S
0
5
M
.
M
M
N
0-
N
0
N
.
1-
5.0-
5
5
.
.
1
1
-
-
0.1-
Subj
T1Excl
T1Manage
Subj
T1Excl
T1Manage
Subj
T1Excl
T1Manage
2.0
1.5
1.5
0.5
1.0
1.0
1
0.0
 


si
si
si
x
0.5
0.5
x
x

a  -0.5

S
S
S
M
0.0
M
M
N
N
0.0
N
-1.0
-0.5
-0.5
-1.5
-1.0
br
di
b
nr
e
nr
di
br
nr
nr
b
e
nr
br
nr
di
e
b
o
o
ur
e
er
e
o
o
e
e
ur
er
e
o
e
o
er
ur
F
ni
h
F
T
f
f
f
e
ni
F
F
e
h
T
e
F
F
ni
T
h
m
S
e
m
e
S
e
m
S
a
r
r
r
r
T
ar
T
T
ar
G
G
G
 
Figure 8. Three biplots capturing the three non-metric multidimensional scaling axes. First row shows each plot group in bivariate space (3 biplots are 
required for a 3-axis NMS). The second row shows the axis 1, 2 and 3 plot scores by plot group. ‘Subj’ = subjectively located plots; ‘T1Ex’ or ‘T1 Excl’ = Tier 
1 plots in the exclusion zone; ‘T1Mng’ or ‘T1 Manage’ = Tier 1 plots in the management zone.

- 23 - 

 
Table 2. Environmental vectors for each non-metric multidimensional scaling (NMS) axis, 
determined using envfit. NS = relationship non-significant (P > 0.05). Otherwise, we show the r2 
with the direction of the relationship in parentheses and statistical significance as follows: *** = 
P < 0.001; ** = P < 0.01; * = P < 0.05 

Plot-level variable 
NMS 1 
NMS 2 
NMS 3 
Elevation 
0.49 (-ve) *** 
0.04 (-ve) ** 
NS 
Rock 
0.08 (-ve) *** 
0.45 (-ve) ** 
NS 
Ground cover 
0.03 (+ve) * 
0.33 (+ve) *** 
NS 
MAT 
0.25 (+ve) *** 
0.05 (+ve) ** 
NS 
MAR 
NS 
0.03 (+ve) ** 
0.45 (-ve) *** 
Bare ground 
NS 
NS 
NS 
Physiography† 
NS 
NS 
NS 
† Physiography was a categorical variable with four values (gully, terrace, face, ridge) and a centroid was fitted for 
each value. All other variables were continuous and numeric. 
 
Table 3. Species with high and low non-metric multidimensional scaling (NMS) axis scores. First 
10 species on each axis. * = non-native 

 
NMS 1 
NMS 2 
NMS 3 
Low (-ve) 
High elevation scree and rock 
High elevation open ground 
Mostly low-stature species of 
values 
 
 
fellfield, etc. 
 
 
 
Agrostis magellanica 
Colobanthus buchananii 
Anisotome imbricata 
Colobanthus acicularis 
Colobanthus canaliculatus 
Anisotome pilifera 
Colobanthus monticola 
Colobanthus monticola 
Carex pyrenaica 
Epilobium pycnostachyum 
Epilobium crassum 
Colobanthus canaliculatus 
Kelleria croizatii 
Epilobium porphyrium 
Colobanthus monticola 
Kelleria villosa 
Epilobium tasmanicum 
Dracophyllum pubescens 
Ranunculus sericophyllus 
Haastia sinclairii 
Luzula colensoi 
Raoulia buchanani  
Lachnagrostis filiformis 
Poa hesperia 
Raoulia eximia 
Ourisia sessilifolia 
Raoulia tenuicaulis 
Veronica ciliolata 
Poa novae-zelandiae 
Veronica ciliolata 
High (+ve)  Low elevation forest 
Lower elevation, ground cover,  East of the divide 
values 
 
wet 
 
 
 
 
Blechnum discolor 
Anemone tenuicaulis 
Acrothamnus colensoi 
Carex imbecilla 
Carex geminata 
Chionochloa rigida 
Dicksonia squarrosa 
Celmisia armstrongii 
Colobanthus acicularis 
Earina autumnalis 
Coprosma crenulata 
Dianthus species* 
Metrosideros diffusa 
Drosera stenopetala 
Discaria toumatou 
Microlaena avenacea 
Hierochloe novae-zelandiae 
Festuca novae-zelandiae 
Muehlenbeckia australis 
Leptecophylla juniperina 
Geranium brevicaule 
Prumnopitys ferruginea 
Oreobolus pectinatus 
Geranium sessiliflorum 
Pyrrosia eleagnifolia 
Veronica macrantha 
Hypericum perforatum* 
Schefflera digitata 
Veronica odora 
Scleranthus uniflorus 
- 24 - 

link to page 36 link to page 36 link to page 36 link to page 36  
5.4  Palatable plant species used as indicators 
The merits and limitations of the indicators and methods used to derive indicators are 
covered in the Discussion (Section 6.6). In this section, we summarise the frequency of each 
indicator species across the three plot groups, summarise the climate space where each 
indicator species occurs relative to the climate space in each of the three plot groups, and 
assess whether the individual-level measurements of tussocks yield a similar estimate of total 
cover to the subplot-level and whole-plot level estimates of cover.  
5.4.1  Frequency of each indicator species across the three plot groups 
The frequencies of all indicator species were statistically similar between the two Tier 1 plot 
groups (Table 4). The only statistical differences were between the two Tier 1 plot groups and 
the subjectively located plots (Table 4) and the species that differed were Chionochloa 
pallens, Chionochloa flavescens and Aciphylla divisa. The herb Aciphylla horrida was absent 
from the subjectively located plots and found in <10% each of the two Tier 1 plot groups 
(Table 4), and Aciphylla colensoi was only sampled once, from a Tier 1 plot in the 
management zone (Table 4). Ranunculus godleyanus was not sampled in any of the plots (as 
anticipated by McKay & McNutt 2016). 
These data suggest that inferences drawn from the subjectively located plots might not be 
equivalent to those drawn from the Tier 1 plots. For example, an indicator based on tussocks 
from the subjectively located plots will be largely informed by Chionochloa pallens, while the 
same indicator from the Tier 1 exclusion plots will be informed more by Chionochloa 
flavescens. If the ecology of these two species is different (see Section 6. Discussion), a 
pooled indicator might conflate grazing processes with other processes driving the 
distribution and abundance of the species. However, if the ecology of the two species is 
comparable, or the grazing effect size is very large relative to the effect sizes from other 
processes, this might not be an issue. 
 
 
- 25 - 

link to page 38 link to page 37  
Table 4. Frequency of indicator species (expressed as proportions) in each group of plots.  
χ2 and P values are from a GLM (df = 2) testing for differences in frequency of each species 
across plot groups. Post-hoc differences are P < 0.05. NA = too few occurrences to model across 
plot groups 

Indicator 
Indicator species 
Subjective (N 
Tier 1 
Tier 1 
GLM χ2  
group 
= 117) 
Management  
Exclusion   (P) 
(N = 59) 
(N = 32) 
Tussocks 
Chionochloa pallens 
0.82 a 
0.29 b 
0.47 b 
52.0 (< 0.001) 
Chionochloa flavescens 
0.15 a 
0.17 ab 
0.34 b 
5.82 (0.054) 
Chionochloa rigida 
0.15 
0.19 
0.19 
0.64 (0.726) 
Spaniards 
Aciphylla aurea 
0.17 
0.17 
0.19 
0.06 (0.973) 
Aciphylla divisa 
0.21 a 
0.05 b 
0.13 ab 
9.37 (0.009) 
Aciphylla crenulata 
0.18 
0.10 
0.13 
2.12 (0.347) 
Aciphylla montana 
0.02 
0.03 
0.03 
0.55 (0.760) 
Aciphylla scott-thomsonii 
0.02 
0.02 
0.03 
0.25 (0.881) 
Aciphylla horrida 

0.07 
0.09 
NA 
Aciphylla colensoi 

0.02 

NA 
Fleshy herbs  Celmisia semicordata 
0.21 
0.17 
0.34 
3.63 (0.163) 
Ranunculus lyallii 
0.30 
0.22 
0.28 
1.27 (0.531) 
Ranunculus godleyanus 



NA 
 
5.4.2  Climate space occupied by each indicator species 
Aggregating across palatable species can be a statistically powerful approach for reporting 
on ungulate impacts across plot networks. The key advantage is the gain in statistical power 
from drawing on many species with a similar functional response to grazing, rather than 
relying on individual species that have may limited distributions across the plot network. The 
approach relies on the individual species having similar functional responses to grazing, and 
broadly similar ecological attributes such that any aggregated response can be confidently 
attributed to grazing rather than other factors. The approach could be further confounded by 
the responses of individual species if there are few plots and few palatable species, and if the 
palatable species are sorted along environmental gradients that are not equally represented 
in the plots of each treatment group.  
We summarised the climate across locations where each indicator species has been recorded 
in GBIF. From this simple analysis, we observed that the 12 indicator species split into 3 
groups – low, medium and high rainfall species (Figure 9; Table 5). This is just one dimension 
of the ecology of each species that could be taken into account when aggregating across 
species. One possibility to consider is to group the indicator species by rainfall until such time 
as their biology and palatability is understood in more detail. However, we emphasise that 
without detailed ecological information on each species (see Section 8, Recommendations, 
below), there is a risk that aggregating across species with widely differing environmental 
niches, will undercut the power of the ecological indicator to detect change related to 
grazing.  
- 26 - 

 
Table 5. Summary statistics of mean annual rainfall (MAR) and mean annual temperature (MAT) 
for each of the 12 indicator species. Data are the (5th)-median -(95th) percentiles for MAR and 
MAT for each species based on all records in GBIF that fall within the reported geographic range 
in Mark (2014). Species are grouped according to median MAR (< 2000 mm; 2000–4000 mm; 
>4000 mm). Herbivores known to select these species are indicated (‘known drivers’) 

Species 
Known drivers 
MAR (mm) 
MAT (°C) 
Aciphylla aurea 
Fire, Hares1, Sheep2 
(551) - 1151 - (3236) 
(5.0) - 7.3 - (9.9) 
Aciphylla scott-thomsonii 
Pigs3 
(603) - 1262 - (5814) 
(5.0) - 7.4 - (11.6) 
Chionochloa rigida 
Tahr4,5, chamois6, hare6 
(606) - 1356 - (5553) 
(4.5) - 6.7 - (9.8) 
Aciphylla montana 
Tahr6 
(597) - 1512 - (7651) 
(3.2) - 5.5 - (7.7) 
Aciphylla colensoi 
 
(1411) - 2922 - (8551) 
(4.9) - 7.2 - (10.0) 
Chionochloa flavescens 
Tahr4,5, chamois6, hare6 
(1278) - 3030 - (8721) 
(4.4) - 6.7 - (10.4) 
Celmisia semicordata 
 
(1025) - 3283 - (10004) 
(4.1) - 6.6 - (12.8) 
Chionochloa pallens 
Tahr4,5, chamois6, hare6,7 
(1504 - 3373 - (9500) 
(4.0) - 6.2 - (9.5) 
Aciphylla divisa 
 
(1456) - 4196 - (9566) 
(3.0) - 5.6 - (7.5) 
Aciphylla horrida 
Tahr8 
(653) - 4440 - (9351) 
(4.1) - 6.8 - (8.2) 
Ranunculus lyallii 
Snowbanks & flushes 
(2325) - 4919 - (10004) 
(3.8) - 6.3 - (8.3) 
Tahr9, chamois6,  
Aciphylla crenulata 
 
(1675) - 5117 - (9772) 
(3.6) - 6.1 - (8.7) 
1Campbell (1981); 2Norton & Young (2016); 3 Walker et al. (2001); 4 Rose & Allen (1990); 5 Thomson et al. (1997); 6 
Parkes & Thomson (1995); 7 Flux (1967); 8 Wardle (1979); 9 Tustin & Parkes (1988) 
- 27 - 













 
Aciphylla aurea
Chionochloa rigida
Aciphylla scott-thomsonii
Aciphylla montana
13000
13000
13000
13000
)
)
)
)
m
m
m
m
m(
m
m
m
 
(
(
(
ll
 
 
 
5000
ll
5000
ll
5000
ll
5000
af
af
af
af
ni
n
n
n
3000
i
i
i
a
3000
a
3000
a
3000
a

R
R
R
l
 
 
 
2000
l
l
l
a
2000
a
2000
a
2000
a
u
u
u
u
n
n
n
n
n
n
n
n
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
n
n
n
n
a
a
a
a
e
e
e
e
500
M
500
M
500
M
500
M
300
300
300
300
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Chionochloa flavescens
Aciphylla colensoi
Celmisia semicordata
Chionochloa pallens
13000
13000
13000
13000
)
)
)
)
m
m
m
m
m(
m
m
m
 
(
(
(
ll
 
 
 
5000
ll
5000
ll
5000
ll
5000
af
af
af
af
ni
ni
ni
ni
a
3000
a
3000
a
3000
a
3000

R
R
R
l
 
 
 
2000
l
l
l
a
2000
a
2000
a
2000
a
u
u
u
u
n
n
n
n
n
n
n
n
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
n
n
n
n
a
a
a
a
e
e
e
e
500
M
500
M
500
M
500
M
300
300
300
300
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Aciphylla horrida
Aciphylla divisa
Ranunculus lyallii
Aciphylla crenulata
13000
13000
13000
13000
)
)
)
)
m
m
m
m
m(
m
m
m
 
(
(
(
ll
 
 
 
5000
ll
5000
ll
5000
ll
5000
af
af
af
af
ni
n
n
n
3000
i
i
i
a
3000
a
3000
a
3000
a

R
R
R
l
2000
 l
 l
 l
a
2000
a
2000
a
2000
a
u
u
u
u
n
n
n
n
n
n
n
n
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
A
1000
 
n
n
n
n
a
a
a
a
e
e
e
e
500
Subjective
M
500
M
500
M
500
M
T1 Exclusion
300
300
300
300
T1 Management
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
0
2
4
6
8
10
12
14
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
Mean Annual Temperature ( C)
 
Figure 9. Indicator species displayed in terms of climate space sampled by the three plot groups (shown as hulls) with the median climate of each indicator 
species shown as an open symbol with the 5th and 9th percentiles of climate shown as bars. Species are organised from the top left to the bottom right, in 
order of the median mean annual rainfall where they are found in New Zealand. 

- 28 - 

link to page 39 link to page 39 link to page 39 link to page 40 link to page 40

 
5.4.3  Tussock cover methods 
The basal area of tussocks was positively related to visual estimates of crown cover at the 
scale of both the subplot (Figure 10a) and plot (Figure 10b). The relationship was strong at 
both scales, with visual estimates of crown cover (to the nearest 5%) predicting the more 
accurate estimates of basal area (projected from direct measurements of individual basal 
diameter) with good confidence, as shown by R2 values. The relationship illustrates the typical 
crown spread of tillers relative to the base of tussock plants, with a slope of c. 0.23, well 
below the 1:1 line (Figure 10a,b). It can also be noted that, at subplot level, prediction 
intervals were wider at large cover values indicating that visual estimates of crown cover 
could correspond to a wide range of basal area values (with 95% probability). 
a) Subplots 
b) Plots 
35
2
1:1
R
0.72
)
)
60
2
30
1:1
2
2
 m(
 m
R
0.71
 

a
25
50
a
er
er

a
l
 
20
l
40
sa
sa
a
a

15
b
30
 
d
d
e
e
ct
10
ct
e
20
j
e
o
j
r
o
5
r
P
P
10
0
0
0
5
10
15
20
25
0
10
20
30
40
50
60
2
 
Estimated crown cover (m )
 
2
 
Estimated crown cover (m )
 
Figure 10. Basal area versus crown cover of tussocks (a) within 25-m2 (5 m × 5m) subplots and 
(b) within whole 400-m2 (20 m × 20 m) plots from all Tier 1 plots across the tahr management 
and exclusion zones. Each regression line is presented with confidence intervals (dashed line). 
Prediction intervals based on a flexible spline estimate of mean squared error1 (dotted lines) are 
also presented in (a). Double absences were excluded from the analysis. 

5.4.4  Statistical power for tahr impact indicators 
Point-in-time differences in tussock basal area and crown cover 
The power analysis estimated that 30 Tier 1 plots (20 m × 20 m) in each of the tahr 
management and exclusion zones are sufficient to detect a difference in tussock basal area of 
ca. 6% (Figure 11a). Using the same number of plots, there is only sufficient statistical power 
to detect a c. 20% difference in tussock cover between the zones (Figure 11b). The power 
analyses express effect sizes as percentages, not absolute amounts. A 1 m2 increment of 
 
1 https://stats.stackexchange.com/questions/37943/simultaneous-heteroscedasticity-and-heavy-tails-in-a-
regression-model/320097#320097 
- 29 - 

link to page 39  
tussock basal area corresponds to a 4 m2 increment in crown area (Figure 10a), i.e. a 6% 
increment in basal area represents a 24% increment in cover. Because of the allometric 
relationship between tussock basal area and cover, 30 plots can detect changes that are 
ecologically equivalent even though the numeric effect size is smaller for tussock basal area.  
We note that a 20% difference between the two Tier 1 plots groups could be detected at a 
point-in-time, after 5 years, using subplot-level assessments (Fig. 11b) if: (i) the two groups of 
plots start with equal initial cover, (ii) plots in one group maintain a constant cover and (iii) 
those in the other group steadily increase (or decrease) cover at a rate of 4.0% per year.  
a) 
b) 
100%
100%
80%
80%
r 60%
r 60%
e
e
w
w
o
o
p
p
40%
40%
Effect size
Effect size
25 %
20%
7 %
20%
20 %
6 %
15 %
5 %
10 %
0%
0%
10
15
20
25
30
35
40
10
15
20
25
30
35
40
Nu
N m
u b
m er 
r o
  f 
f p
  lo
l ts
t
 
Nu
N m
u b
m er 
r o
  f 
f p
  lo
l ts
t
 
Figure 11. Statistical power to detect a difference in (a) basal area and (b) crown cover of all 
tussocks between Tier 1 management and exclusion areas, at a point-in-time. Estimates of 
power are based on simR simulations with variance estimated from field measurements of (a) 
individual tussocks or (b) visual cover estimates, respectively. Tussock basal areas were log-
transformed as a response variable (after adding 1) prior to being compared between areas so 
that tests assume a log-normal error structure. The horizontal dashed line marks the standard 
acceptable power of 80%. 
 

Differences in the rate of change in tussock cover 
This analysis used data on change in tussock cover from the subjectively located plots and 
results may not be representative of changes on Tier 1 plots. The analysis estimated that 30 
plots in each of the tahr management and exclusion zones would have sufficient statistical 
power to detect a c. 4.5 % change in tussock cover per year (Fig. 12) or the equivalent of c. 
22.5% change over a standard 5-year measurement cycle. We note that rates of cover change 
are converted to annual rates from a mean census interval of 10 years but, because cover 
classes in relevés encompass a wide range of cover values, changes would not necessarily be 
detected if the census intervals were much shorter than 10 years unless cover change 
occurred at the lower or upper limits of a cover class. The finer spatial resolution of visual 
estimates at subplot level (i.e. 16 estimates each to the nearest 5% cover) would likely 
provide more precise temporal resolution.  
- 30 - 

link to page 42 link to page 42 link to page 43









 
0.1
8.0
6.
r
0
e
w
o
P
4.
Effect size
0
1
10% y
5% y 1
2.0
4% y 1
1
3% y
1
2% y
0.0
10
15
20
25
30
35
40
Number of plots
 
Figure 12. Estimated power to detect differences in the rate of change in total tussock cover 
between two treatments. Estimates are based on 2-sided power t-tests. Variance was estimated 
from observed rates of change in tussock cover (based on visual estimates of plot-level cover, 
taking the largest cross-species sum cover value recorded in any tier). Cover estimates were 
arcsine transformed to conform with t-test assumptions of a normal error distribution (Crawley 
2007). Effect sizes would be the equivalent of 10-, 20-, 25-, 33- and 50-year periods to attain 
100% cover from no initial cover in one treatment and no temporal change in the other 
treatment.  
 

Point-in-time differences in Aciphylla counts and cover, and Celmisia counts 
The statistical power to detect differences in Aciphylla counts and percentage cover was 
much lower than for tussocks (Figure 13; Figure 14). Only an 8-fold difference in counts and a 
4-fold difference in cover could be detected with 30 plots in each of the tahr management 
and exclusion zones. Statistical power was lower still for counts of Celmisia semicordata, 
where 30 plots in each zone would allow only a 40-fold difference to be detected (Figure 15)
Counts of Celmisia semicordata are more over-dispersed than the counts from pooled 
Aciphylla species, with only 7 of 35 Tier 1 plots having Celmisia semicordata (hence many 
zero values in the data) but 15 of 35 plots having at least one Aciphylla. This is the reason 
that statistical power differs so greatly between Celmisia semicordata and the pooled 
Aciphylla spp. These estimates of statistical power are an approximation based on point-in-
time measurements, and are likely to be conservative. For this reason, we recommend 
maintaining subplot-level measurements of height and cover for these species, while 
recognising that the statistical power to report on differences, or to link differences to 
population changes, is probably low.  
- 31 - 

 
0.1
8.0
6.
r
0
e
w
o
P
4.0
Effect size
2.
3x greater
0
5x greater
8x greater
0.0
10x greater
10
15
20
25
30
35
40
Number of plots
 
Figure 13. Power to detect differences between tahr management and exclusion areas in the 
count of Aciphylla spp. (all species combined) in a plot. Power estimates are based on simulated 
counts with a negative binomial distribution with mean counts and dispersion parameter θ 
estimated from Tier1 data. Power was estimated as the proportion of 1000 simulated datasets 
where a significant effect is detected (via negative binomial glms) for each combination of 
sampling effort and effect size. 

 
0.1
8.0
6.
r
0
e
w
o
P
4.0
Effect size
2.
2x greater
0
3x greater
4x greater
0.0
5x greater
10
15
20
25
30
35
40
Number of plots
 
Figure 14. Power to detect differences between tahr management and exclusion areas in the 
percentage cover of Aciphylla spp. in a plot. Power estimates are based on simulated cover 
values with a negative binomial distribution with mean cover and dispersion parameter θ 
estimated from Tier1 data (21 plots with cover estimated to the nearest 5% at subplot-level). 
Power was estimated as the proportion of 1000 simulated datasets where a significant effect is 
detected (via negative binomial glms) for each combination of sampling effort and effect size.  

 
- 32 - 

link to page 44 link to page 44  
0.1
8.0
6.
r
0
e
w
o
P
4.0
Effect size
10x greater
2.0
20x greater
30x greater
0
40x greater
.
0
15
20
25
30
35
40
Number of plots
 
Figure 15. Power to detect differences between tahr management and exclusion areas in the 
plot-level count of Celmisia semicordata. Power estimates are based on simulated counts with a 
negative binomial distribution with mean counts and dispersion parameter θ estimated from 
Tier1 data. Power was estimated as the proportion of 1000 simulated datasets where a 
significant effect is detected (via negative binomial glms) for each combination of sampling 
effort and effect size. Note that models on small samples and markedly over-dispersed data do 
not converge, thus only simulations for 15 or more plots are presented here.  
 

5.5  Propensity scoring models 
There were no significant differences between the two groups of Tier 1 plots in any of the 
indicators derived from the relevé data (Table 6). These analyses draw on 32 and 59 plots in 
the exclusion zone and management zone, respectively, and are likely to have reasonable 
statistical power to detect differences. In contrast, the statistical power available to detect 
differences in indicators derived from the additional methods applied to the tahr plots is 
much lower, with data available for as few as 6 plots in the exclusion zone (Table 6). For these 
indicators, we found some evidence of lower shrub cover in the management zone plots, but 
this should be interpreted cautiously, given the very low number of plots (Table 6) that 
informed this analysis. 
- 33 - 

 
Table 6. Summary of indicator comparisons between plots from the Tier 1 management and exclusion zones based on standard GLM models and survey-
weighted GLMs using propensity scores. Propensity scores were based on elevation, MAT, GDD, potential solar radiation, MAR, log rainfall/PET ratio, log 
sunshine hours, log soil moisture deficit, solar radiation, relative humidity, slope, exposed rock, and forest/ non-forest vegetation 

Indicator 
No Tier 1 plots in 
No Tier 1 plots in  Data source and model details 
Standard 
Survey-weighted  Notes 
Exclusion Zone 
Management Zone 
GLM P value 
GLM P value 
Total vegetation cover 
32 
59 
Recce 
0.035 
0.639 
Total cover was lower in the 
Sum of ordinal cover scores (all species) 
management zone with an 
Square-root- arcsine transformed to 
unbalanced GLM but this 
conform with data normality assumptions 
difference was not present in 
the survey-weighted GLM 
Importance value for 
32 
59 
Recce 
0.697 
0.077 
Non-significantly higher 
Aciphylla species 
Sum of ordinal cover scores (all Aciphylla 
importance value in the 
species in McKay & McNutt (2016) 
management zone plots. 
GLM with Poisson errors 
Importance value for 
32 
59 
Recce 
0.349 
0.871 
No difference 
Chionochloa species 
Sum of ordinal cover scores (all Chionochloa 
species in McKay & McNutt (2016) 
GLM with negative binomial errors 
Presence/absence of 
32 
59 
Recce 
0.518 
0.693 
No difference 
Ranunculus lyallii 
GLM with binomial errors 
Presence/absence of 
32 
59 
Recce 
0.217 
0.691 
No difference 
Chionochloa species 
GLM with binomial errors 
Shrub cover 

27 
Tahr Browse Impact measurements of 
0.299 
Model does not 
Highly zero-inflated data and 
individuals and clumps 
converge due to 
low replication limit 
GLM with negative binomial errors (cover 
overdispersion and  statistical inference 
data rounded into integers for analysis) 
low replication 
Shrub cover (only 
8 (6 with shrubs 
27 (14 with shrubs  Tahr Browse Impact measurements of 
0.112 
0.001 
Shrub cover is lower in the 
using plots where 
present) 
present) 
individuals and clumps 
management zone, but note 
shrubs were present) 
Cover was square-root- arcsine transformed  
the very low number of plots 
informing this result 
Mean tussock height 
8 (7 with  
27 (13 with 
Tahr Browse Impact measurements of 
0.833 
0.893 
No difference 
Chionochloa present)  Chionochloa present)  individual tussocks 
- 34 - 

link to page 44  
Standard glm
Survey-weighted glm
)
%( r 90
ve
co noi 60
t
ateg
ve  30
l
atoT
0
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Standard glm
Survey-weighted glm
5
e
ul
va  4
ce
n
at 3
r
o
p
mi 2
 
al
yl
h 1
p
ci
A
0
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Standard glm
Survey-weighted glm
 
e 10.0
ul
va 
ce
7.5
n
atrop 5.0
mi aol
ch
2.5
o
n
oihC 0.0
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Standard glm
Survey-weighted glm
).b 1.00
orp(s ul 0.75
cu
n
u
n 0.50
a
R fo 
0.25
ce
n
se
er
P 0.00
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Figure 16. (Con’t next page) Fitted means and standard errors for indicators from standard 
GLMs and survey-weighted GLMs using propensity scores. Refer to Table 6.
 
- 35 - 

 
Standard glm
Survey-weighted glm
).b 1.00
orp( aol 0.75
ch
o
n
oi 0.50
h
C fo  0.25
ce
n
se
er 0.00
P
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Standard glm
Survey-weighted glm
100
)
75
%( r
ve
50
co burhS 25
0
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Standard glm
Survey-weighted glm
)
75
cm( thgie 50h
ck 
sso 25
u
T
0
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Tahr Excl.
Tahr Mgment.
Treatment
 
Figure 16. Con’t. 
 
 
 
- 36 - 

link to page 48 link to page 48 link to page 48  

Discussion 
6.1  Vegetation and environments differ between the tahr management and 
exclusion zones 
In New Zealand, woody vegetation – particularly forest vegetation – has been much more 
comprehensively sampled than non-woody vegetation (Wiser et al. 2001). The number of 
plots underpinning the national woody classification is 13,551 (Wiser et al. 2011; Wiser & De 
Cáceres 2013), whereas for the national non-woody classification this is 6,362 (Wiser et al. 
2016). In the national woody classification, just 12% of plots were designated as outliers, 
compared with 32% of plots (at alliance level) in the national non-woody classification. 
Potential reasons for this could be (a) higher beta diversity (spatial turnover in composition) 
in non-woody communities, or (b) inherently ‘noisier’ composition because of processes such 
as more non-native species invading low-statured communities, and the imprint of historical 
dispersal limitation in alpine communities. For a non-woody classification to be 
comprehensive, we would probably need many more plots than we currently have (possibly a 
higher sampling intensity than we have for forests). Alpine non-woody ecosystems are 
particularly under-sampled because most plot-based measurements to date have sampled 
only in limited areas for specific research questions. In this regard, Tier 1 sampling represents 
a major advance by providing an objective sample of these communities nationally, but given 
the high spatial turnover in composition, and the relatively low sampling intensity of Tier 1 
(an 8 km × 8 km grid), much more sampling is needed to define the full breadth of 
compositional variation at scales relevant for local management of a specific introduced 
herbivore. 
We extracted plot locations from NVS for all plots within the tahr management and exclusion 
zones (Figure 17). Even within this part of the alpine zone, there are conspicuous gaps in 
historical sampling. For example, there are surprisingly few plots in alpine Westland, an effect 
that cannot be accounted for solely by inaccessibility issues or snow cover (Figure 17). 
Focused Tier 2-type monitoring in the tahr management and exclusion zones would augment 
the statistical power provided by Tier 1 plots to report on tahr impacts, and provide the 
essential data to report at the scale of tahr management unit or even finer scales. It would 
also contribute valuable data on the composition, structure and dynamics of alpine 
communities, especially in areas such as alpine Westland that have been overlooked so far. 
Furthermore, if there is scope to include additional Tier Two monitoring, we recommend 
building on the legacy of the permanent plots already available (Figure 17) (Appendix 6) as 
these will bring with them invaluable information on temporal change. 
 
- 37 - 


 
 
Figure 17. NVS plots in the tahr management and exclusion zones. 
 

The alpine plant communities that can be induced by heavy tahr grazing in alpine grasslands 
(Figure 18) are dominated by native plant species and are poorly described quantitatively 
(although qualitatively by Burrows (1974), Wilson (1976), and Wardle (1979)). Our capacity to 
distinguish these communities in current non-woody vegetation classifications is poor. It is 
possible that one or more of the defined communities in Wiser et al. (2016) are grazing-
induced communities, or that some of the subjectively located plots and Tier 1 plots assigned 
as “outliers” in our classification (Table 1) sample grazing-induced communities. More data 
are needed from plant communities induced by intensive tahr grazing if we are to determine 
whether they are widespread, or become more common should tahr densities increase. The 
same applies to heavily browsed shrubland communities, that can be dominated by dead 
shrubs with Poa colensoi and Rytidosperma setifolia beneath, with much bare ground in 
Mount Cook National Park (Wilson 1976), or replaced by Hypolepis millefolium in Westland 
National Park (Wardle 1979). Quantitative descriptions of these grazing-induced communities 
are needed that are analogous to heavily browsed forest communities (e.g. forest 
understories at Woodhill Forest, Smale et al. 1995, and in the Waikare catchment, Te Urewera, 
Richardson et al. 2014). We also need to know whether heavily grazed grasslands and 
shrublands have distinct environmental features compared with the wider landscape (cf. Figs 
4 & 5) so that existing plots sampling heavily grazed grasslands can be identified, and 
whether controlling tahr at management-unit scales is sufficient to alleviate intense damage 
caused at local patch (c. 300 m2) scales. 
 
- 38 - 

link to page 28 link to page 28 link to page 26  
6.2  Co-occurring mammals 
Previous assessments of alpine and subalpine vegetation note that tahr habitat also supports 
a range of other non-native mammals (and native herbivores such as grasshoppers), and this 
raises problems in ascribing effects of herbivory to a single herbivore (Burrows 1974; Wilson 
1976; Wardle 1979; Thomson et al. 1997). Forsyth & Hickling (1998) present evidence of 
competitive exclusion of chamois where tahr are present. However, they can coexist in 
catchments by partitioning habitats (Forsyth 2000). Even then, they share two key habitats 
(Chionochloa grassland and shrubland) in all seasons, and partitioning of habitats scarcely 
occurs in winter. 
Attribution of grazing to ungulates (including tahr) is compromised in Tier 1 plots by 
confounding pervasive browsing by hares (i.e. the probability of occurrence of hare pellets in 
these plots is far greater than that of ungulates, Figure 7). This is less of a problem with the 
subjectively located plots, but even there the probability of occurrence of ungulate pellets 
only slightly exceeds that of hares (Figure 7). The lower frequency of hare pellets in the 
subjectively located sample relative to the Tier 1 plots (both zones) could relate to the higher 
rainfall in the subjectively located plots (Figure 5). As there is a positive association between 
hare pellets and ungulate pellets across all plots (Appendix 7), it is probably more likely that 
environmental factors (e.g. precipitation) drive hare frequency rather than it being a result of 
tahr displacing hares. Burrows (1974) noted that hares and grasshoppers favour the short 
plant cover that results from overgrazing by tahr. In local sites intensely grazed by tahr, their 
fertilising effects could render patches attractive to hares since artificially fertilised grasslands 
are favoured habitat for hares (Norbury et al. 2013).  
Attribution of change in three Chionochloa species in the subjectively located plots to tahr is 
problematic especially with respect to the co-occurrence of hares, which also consume them 
(Thomson et al. 1997; see also Rose & Platt 1992). Cruz et al. (1997) presumed the 
confounding influence of hares to be small because of their lower biomass than tahr. The 
new information in this study that shows much greater frequency of hare than ungulate 
pellets throughout the management and exclusion zones makes that presumption less 
tenable at a broader landscape scale, particularly if their fast metabolism per unit mass 
relative to that of ungulates is considered (c.f. Keesing 2000). Because of the widespread 
abundance of hares throughout the tahr management and exclusion zones, better 
information is needed about the ecology of hares throughout the alpine and subalpine 
zones, and especially their diets east and west of the Main Divide of the Southern Alps.  
6.3  Palatable plant species as indicators 
6.3.1  A need to evaluate tahr dietary preference 
Dietary preferences of ungulates in New Zealand’s indigenous forests are well established 
(e.g. Forsyth et al. 2002, 2005) and form the basis for reporting on maintenance of ecological 
integrity at national scales (e.g. Bellingham et al. 2016) and compositional recovery processes 
following ungulate management at local scales (Bellingham & Mason 2012). A similar 
investment in quantifying tahr preferences would identify highly preferred and avoided 
species to monitor in long-term studies of tahr impacts (Rose & Allen 1990; Thomson et al. 
- 39 - 

link to page 28 link to page 28  
1997; Cruz et al. 2017). The need for quantitative data on dietary preferences of tahr was 
noted by Sparrow and Kelly (2000).  It would provide the evidence to defend selection of 
Celmisia spp., Aciphylla spp., Ranunculus lyallii, that are included for assessment as indicator 
species in Tier 1 plots and which are likely to be palatable to tahr (along with Astelia spp., 
based on rumen contents (Tustin & Parkes 1988) but not so far linked to their biomass in 
alpine grasslands. It requires collecting rumen samples and unbiased vegetation composition 
data from the same catchments, in the same year, in order to quantify correspondence 
between availability and consumption of each species. Molecular techniques could also be 
used to identify rumen and faecal contents to evaluate their potential and limitations as a 
future tool for rapidly assessing diet. We suggest that any study would be best completed in 
those catchments with subjectively located plots. This would then provide an unbiased 
sample of vegetation in those catchments that could be used to evaluate whether the 
subjectively located plots are representative of their catchments or of communities within 
their catchments.  
6.3.2  A need to determine resilience of dominant Chionochloa species 
and other herbaceous species to grazing by tahr 
Since DOC is required to maintain ecological integrity, maintaining the structurally dominant 
Chionochloa spp. in alpine grasslands is critical to this, this has been the focus of the studies 
that began in the 1990s using the subjectively located plots (Rose & Allen 1990; Thomson et 
al. 1997; Cruz et al. 2017). However, control of herbivorous mammals may not result in 
predictable rapid responses from browsed plant communities (Coomes et al. 2003). 
In contrasting responses of Chionochloa spp. among catchments, Thomson et al. (1997) and 
Cruz et al. (2017) attributed differences to different local densities of tahr. At the scale of the 
subjectively located plots, the most recent measurements of ungulate densities are rather 
uniform among all plots (i.e., narrow variance about mean estimates of pellet densities; Figure 
7a)
. Cruz et al. (2017) did not consider that contrasting responses among catchments could 
also be a function of the biology of different Chionochloa species, the dominant species of 
which also differ among catchments (e.g. C. pallens is dominant in the Hooker Valley whereas 
C. rigida is dominant in the North Branch of the Godley River; Thomson et al. 1997). The 
dominance of Chionochloa spp. is strongly influenced by climate (including rainfall and 
duration of snow pack, Pirie et al. 2010) and, within catchments, there is strong sorting of 
dominance by individual Chionochloa spp. along gradients of soil nutrient availability (e.g. 
soil nitrogen concentrations, Tanentzap et al. 2012) and waterlogging (Pirie et al. 2010). C. 
pallens, one of the locally dominant species in the subjectively located plots, occurs mainly 
on better-drained soils with low levels of soil organic matter and low carbon-to-nitrogen 
ratios (Williams 1975). 
The resilience of grasses (i.e. capacity to regain biomass and height) to grazing is influenced 
by relative growth rates of individual grass species and by resource availability, including soil 
nutrient concentrations (e.g. Vinton & Burke 1995). Among species that co-occur in the 
subjectively located plots, C. crassiuscula had consistently lower growth rates than C. pallens 
across a range of soil phosphate concentrations (Chapin et al. 1982). Therefore, it is likely that 
regrowth of biomass of C. crassiuscula after grazing is likely to be slower than for C. pallens in 
the same site. In the case of the more rapidly growing C. pallens, 20 years after experimental 
clipping to remove most existing biomass of established plants (to simulate heavy grazing), 
- 40 - 

link to page 45 link to page 37  
only c. 60% of the original biomass had been recovered (Lee et al. 2000). In another study in 
which mature plants were clipped to simulate high levels of herbivory, rates of biomass 
regrowth after 2.5 years were more rapid for C. rigida than for C. pallens (Solly 1998). We 
note that the average height of Chionochloa spp. across Tier 1 plots in the tahr exclusion and 
management zones (c. 62 cm; Figure 16) is very similar to the most recent (2013) mean 
heights of Chionochloa across all subjectively located plots (Figure 2d of Cruz et al. 2017). 
The resilience of Chionochloa-dominated grasslands to mammalian grazing is contingent not 
only on the capacity for regrowth of established individuals but also on the establishment of 
new individuals, from germinating seedlings and from clonal spread. This information is 
needed if we are to gain a sense of whether we expect long-term maintenance of 
Chionochloa populations in situ, or whether their recruitment is episodic in time and space. 
The episodic production of seeds is well described for many Chionochloa species (e.g., 
Schauber et al. 2002) but the regeneration niches of all of the dominant Chionochloa species 
throughout the tahr management and exclusion zones are poorly characterised. In some of 
the subjectively located plots, an instantaneous assessment showed disproportionate 
abundance of seedlings of Chionochloa spp. on “native mat vegetation” (Rose & Allen 1990), 
but it is unknown whether these seedlings grow to maturity more often than seedlings on 
other microsites. We know even less about the capacity of other herbaceous indicator species 
(i.e. Aciphylla spp., Celmisia semicordata, Ranunculus lyallii) (Table 5) to regain biomass lost 
to herbivory and about their regeneration niches. This information is necessary for the 
interpretation of changes in their populations. 
6.3.3  Patch-scale impacts of tahr in alpine grasslands and subalpine 
shrublands 
Tahr can alter the structure and cover of alpine and subalpine vegetation at local patch scales 
(c. 300 m2 patches; Burrows 1974; Wilson 1976). In alpine grassland dominated by 
Chionochloa spp. in Mount Cook National Park (all within the tahr management zone), tahr 
grazed palatable plants towards extinction, and left stumps of Chionochloa spp. dead and 
rotting, “while leaving surrounding grassland apparently untouched” (Wilson 1976; Fig. 18). 
This patchy damage could also reflect differential snow melt, rendering some patches more 
accessible to tahr than others; this merits further investigation. In Westland National Park, 
Wardle (1979) described tahr as “systematically destroying” Chionochloa spp. in local 
patches. More recently, Cruz et al. (2017) evaluated change in 111 of the 117 subjectively 
located plots in this study, of which all but 3 of 117 plots (2.6%) sample alpine grasslands and 
72 plots (61.5%) sample grasslands dominated by Chionochloa spp. (Table 1). Between 1990 
and 2013, tahr reduced the height of Chionochloa spp. and vegetation cover in the 
subjectively located plots (Cruz et al. 2017) (Fig. 19 shows an extreme example of this).  
- 41 - 


 
 
Figure 18. Tahr camp in Chionochloa pallens grassland at 1700 m, Liebig Range; Murchison 
River left background and Onslow Stream at top right (Photo: Hugh D. Wilson, 2 February 1971; 
reproduced from Wilson 1976). 
 

Wilson (1976) noted a shift in native dominance in response to local substantial reduction of 
biomass of dominant Chionochloa spp. by tahr. He considered that Celmisia spp. (especially 
C. lyallii) and Epilobium spp. had greater cover in these patches than in adjacent less heavily 
grazed Chionochloa grasslands in Mount Cook National Park. Similarly, Wardle (1977, 1979) 
considered Celmisia walkeri had greatly increased in cover in grasslands heavily grazed by 
tahr in Westland National Park, along with the small herbs Hydrocotyle novae-zealandiae and 
Anaphalioides bellidioides. Wilson (1976) also noted that there was recruitment of native 
plant species that he thought were likely to have been dispersed to the sites by tahr (by 
seeds that attach readily to fur, in the cases of Acaena hirsutula and Carex edura). We lack 
analyses of the repeated-measures data from the subjectively located plots to determine 
whether dominance shifts have occurred after tahr grazing, and we suggest that such 
analyses and a wider community context would be profitable to evaluate Wilson’s (1976) 
hypothesis.  
In other grasslands, grazing by large mammalian herbivores exerts strong effects on soil 
properties and soil biota, including through the fertilising effects of their urine and faeces 
(Bardgett 2005; Harrison & Bardgett 2008). Alpine grasslands are often limited in their 
productivity by availability of soil nutrients, especially nitrogen (e.g. Thébault et al. 2014). In 
nitrogen-limited grasslands with an evolutionary history of mammal herbivory, large 
mammalian herbivores have been shown to accelerate soil nitrogen cycling, alleviating 
nutrient deficiency, and enhancing their own carrying capacity (McNaughton et al. 1997; 
Frank et al. 2000). We do not know whether this is the case in New Zealand alpine grasslands 
in which mammalian grazing is an evolutionary novelty. The effects of grazing by tahr of 
alpine grasslands on the soil biota and properties is unknown, but if the effects are positive, 
as is often the case (Bardgett 2005), then this could be a mechanism by which compensatory 
growth occurs in heavily grazed patches. Studies are needed of the effects of tahr grazing on 
- 42 - 



 
soil properties and biota, and whether alteration of belowground properties or induction of 
positive feedbacks between grazing and plant responses is potentially a barrier to restoring 
these habitats. Furthermore, if the local patches that are heavily grazed by tahr are induced 
“grazing lawns” (McNaughton 1984), we know little about the long-term capacity for such 
systems, which have not co-evolved with mammalian grazers, to be maintained, or whether 
they may be fragile and disintegrate, exposing bare ground (already a feature of these sites, 
Wilson 1976), if tahr densities increased substantially. 
 
 
Figure 19. Vegetation in one of the 117 subjectively located plots (in Zora Creek, Westland) at 
two points in time showing a reduction in tussock cover and height. Upper image in 1999; lower 
in 2012 (photos provided by Ingrid Grüner, Department of Conservation, September 2018). 
 

Tahr can also alter the structure and cover of alpine woody plant communities. Wilson (1976) 
noted local-scale alteration of shrublands in Mount Cook National Park on steep, rocky, 
north-facing slopes, which were “heavily browsed and battered” by tahr. Upper subalpine 
shrublands were most affected, with Dracophyllum rosmarinifolium locally “completely 
- 43 - 

link to page 58  
defoliated and often killed in a band up to 100 m wide visible from afar as a grey stripe 
between scrub and alpine grassland” (Wilson 1976), yet such heavily impacted areas were 
patchy within the National Park, occupying only a small area of the total proportion of 
subalpine shrublands (Figure 20), mostly those on steep (>30º) slopes (Burrows 1974). In 
Westland National Park, Wardle (1977) described areas of D. rosmarinifolium that had been 
killed by tahr, and Wardle (1979) suggested shrublands dominated by Coprosma ciliata, 
Olearia moschata and Polystichum vestitum browsed heavily by tahr can be replaced with 
Hypolepis millefolium. There are long-term measurements of changes in subalpine 
shrublands in response to browsing by red deer (Tanentzap et al. 2009), but there is no 
equivalent study to that of Cruz et al. (2017) for subalpine shrublands heavily browsed by 
tahr. Such studies are needed because shrubs such as D. rosmarinifolium are a key late-winter 
food supply critical for the survival of tahr (an accessible food source through deep snow 
drifts, Caughley 1970b; Wilson 1976; Tustin & Parkes 1988), and may therefore be key to 
understanding the maximum densities of tahr that catchments could potentially support. 
6.4  Disentangling drivers of change in the Ecological Integrity of alpine and 
subalpine plant communities 
Ecological Integrity was defined by Lee et al. (2005) through three components: indigenous 
dominance, species occupancy, and ecosystem representation. The current definition of 
ecological integrity covers 8 outcome objectives, of which we are concerned principally with 6 
(we do not consider ‘limiting environmental contaminants’ and ‘human use and interaction 
with natural heritage’ in this report). We argue below that the information basis for reporting 
on these outcome objectives is weaker in subalpine and alpine ecosystems than it is in 
forests, and provide suggestions for how this could be addressed. Importantly, we have only 
a limited information base for disentangling the multiple drivers of change in alpine 
ecosystems (cf. indigenous forests; Peltzer et al. 2014) and a more cohesive view of alpine 
ecological integrity is required to underpin understanding and future reporting of tahr 
impacts. 
Maintaining ecosystem processes and Reducing spread and dominance of 
exotic species 
The extent to which ecological processes are dominated by native species will vary 
throughout the alpine according to the abundance of non-native mammal species (tahr, as is 
the focus of this report, plus the effects of other species shown in Fig. 6), non-native bird 
abundance (e.g. introduced finches, which are likely to consume seeds of grasses, including 
Chionochloa spp.), non-native plant abundance (e.g. many pastoral grasses are common in 
alpine areas that were grazed historically), and cryptic non-native biota such as diseases.  
The widespread distribution of many non-native herbivore species – including, of course, tahr 
– raises the possibility that ecosystem processes associated with herbivory are not dominated 
by native species. While the amount of herbivory by native species (e.g., grasshoppers, snails, 
birds) could be substantial, the wider impacts of soil compaction and locally concentrated 
faeces and urine are unique to larger-bodied herbivores and the resultant ecosystem 
processes are novel and warrant further attention.  
- 44 - 

 
Non-native plant species are rarely dominant in alpine and subalpine ecosystems, although 
there are striking exceptions, such as Hieracium lepidulum in the headwaters of Rob Roy 
Stream, Mt Aspiring National Park. This contrasts with the induced non-forested communities 
below the natural treeline. However, tahr – and other non-native herbivores – may disperse 
non-native plant species beyond their current ranges, and further encourage their spread by 
creating regeneration niches through localised disturbance and fertilisation with urine and 
faeces. Turf-forming non-native grass species (e.g. Agrostis capillaris) are likely to be more 
browse-resilient and encouraged by browsing. While diminutive in terms of biomass, these 
non-native species have the potential to alter soil properties (Peltzer et al. 2009) and exclude 
native species at local scales. 
Maintaining ecosystem composition and Preventing declines and extinctions 
Because of the selective nature of most herbivores, some species are likely to be locally 
extirpated or greatly reduced in abundance by repeated browsing (potentially including 
those selected for measurement as indicators of tahr grazing; McKay & McNutt 2016). 
Sparrow & Kelly (2000) observed that “Thus quite rare plant species can be most palatable 
and most susceptible to browsing. Such species can be the best indicators of vegetation 
condition’ if condition is a measure of biodiversity of species rather than maximum biomass”. 
Identifying these taxa and the settings in which they are selected (e.g. a species in a habitat at 
a time of the year) will be important for determining whether highly preferred species are 
being maintained across the full range of potential sites.  
In forested ecosystems, there are abundant quantitative data spanning many decades that 
can be used to define the potential distribution of many common forest species. We lack this 
information in the alpine and this limits our capacity to determine whether current plant 
distributions are a reasonable baseline for future monitoring, or whether they bear the 
imprint of many decades of herbivory (i.e. many species are now restricted to habitats that 
are atypical or have been promoted by herbivory). Wider sampling (Fig. 17) and syntheses of 
existing vegetation data (e.g. species distribution models, habitat models) alongside 
experimental manipulations (e.g. Grüner & Norton 2006) would provide an essential 
foundation on which to report on and interpret change in alpine ecosystems. 
Species may persist at sites but may be vastly altered in structure and function. Structurally, 
local dominance by long-lived woody plants such as Dracophyllum can be reduced by tahr 
with potential consequences for soil stability and regeneration of other species, and the rate 
of recovery of biomass of subalpine woody plants after disturbance is slow (e.g. Calder & 
Wardle 1969). Functionally, seed and flower production may be greatly depressed by 
herbivory as these tissues are rich in nitrogen and phosphorus. An experimental study of hare 
browse on native brooms (Carmichaelia spp.) reported substantial losses of reproductive 
tissues through browse (Grüner & Norton 2006). If also true of tahr, this could have strong 
effects on plant regeneration and the balance between asexual and sexual reproduction of 
plant species. 
Lastly, while the social behaviour of tahr may drive concentrated activity in key sites (e.g., 
concentrations of nannies, etc.) and while environmental drivers may govern sites for intense 
herbivory, it is possible that diffuse activity impacts strongly on highly preferred, rare species, 
- 45 - 

 
whereas intense activity alters local dominance of less preferred, common species. Robust, 
targeted Tier 2 monitoring could focus on communities of highly preferred, rare species. 
Ensuring ecosystem representation  
As the alpine is almost exclusively protected as Public Conservation Land, we consider that all 
alpine ecosystems are likely to be protected. However, tahr extend on to private land. An 
assessment of representation outside the publicly managed alpine ecosystems can only be 
achieved once defined ecosystem types are mapped for the tahr management and exclusion 
zones. Vegetation types are commonly used as surrogates for ecosystems (Affeld et al. 2018) 
so augmenting existing vegetation classifications (e.g. Wiser et al. 2016), in combination with 
fine divisions in LENZ (Leathwick et al. 2003) to address data gaps, and then mapping those 
vegetation types across the management and exclusion zones would be needed to assess 
whether a full range of ecosystem types are being maintained across the area. 
Adapting to climate change 
Changing climate regimes are forecast to have substantial, negative effects on the 
distribution and integrity of alpine ecosystems. As McGlone & Walker (2011) stated, “Eventual 
loss of much of the current alpine areas of New Zealand and severe reduction of cold-winter 
habitat seems inevitable under even moderate scenarios for rising greenhouse gas 
concentrations”. However, they further observed that “Overall, there is no basis for simplistic 
assumptions about the results of warming on alpine organisms, and counter-intuitive 
outcomes are possible”. 
Responses to alpine and subalpine ecosystems to climate change are challenging to predict, 
as is exemplified by the lack of response by New Zealand alpine treelines to warming over 
last century (Harsch et al. 2009; Figure 1 in McGlone & Walker 2011). This may be because 
the warming recorded so far is not occurring at a time of the year when tree recruitment 
processes occur. Alternatively, it may be because periodic cold periods prevent treelines from 
advancing, in spite of generally increasing mean annual temperatures. A richer understanding 
of the spatial and temporal pattern of climate warming is needed to understand which 
biological processes are most vulnerable to change. Changes in the extent of alpine 
ecosystems are likely to be preceded by significant shifts in their composition, structure and 
function. With regard to tahr impacts, the relationship between tahr themselves and climate 
change is poorly understood. The consequences of warming, reduced snow cover and glacial 
retreat for alpine plant phenology and composition can only be speculated on as the few 
studies available point to slow, lagged or variable responses (e.g. Mark et al. 2015) and hence 
the consequences for browsing behaviour are also unknown. In short, potential climate 
change effects are highly uncertain and tahr browsing will be an additional driver of 
vegetation change in alpine ecosystems as climates warm and become more variable. 
 
- 46 - 

 
6.5  Studies of long-term effects of tahr on alpine grasslands derive from 
subjectively-placed plots 
Since DOC is required to maintain ecological integrity across the tahr management zone, it is 
important to determine the general inference that can be derived from the 117 subjectively 
located plots. In a review of these plots, Sparrow and Kelly (2000) noted that “it is unclear 
whether the clusters of [subjectively located] plots are indeed representative of whole 
catchments”. Our analyses show that they are certainly not representative of the entire tahr 
management zone. The subjectively placed plots are much wetter and receive much lower 
sunshine hours than plots that representatively sample the tahr management zone. Whereas 
alpine grasslands dominated by Chionochloa spp. represented 18% of the plots in non-
woody vegetation in an objective (Tier 1) sample in the tahr management zone, they 
comprised 63% of the subjectively located plots. This is not surprising as a criterion for siting 
the subjectively located plots was that a plot contained at least 20 Chionochloa individuals, a 
condition that is not representative of Chionochloa abundance in the wider landscape. It is 
unknown whether the subalpine shrublands that are heavily browsed by tahr at local scales 
(Wilson 1976) are typical of subalpine shrublands throughout the tahr management and 
exclusion zones; this information is needed to guide future Tier 2 monitoring work and 
consequent management decisions.  
 
- 47 - 


 
 
Figure 20. Areas of severe damage to shrubland immediately below alpine grasslands in Mount 
Cook National Park mapped in 1976 (reproduced from Wilson 1976). 

6.6  Evaluating the suitability of current methods employed on Tier 1 plots to 
assess changes in vegetation grazed by tahr 
6.6.1  Whole-plot (20 × 20 m) 
Relevés over the fixed area (400 m2) are recorded as a standard feature of Tier 1 
methodology. The cover of all plant species is recorded in cover classes in fixed height tiers 
(Hurst & Allen 2007). In alpine grasslands and many subalpine shrublands, cover data are 
most likely to derive from only two height tiers, i.e. ≤0.3 m and 0.3–2 m. Whole-plot cover-
class values of dominant Chionochloa spp. are likely to be useful for assessing variability in 
- 48 - 

link to page 36 link to page 36 link to page 36  
plot-level dominance and potentially for determining change in cover, but of no value in 
assessing their patchiness within the plot. Plot-level cover for many plant species, especially 
herbs, is likely to be low (cover classes ≤1%, or 1–5 %), and a widespread low-biomass 
species will have the same cover class score regardless of it being a single individual or 
multiple small individuals across the whole plot. The capacity for relevés to resolve change 
with time in these species at the whole-plot scale is low. 
Other means of assessing grassland and shrubland biomass can be achieved using height-
frequency methods (Scott 1965; Dickinson et al. 1992; Wiser & Rose 1997), and these have 
been used recently in fixed area (100 m2) plots in tussock grasslands (Brownstein & Lee 
2017). Nearest-neighbour-distance sampling (similar to the point-centred quarter sampling 
method used in forests, Mueller-Dombois & Ellenberg 1974) is an efficient method for 
estimating tussock density and mean tussock height and diameter using measurements from 
only 16 individuals within a plot (Wiser & Rose 1997). 
6.6.2  Sub-plot (5 × 5 m) 
The total cover of each of the three indicator Chionochloa spp. (Table 4) is recorded in each 
subplot (to the nearest 5%) and their heights are averaged across the subplot to the nearest 
0.1 m. Compared with whole-plot estimates of cover, this is a substantial improvement in 
assessing patchiness within the plot, which could be an early-warning indicator of tahr 
impacts. However, we note that the coverage of Chionochloa species by this method is partial 
– other species (e.g. C. crassiuscula, C. oreophila; Wilson 1976) that may co-occur are not 
recorded. This method will result in more precise estimates of cover than whole-plot 
estimates for three species, since actual covers per subplot can be summed across whole plot 
(rather than assignment to sometimes broad cover-classes in the whole-plot relevé), and 
recording heights to the nearest 0.1 m is a large improvement over two coarse height classes. 
Although the visual estimates of tussock cover were not directly validated with independent 
measurements of crown cover, their strong correspondence with projections of basal areas 
(Fig. 10a) provides some confidence on the validity of visual estimates within subplots. 
Counts of individual indicator species (per Table 4) and their cover and height are recorded in 
each subplot as well. Conducting diligent searches per 25 m2 subplot will almost certainly 
improve the quality of the obligatory whole-plot relevé, i.e. a relatively small investment in 
time has major benefits for data quality. 
We believe there is much merit in focusing on herbaceous species that are likely to be highly 
palatable to tahr, i.e. the indicator species of Table 4, and many of these are of low 
abundance and patchy in distribution (Sparrow & Kelly 2000). Data for indicator species could 
be amenable to demographic interpretations, although some, e.g. Ranunculus lyallii, could 
still achieve high density at 25-m2 scales, rendering demographic interpretations difficult. 
Measuring the demography of herbaceous indicator species in these plots and subplots will 
be problematic. Demographic data are best obtained from marked individuals (the equivalent 
of tagged stems in forests), and attaching tags to some species will be difficult (especially for 
R. lyallii, for which most aboveground parts arise each spring from a fleshy root stock). 
Moreover, high mammalian herbivore densities (and perhaps kea, Nestor notabilis) would 
probably destroy any attempts to mark individuals. We believe counts within subplots are 
preferable to collecting demographic data at such large scales and sampling intensities as 
Tier 1 plots. 
- 49 - 

link to page 36  
Among the herbaceous indicator species, there are seven Aciphylla spp. (Table 4) and we 
know little about the ecology of most of them (but see Campbell 1981 for A. aurea). 
However, there is a large range among these species in their sizes (as rosettes and in height 
of inflorescences; Mark 2012), habitats (Mark 2012), and ranges with respect to climate (Fig. 
9), hence we encourage caution before “lumping” them or expecting them to have a uniform 
response to tahr herbivory (cf. Peltzer et al. 2014). Many entangled factors are likely to be 
driving the distribution and abundance of these indicator species, of which browsing is just 
one. If each Aciphylla species was analysed separately, then just as is the case for two other 
individual plant species used as indicators (Celmisia semicordata and Ranunculus lyallii), most 
species are unlikely to occur on most plots, resulting in highly detailed count data at large 
scale, but highly zero-inflated data (which reduces the statistical power of detecting 
differences). This problem is likely to be resolved over time as more is learned about the 
biology of these species, and how they can be grouped together based on their functional 
responses to browsing. In the meantime, if measurements of these species entail little cost, 
then we believe there is great merit in continuing to collect data.  
Although Celmisia species are consumed by tahr (Tustin & Parkes 1988), the rationale for 
including a single species (C. semicordata) among the many species in the region (e.g. 16 
Celmisia spp. in Mount Cook National Park; Wilson 1976) as an indicator is unclear. Its 
selection as an indicator species of tahr grazing in Tier 1 plots is presumably with an 
expectation that tahr grazing would reduce, rather than promote, its biomass, yet two other 
species may increase in abundance in response to intense tahr grazing of alpine grasslands 
(C. lyallii, Wilson 1976; C. walkeri, Wardle 1977, 1979). 
Counts of three Chionochloa spp. and their basal diameters and heights are measured, 
noting the 5 × 5 m subplots in which they occur. In plots where these Chionochloa spp. are 
sparse, the data are comprehensive but where they are dense, only some subplots are 
measured. Measuring basal diameters yields size-class structures, which is a step towards 
understanding the demography of individual Chionochloa species, i.e. we can infer that 
recruitment of a species locally is continuous or episodic on the basis of frequency of 
individuals in diameter classes, analogous to size-class structures for forest tree species. Since 
little is known about the regeneration niches of most Chionochloa spp., this is valuable 
information. Size-class structures, in terms of height and basal diameter, are described for C. 
pallens, suggesting that this species recruits continuously at a landscape scale, but is reliant 
on disturbed microsites (bare ground or reduced competition from surrounding vegetation) 
for seedling recruitment at local scales (Rose & Platt 1990). Rose & Allen (1990) recorded 
basal diameters in one group of the subjectively located plots in the tahr management zone, 
but we note that they did not record basal diameters in one plot in which densities of C. 
rigida were very dense. Currently, the lack of consistent sampling of Chionochloa spp. across 
Tier 1 plots (comprehensive in some and not in others) hampers interpretation. We believe 
that it is best to sample a consistent area within plots (of a size to be determined) within 
which all Chionochloa species are measured comprehensively in order to obtain reliable 
estimates of their size-class structures. Demographic data for them, as with the indicator 
species, would be best derived from a tagging of all individuals within the same consistent 
area, but this is time-consuming and could be compromised by the activities of mammalian 
herbivores. As we recommend for herbaceous species, we believe counts within subplots is 
preferable to collecting demographic data in non-woody Tier 1 plots. 
- 50 - 

link to page 52 link to page 36  
We acknowledge that at local patches, Chionochloa spp. can be severely adversely affected 
by tahr grazing, all but eliminating them (Figure 18; Wilson 1976; Wardle 1979), but this is so 
far not widespread. Even in subjectively located plots in Chionochloa-dominated grasslands 
that are favoured habitat of tahr, tussock heights remained little changed over nearly three 
decades (Cruz et al. 2017) and similar to that of Tier 1 plots (note Cruz et al. do not report 
change in cover of Chionochloa spp.). Caughley (1970c) noted that cover of Chionochloa spp. 
was most sensitive to increasing densities of tahr and we recommend therefore that greater 
emphasis is placed on measuring their cover (at whole-plot and subplot scales) in all future 
measurements. Given that there have been significant changes in densities of tahr in some of 
the catchments during that period, the lack of change in height with time suggests this is a 
coarse indicator. Sparrow and Kelly (2000) questioned the emphasis on Chionochloa spp. in 
the subjectively located plots because they considered them resilient to grazing (clearly up to 
some threshold beyond which they are destroyed). We support their view. It is prudent to 
maintain measurement of height and cover of the three Chionochloa spp. at subplot scales, 
but we question the benefit of detailed measurements of basal diameter and other attributes. 
These may be better suited to local, intense studies, including sites where current tahr 
impacts are very intense. 

Recommendations 
1  Sampling vegetation browsed by tahr 
a  Continue measurement of the subjectively located plots in tahr habitat, 
emphasising cover of the three Chionochloa species, and including measurements of 
the same indicator species listed in Table 4, since they provide the only longitudinal 
data in the tahr management zone. 
b  Establish a representative (Tier 2) vegetation plot network to increase power to 
detect browsing effects, especially on individual plant species, with numbers of plots 
as determined by power analyses (section 5.6). Tier 2 plots (together with Tier 1 
plots) across tahr habitat can provide the data needed to determine the relative 
abundance of each plant species for comparison with tahr rumen contents to 
provide robustly chosen indicators of tahr impacts. These plots should include 
measurements of individual Chionochloa species and herbaceous indicator species, 
as on Tier 1 plots. The Tier 2 plot network needs to include historic plots with the 
best time-series data, allowing interpretation of future change to build upon 
documented historic change. An evaluation of the historic plots is therefore a critical 
step before establishing a Tier 2 network.  
 
Notable among the historic plots that sample the tahr management zone are those 
in the Waitaki catchment where grassland ecosystems have been surveyed with 
nearly 300 plots. These plots were installed in 1973/74 and remeasured in 1985/86 
and hence describe vegetation at a time when tahr densities were probably much 
lower than today. These plots use methods that have been applied in northern 
Fiordland to quantify vegetation recovery after red deer control (Rose & Platt 1987) 
so we recommend an immediate assessment of their potential to support Tier 2 
monitoring, and their remeasurement. The design process for any Tier 2 network will 
- 51 - 

 
need to accommodate any reporting requirements in the tahr control plan 
(Department of Conservation 1993). 
c  Instigate long-term studies as measurements of Tier 3 (research) plots east and 
west of the Main Divide of the Southern Alps in: 

subalpine shrublands heavily browsed by tahr and maintain their 
measurements, as has been conducted elsewhere (Murchison Mountains of 
Fiordland; methods per Tanentzap et al. 2009). Collect environmental data from 
these communities so that we can determine whether these are environmentally 
distinctive, and to enhance prediction of where tahr impacts are likely to be 
greatest in these communities. 
ii  alpine grasslands heavily grazed by tahr. This is needed so that we can 
identify these communities with confidence if they are widespread, or if they 
become more common if tahr densities increase. Collect environmental data 
from these communities so that we can determine whether these are 
environmentally distinctive. If they are, then this could focus management on 
areas at risk, and to target areas for restoration. More information within 
management units is needed to determine whether the mosaic of locally highly 
grazed patches of grassland are fixed or shift over time and whether, as 
management-unit-level tahr densities are altered, whether this results in grazing 
of previously less grazed sites. 
 
Additionally, experimental studies (i.e. exclosures, which we acknowledge will 
require constant maintenance in these environments) would reveal rates of 
recovery of biomass and species composition in subalpine shrublands (cf. 
Primack 1978) and alpine grasslands (cf. Rose & Platt 1992). 
2  Methods on current plots 
a  Maintain current additional measurements on Tier 1 plots at subplot (5 × 5 m) 
scales including herbaceous indicator species, and including cover of the three 
specified Chionochloa species at subplot scales. 
b  Use constant areas within Tier 1 plots to quantify Chionochloa spp. Maintain 
counts of the specified Chionochloa species within subplots. If size-class structures 
(basal area measurements) are unfeasible across all plots (because it is too difficult 
to distinguish all individuals), then we question the value of conducting partial 
measurements. 
c  Evaluate the suitability of height frequency methods and distance-based 
tussock measurements. These should be evaluated in 400-m2 plots along a 
gradient of tussock density alongside current methods, with each method timed in 
the field. If they are quicker and yield equal or better data than current measures of 
individual tussocks and cover, or if there are gains in statistical power from using 
these methods, then DOC should consider adopting them instead. The comparability 
of distance-based methods for tussocks vs. currently used ones in the subjectively 
located plots (Cruz et al. 2017) also requires similar investigation (we note that both 
methods determine height). 
 
- 52 - 

 
3  New research 
a  Establish dietary preference of tahr using data from established and new plots to 
match data about relative biomass of alpine and subalpine plant species to their 
abundance (proportion of dry mass) in rumens (Parkes & Forsyth 2000). 
b  Undertake a study of hare diet and dietary preferences throughout the alpine 
and subalpine parts of the tahr management and exclusion zones since they are the 
non-native mammal that is most frequent in the alpine zone (Norbury & Flux 2005; 
Bellingham et al. 2016) and since it is more frequent than ungulates throughout the 
tahr management and exclusion zones, east and west of the Main Divide of the 
Southern Alps. Such a study is needed to better determine effects of mammal 
herbivory in the zones and to better attribute effects of change to individual species. 
c  Establish a ‘null model’ of ecological integrity in alpine and subalpine 
ecosystems that includes the expected distributions and abundances of each 
indicator species. In forested ecosystems, we understand that disturbance creates 
canopy openings that favour the regeneration of palatable species (Peltzer et al. 
2014). Hence, we incorporate covariates on stand structure into our comparisons of 
palatable species abundance. We lack a similar framework for the alpine and we risk 
attributing changes in species abundances to tahr, that are also being driven by 
(among other things) fire, land use history, climate, climate change. 

Acknowledgements 
We thank Elise Arnst for assistance with data extraction from NVS; Richard Duncan for the R 
routine to calculate potential solar radiation; Ingrid Grüner, Meredith McKay, Elaine Wright, 
Dong Wang, and Kate McNutt for peer-review within the Department of Conservation; Bill 
Lee for peer-review within Manaaki Whenua – Landcare Research; and Anne Austin for 
editing the final report. 

References 
Affeld K, Wiser SK, Payton IJ, DeCáceres M 2018. Using classification assignment rules to 
assess land-use change impacts on forest biodiversity at local-to-national scales. Forest 
Ecosystems 5: 13. 
Allen RB, Bellingham PJ, Wiser SK 2003. Developing a forest biodiversity monitoring approach 
for New Zealand. New Zealand Journal of Ecology 27: 207–220. 
Anderson MJ 2001. A new method for non-parametric multivariate analysis of variance. 
Austral Ecology 26: 32–46. 
Bardgett RD 2008. The biology of soil. Oxford, Oxford University Press. 
Bellingham P, Mason N 2012. Utility of a permanent plot network to detect change in the 
ecological integrity of forests in Ōhope Scenic Reserve, Bay of Plenty. Landcare 
Research Contract Report LC1027 for Environment Bay of Plenty, Whakatāne. 
- 53 - 

 
Bellingham P, Richardson S, Gormley A, Monks A, Wiser S 2016 Department of Conservation 
biodiversity indicators: 2016 fact sheets. Landcare Research Contract Report LC2973 for 
Department of Conservation, Christchurch, New Zealand. 
Brownstein GE, Lee WG 2017. Mt Ida Syndicate Pastoral Occupation Lease – biodiversity 
monitoring report 2. Landcare Research Contract Report LC2804 for Department of 
Conservation, Alexandra, and Mt Ida Syndicate, Ranfurly, New Zealand. 
Burrows CJ 1974 A botanist’s view on the thar problem. Tussock Grasslands and Mountains 
Institute Review 28: 5–18. 
Calder JW, Wardle P 1969. Succession in subalpine vegetation at Arthur’s Pass, New Zealand. 
Proceedings of the New Zealand Ecological Society 16: 36–47. 
Campbell AD 1981. Flowering records for Chionochloa, Aciphylla, and Celmisia species in the 
Craigieburn Range, South Island, New Zealand. New Zealand Journal of Botany 19: 97–
103. 
Caughley G 1970a. Liberation, dispersal and distribution of Himalayan thar Hemitragus 
jemlahicus in New Zealand. New Zealand Journal of Science 13: 220–239. 
Caughley G 1970b. Fat reserves of Himalayan thar in New Zealand by sex, season, area, and 
age. New Zealand Journal of Science 13: 209–219. 
Caughley G 1970c. Eruption of ungulate populations with emphasis on Himalayan thar in 
New Zealand. Ecology 51: 53–72. 
Chapin FS, III, Follett JM, O’Connor KF 1982. Growth, phosphate absorption, and phosphorus 
chemical fractions in two Chionochloa species. Journal of Ecology 70: 305–321. 
Coomes DA, Allen RB, Scott NA, Goulding C, Beets P. 2002. Designing systems to monitor 
carbon stocks in forests and shrublands. Forest Ecology and Management 164: 89–108.  
Coomes DA, Allen RB, Forsyth DM, Lee WG. 2003. Factors preventing the recovery of New 
Zealand forests following control of invasive deer. Conservation Biology 17: 450–459.  
Crawley MJ 2007 The R book. Chichester, Wiley & Sons. 
Cruz J, Thomson C, Parkes J 2014. Impact of Himalayan tahr (Hemitragus jemlahicus) on snow 
tussocks in the southern Alps, New Zealand. Landcare Research Contract Report LC1900 
for the Department of Conservation. 20 p. 
Cruz J, Thomson C, Parkes JP, Grüner I, Forsyth DM 2017. Long-term impacts of an introduced 
ungulate in native grasslands: Himalayan tahr (Hemitragus jemlahicus) in New Zealand’s 
Southern Alps. Biological Invasions 19: 339–349. 
De Cáceres M, Font X, Oliva F 2010. The management of numerical vegetation classification 
with fuzzy clustering methods. Journal of Vegetation Science 21: 1138–1151. 
Department of Conservation 1993. Himalayan thar control plan, Canterbury Conservancy, 
Conservation Management Planning Series No 3. Christchurch, Department of 
Conservation. 68 p. 
Dickinson KJM, Mark AF, Lee WG 1992. Long-term monitoring of non-forest communities for 
biological conservation. New Zealand Journal of Botany 30: 163–179.  
Flux JEC 1967. Hare numbers and diet in an alpine basin in New Zealand. Proceedings of the 
New Zealand Ecological Society 14, 27–33. 
- 54 - 

 
Forsyth DM 2000. Habitat selection and coexistence of the Alpine chamois (Rupicapra 
rupicapra) and Himalayan tahr (Hemitragus jemlahicus) in the eastern Southern Alps, 
New Zealand. Journal of Zoology 252: 215–225. 
Forsyth DM, Coomes DA, Nugent G, Hall GMJ 2002. Diet and diet preferences of introduced 
ungulates (Order: Artiodactyla) in New Zealand. New Zealand Journal of Zoology 29: 
323–343. 
Forsyth DM, Hickling GJ 1998. Increasing Himalayan tahr and decreasing chamois densities in 
the eastern Southern Alps, New Zealand: evidence for interspecific competition. 
Oecologia 113, 377–382. 
Forsyth DM, Richardson SJ, Menchenton K 2005. Leaf chemistry predicts the diet preferences 
of invasive red deer (Cervus elaphus) in a temperate New Zealand forest. Functional 
Ecology 19: 495–504. 
Forsyth DM, Tustin KG 2005. Himalayan tahr. In: King CM ed. The handbook of New Zealand 
mammals, 2nd edn. South, Melbourne, Oxford University Press. Pp. 361–373. 
Frank DA, Groffman PM, Evans RD, Tracy BF 2000. Ungulate stimulation of nitrogen cycling 
and retention in Yellowstone Park grasslands. Oecologia 123: 116–121. 
Green P, MacLeod CJ, Nakagawa S 2016. SIMR: an R package for power analysis of 
generalized linear mixed models by simulation. Methods in Ecology and Evolution 7: 
493-498. 
Harrison KA, Bardgett RD 2008. Impacts of grazing and browsing by large herbivores on soils 
and soil biological properties. In: Gordon IJ, Prins HHT eds The ecology of browsing and 
grazing. Ecological Studies 195. Berlin, Springer. Pp. 201–216. 
Harsch MA, Hulme PE, McGlone MS, Duncan RP 2009.Are treelines advancing? A global 
metaanalysis of treeline response to climate warming. Ecology Letters 12: 1040–1049. 
Holdaway RJ, Rose AB, Newell CL, Carswell FE 2014. Demographic drivers of biomass carbon 
recovery in degraded perennial tussock grassland, with and without domestic grazing. 
New Zealand Journal of Ecology 38: 201–212.  
Hurst JM, Allen RB 2007. The Recce method for describing New Zealand vegetation – field 
protocols. Lincoln, Manaaki Whenua – Landcare Research. 
Kaufmann MR, Weatherred JD 1982. Determination of potential direct beam solar irradiance. 
Forest Service Research Paper. Fort Collins, CO, USA, USDA. Pp. RM-242. 
Keesing F 2000. Cryptic consumers and the ecology of an African savanna. Bioscience 50: 
205–215.  
Leathwick J, Morgan F, Wilson G, Rutledge D, McLeod M, Johnston K 2003. Land 
Environments of New Zealand: Technical Guide. Auckland, David Bateman. 
Lee W, McGlone M, Wright E comps 2005. Biodiversity Inventory and Monitoring: A review of 
national and international systems and a proposed framework for future biodiversity 
monitoring by the Department of Conservation. Landcare Research Contract Report 
LC0405/122. 216 p. 
Lee WG, Fenner M, Loughnan A, Lloyd KM 2000. Long‐term effects of defoliation: incomplete 
recovery of a New Zealand alpine tussock grass, Chionochloa pallens, after 20 years. 
Journal of Applied Ecology 37: 348–355. 
- 55 - 

 
Mark AF 2012. Above the treeline. A nature guide to alpine New Zealand. Nelson, Craig 
Potton. 
Mark AF, Korsten AC, Guevara DU, Dickinson KJM, Humar-Maegli T, Michel P, Halloy SRP, 
Lord JM, Venn SE, Morgan JW, Whigham PA, Nielsen JA 2015. Ecological responses to 
52 years of experimental snow manipulation in high-alpine cushionfield, Old Man 
Range, south-central New Zealand. Arctic, Antarctic, and Alpine Research 47: 751–772. 
McGlone MS, Walker S 2011. Potential effects of climate change on New Zealand’s terrestrial 
biodiversity and policy recommendations for mitigation, adaptation and research. 
Science for Conservation 312. Wellington, Department of Conservation. 
McKay M, McNutt K. 2016. Tier 1 vegetation monitoring – Tahr browse impacts protocol. 
Version 1.0. DOC-2664865. 
McNaughton SJ 1984. Grazing lawns: animals in herds, plant form, and coevolution. American 
Naturalist 124: 863–886. 
McNaughton SJ, Banyikwa FF, McNaughton MM 1997. Promoting of the cycling of diet-
enhancing nutrients by African grazers. Science 278: 1798–1800. 
Mueller-Dombois D, Ellenberg H 1974. Aims and methods of vegetation ecology. New York, 
John Wiley & Sons. 
Norbury G, Byrom A, Pech R, Smith J, Clarke D, Anderson D, Forrester G 2013. Invasive 
mammals and habitat modification interact to generate unforeseen outcomes for 
indigenous fauna. Ecological Applications 23: 1707–1721. 
Norbury G, Flux JEC 2005. Brown hare. In: King CM ed. The handbook of New Zealand 
mammals. 2nd edn. South Melbourne, Oxford University Press. Pp. 151–158. 
Norton DA, Young LM 2016. Effects of sheep grazing exclusion on alpine tall tussock 
grasslands. New Zealand Journal of Ecology 40: 179–185. 
Oksanen J, Blanchet FG, Kindt R, Legendre P, Minchin PR, O'Hara RB, Simpson GL, Solymos P, 
Stevens MHH, Wagner H 2013. vegan: Community Ecology Package. R package version 
2.0-10. https://CRAN.R-project.org/package=vegan 
Parkes JP, Forsyth DM 2008. Interspecific and seasonal dietary differences of Himalayan thar, 
chamois and brushtail possums in the central Southern Alps, New Zealand. New 
Zealand Journal of Ecology 32: 46–56. 
Parkes JP, Thomson C 1995. Management of tahr. Part I: Tahr – vegetation – harvest model 
development. Part II: Diet of tahr, chamois, and possums. Science for Conservation 7. 42 
p. 
Peet RK, Roberts DW 2013. Classification of natural and semi-natural vegetation. In: van der 
Maarel E, Franklin J eds Vegetation ecology. New York, Oxford University Press. Pp. 28–
70. 
Peltzer DA, Allen RB, Bellingham PJ, Richardson SJ, Wright EF, Knightbridge PI, Mason NWH 
2014. Disentangling drivers of tree population size distributions. Forest Ecology and 
Management 331: 165–179. 
Peltzer DA, Bellingham PJ, Kurokawa H, Walker LR, Wardle DA, Yeates GW 2009. Punching 
above their weight: low‐biomass non‐native plant species alter soil properties during 
primary succession. Oikos 118: 1001–1014. 
- 56 - 

 
Pirie MD, Lloyd KM, Lee WG, Linder HP 2010. Diversification of Chionochloa (Poaceae) and 
biogeography of the New Zealand Southern Alps. Journal of Biogeography 37: 379–
392. 
Primack RB 1978. Effects of grazing on indigenous shrubs in tussock grassland at Cass, 
Canterbury, New Zealand, New Zealand Journal of Botany 16: 461–469. 
R Core Team 2017. R: A language and environment for statistical computing. Vienna, R 
Foundation for Statistical Computing. https://www.R-project.org/. 
Richardson SJ, Holdaway RJ, Carswell FE. 2014. Evidence for arrested successional processes 
after fire in the Waikare River catchment, Te Urewera. New Zealand Journal of Ecology 
38: 221–228. 
Rose AB, Allen RB 1990. Impact of Himalayan thar on vegetation of the North Branch, Godley 
Valley, Canterbury. Forest Research Institute Contract Report FWE90/32 for Department 
of Conservation, Wellington. 
Rose AB, Platt KH 1987. Recovery of northern Fiordland alpine grasslands after reduction in 
the deer population. New Zealand Journal of Ecology 10: 23–33. 
Rose AB, Platt, KH 1990. Age-states, population structure, and seedling regeneration of 
Chionochloa pallens in Canterbury alpine grasslands, New Zealand. Journal of 
Vegetation Science 1: 89–96. 
Rose AB, Platt, KH 1992. Snow tussock (Chionochloa) population responses to removal of 
sheep and European hares, Canterbury, New Zealand. New Zealand Journal of Botany 
30: 373–382. 
Schauber EM, Kelly D, Turchin P, Simon C, Lee WG, Allen RB, Payton IJ, Wilson PR, Cowan PE, 
Brockie RE 2002. Masting by eighteen New Zealand plant species: the role of 
temperature as a synchronizing cue. Ecology 83: 1214–1225. 
Scott D 1965. A height frequency method for sampling tussock and shrub vegetation. New 
Zealand Journal of Botany 3: 253–260.  
Smale MC, Hall GMJ, Gardner RO 1995. Dynamics of kanuka (Kunzea ericoides) forest on 
South Kaipara spit, New Zealand, and the impact of fallow deer (Dama dama). New 
Zealand Journal of Ecology 19: 131–141. 
Solly LD 1998. Responses in the genus Chionochloa to grazing by indigenous and exotic 
vertebrate herbivores: an evaluation of seven low-alpine snow tussock taxa in south-
western South Island, New Zealand. Unpublished PhD dissertation, University of Otago, 
Dunedin, New Zealand. 
Sparrow A, Kelly D 2000. Thar density and vegetation condition. Conservation Advisory 
Science Notes 281: 1–5. 
Tanentzap AJ, Burrows LE, Lee WG, Nugent G, Maxwell JM, Coomes DA 2009. Landscape‐level 
vegetation recovery from herbivory: progress after four decades of invasive red deer 
control. Journal of Applied Ecology 46: 1064–1072. 
Tanentzap AJ, Lee WG, Coomes DA 2012. Soil nutrient supply modulates temperature‐
induction cues in mast‐seeding grasses. Ecology 93: 462–469. 
Thébault A, Clément JC, Ibanez S, Roy J, Geremia RA, Pérez CA, Buttler A, Estienne Y, Lavorel S 
2014. Nitrogen limitation and microbial diversity at the treeline. Oikos 123: 729–740. 
- 57 - 

 
Thompson S, Grüner I, Gapare N. 2004. New Zealand Land Cover Database, version 2–
Illustrated guide to target classes. Wellington, Ministry for the Environment. 
Thomson C, Parkes JP, Coleman MC, McGlinchy A 1997. Impact of Himalayan thar on alpine 
tussock in the Hooker Valley and the North Branch of the Godley Valley. Landcare 
Research Contract Report LC9697/97 for Department of Conservation, Wellington. 
Tustin KG, Parkes JP 1988. Daily movement and activity of female and juvenile Himalayan thar 
(Hemitragus jemlahicus) in the eastern Southern Alps, New Zealand. New Zealand 
Journal of Ecology 11: 51–59. 
Vinton MA, Burke IC 1995. Interactions between individual plant species and soil nutrient 
status in shortgrass steppe. Ecology 76: 1116–1133. 
Walker S, Steel JB, Rapson GL, Roxburgh SH, King WMcG, Watkins AJ, Myers TE, Keogh JA, 
McQueen AAM, Wilson JB 2001. A Chionochloa/Sphagnum/cushion valley bog in east 
Otago, New Zealand. New Zealand Journal of Ecology 25: 39–52. 
Wang Y, Naumann U, Wright ST, Warton DI 2012. mvabund– an R package for model‐based 
analysis of multivariate abundance data. Methods in Ecology and Evolution 3: 471–474. 
Wardle P 1977. Plant communities of Westland National Park (New Zealand) and 
neighbouring lowland and coastal areas. New Zealand Journal of Botany 15: 323–398. 
Wardle P 1979. Plants and Landscape in Westland National Park. National Parks Authority 
Scientific Series No. 3. Wellington, Department of Lands and Survey. 
Warton DI, Foster SD, De’ath G, Stoklosa J, Dunstan PK 2015. Model-based thinking for 
community ecology. Plant Ecology 216: 669–682. 
Williams PA 1975. Studies of the tall-tussock (Chionochloa) vegetation/soil systems of the 
southern Tararua Range, New Zealand. 2. The vegetation/soil relationships. New 
Zealand Journal of Botany 13: 269-303. 
Wilson HD 1976. Vegetation of Mount Cook National Park, New Zealand. National Parks 
Authority Scientific Series No. 1. Wellington, Department of Lands and Survey. 
Wiser SK, De Cáceres M 2013. Updating vegetation classifications: an example with New 
Zealand's woody vegetation. Journal of Vegetation Science 24: 80–93.  
Wiser SK, Hurst JM, Wright EF, Allen RB 2011. New Zealand’s forest and shrubland 
communities: a quantitative classification based on a nationally representative plot 
network. Applied Vegetation Science 14: 506–523.  
Wiser SK, Rose AB 2007. Two permanent plot methods for monitoring changes in grasslands: 
a field manual. Lincoln, Manaaki Whenua – Landcare Research. 
Wiser SK, Thomson FJ, De Cáceres M 2016. Expanding an existing classification of New 
Zealand vegetation to include non-forested vegetation. New Zealand Journal of 
Ecology 40: 106–178. 
Wong V, Hickling GJ 1999. Assessment and management of hare impact on high altitude 
vegetation. Science for Conservation 116. Wellington, Department of Conservation. 40 
p. 
 
 
- 58 - 

 
Appendix 1. Correlation between environmental variables 
Table A1. Pearson correlation coefficients between environmental variables across all Tier 1 and 
subjectively located plots  
 

rc
s y
 
pe 
da 
io
th 0
 

icit
y
t
5
f
 
p.

ra 
rs 
de
ion
m
da 
 
t
e
io
a
t
e
PET
ou
re

e
at

u
di
a
gr
di
o t
e
ra
u
 
ra

in
oist

 
n
de
al
la


f
sh
m
de
an 
la

n
so 
u
in
al
t
slope
so
f
i
an
 
 .
Rain 
Su 
Soil  
an
lt
e
row
e
A
 
G  
Plot  
Pot  
Rain  
log  
log  
log  
M  
Mean annual temp. 
–0.80 
 
 
 
 
 
 
 
 
Growing degree days 
–0.79 
0.96 
 
 
 
 
 
 
 
Plot slope 
0.26  –0.22  –0.24 
 
 
 
 
 
 
Pot. solar radiation 
0.03  –0.12  –0.13  –0.15 
 
 
 
 
 
Rainfall 
0.00 
0.08 
0.12 
0.00  –0.13 
 
 
 
 
log Rainfall to PET ratio 
0.27  –0.25  –0.20 
0.09  –0.10 
0.91 
 
 
 
log Sunshine hours 50th perc. 
–0.25 
0.19 
0.18  –0.05 
0.11  –0.77  –0.85 
 
 
log Soil moisture deficit days 
–0.04  –0.04  –0.04  –0.07 
0.12  –0.85  –0.84 
0.67 
 
Mean solar radiation 
–0.20 
0.14 
0.16  –0.11 
0.05  –0.57  –0.69 
0.71 
0.61 
Mean 9am rel. humidity 
0.04  –0.05  –0.07 
0.10  –0.09 
0.39 
0.49  –0.33  –0.48  –0.72 
 
 
 
- 59 - 

 
Appendix 2. Further notes on assignation of plots to the noise class 
We felt it most appropriate to assign new plots using the same values for ‘m’ and ‘distance to 
noise’ as was used to create the classification in the first place. Although the average 
composition (centroids) of the original clusters would be unchanged, changing these values 
would change the variability around those centres from the original, thus changing the 
concepts of the vegetation types defined and we wanted to assign the 208 plots to the 
existing concepts. Initially we used a different defuzzification approach where we ignored the 
Noise class and assigned all of the 208 plots to the alliance to which they had the highest 
fuzzy membership value, even if this value was quite low. We found these results to be 
nonsensical, with plots being inappropriately assigned to vegetation types that do not even 
occur in the region. 
We could have developed a more complex defuzzication rule where we had a target of say 
5% of the 208 plots being assigned to the outlier class, or overrode assignment to the outlier 
class if the fuzzy membership to a vegetation type was over some threshold value (e.g. 0.3). 
However, we felt any such choice would be more arbitrary than the choice we did make. A full 
sensitivity analysis (such as was done in Wiser SK, De Cáceres M. 2015. Sensitivity of a NZ 
woody classification to specific analytical choices. Landcare Research Contract Report LC2249 
prepared for the Department of Conservation) is beyond the scope of the current report. 
In any case, we feel it is unlikely that changing these choices would have changed the 
fundamental conclusion that the subset of the 208-plot dataset comprising the subjectively 
located plots is compositionally biased when compared with the objectively located Tier 1 
plots. Also, given that most of the 208 plots that were assigned are non-woody, the 
proportion of plots designated as outliers is consistent with the original non-woody 
classification. In the Discussion of this report we raise the point that the current national non-
woody classification is not as comprehensive as would be ideal for this analysis because of 
the limited sampling to date in non-woody vegetation, particularly high-alpine areas. If the 
base classification for assignment were more comprehensive, this would reduce the number 
of plots assigned to the outlier class. 
 
- 60 - 


 
Appendix 3. Diagnostic plots for the NMS ordination 

Scree plot to determine the number of axes. The horizontal line shows a stress 
of 0.2, below which an NMS solution can be considered satisfactory (McCune & 
Grace 2002). 
0.4
0.3
s
s
ert 0.2
S
0.1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Number of axes
 
ii  Shepard plot of ordination distances against original dissimilarities. Plot shows 
two goodness of fit statistics: one, a nonmetric fit based on stress; the other, a 
linear fit between fitted values and ordination distances. 
 
- 61 - 

 
Appendix 4. Diagnostic checks for propensity scoring analysis  
Propensity scoring with the “es.mean” method resulted in satisfactory balancing of samples. 
For most covariates, differences in standardized effect size between groups were reduced or 
substantially reduced after sample weighting (blue lines in Fig. A1), with three covariates 
having only moderate increases in effect size after weighting (red lines). Significant 
differences between groups disappeared after “es.mean” weighting for 7 of the 9 variables 
that showed differences before weighting (red dots in Fig. A1).  
Groups are imbalanced if group contrasts for many covariates have small p-values. Effective 
sample weighting should increase those p-values and bring them closer to the values 
expected if samples were randomly assigned to groups (which can be expected to have a 
uniform distribution, Ridgeway et al. 2017). A QQ plot that compares the quantiles of the 
observed p-values to the quantiles of the expected uniform distribution suggests satisfactory 
balancing of samples, with observed p-values running acceptably close to the expected null 
values (the oblique line in Fig. A2). 
 
es.mean.ATT
ks.max.ATT
ce
n
er 0.8
effid dr 0.6
a
d
n
a 0.4
st etul 0.2
so
b
A 0.0
Unweighted Weighted
Unweighted Weighted
 
Figure A1. Differences between sample groups before and after sample weighting based on 
each of two propensity scoring methods, mean effect size (“es.mean”) and maximum 
Kolmogorov-Smirnov distances (“ks.max”). Red dots indicate significant differences between 
groups.  

 
- 62 - 

 
es.mean.ATT
ks.max.ATT
1.0
s
e 0.8
ul
va 0.6
-

st 0.4
et T 0.2
0.0
5
10
15
5
10
15
Rank of p-value for pretreatment variables 
 (hollow is weighted, solid is unweighted)
 
Figure A2. QQ plots for the p-values of group comparisons of covariates before and after 
weighing (filled and open dots respectively) by each of two methods (mean effect size, 
“es.mean”, and maximum Kolmogorov-Smirnov distances, “ks.max”). The oblique blue line 
presents the corresponding quantiles of a uniform distribution and represents the expected null 
hypothesis under random assignment of plots to treatment groups.  
 

Ridgeway G, McCaffrey DF, Morral AR, Burgette L, Griffin BA 2017. Toolkit for weighting and 
analysis of nonequivalent groups: a guide to the twang package. URL https://cran.r-
project.org/web/packages/twang/index.html [accessed 12 September 2018].  
 
 
- 63 - 

 
Appendix 5. Model diagnostics for environmental covariates 
Diagnostic inspection of model residuals showed that residuals were generally balanced and 
homogeneous across sample groups with some departure of homogeneity of variance for 
Rainfall to PET ratio and Mean solar radiation (Fig. A3). We ran linear models and post-hoc 
Tukey tests on ranked data for these two variables (the equivalent of non-parametric tests). 
This transformation improved on homogeneity of variance (Fig. A4 below) and led to the 
same differences between groups reported in Figure 5 in the main text, indicating that 
models and tests were sufficiently robust to the moderate deviations from assumptions 
found here.  
 
Altitude
Mean annual temp.
Growing degree days
3
3
3
2
sl
sl
s
2
l
a
1
1
a
a
u
u
u
di
di
1
di
s
s
s
e
-1
-1
e
e
0
R
R
R
-3
-1
-3
1150
1200
1250
1300
5.4
5.6
5.8 6.0
6.2 6.4
550 600 650 700 750 800
Fitted values
Fitted values
Fitted values
Slope
Pot. solar radiation
Mean annual rainfall
3
1
2
sl
sl
sl
a
a
a
u
1
0
u
1
u
di
di
di
s
s
s
e
e
0
-1
e
R
-1
R
R
-1
-2
-3
-2
27.5
28.5
29.5
30.5
0.70
0.72
0.74
4500
5500
6500
Fitted values
Fitted values
Fitted values
log Rainfall to PET ratio
log Sunshine hours
log Soil moisture deficit days
4
3
sl
0
2
s
2
l
sl
.
a
a
a
1
u
u
u
d
1
i
di
di
s
0
s
s
0
e
e
0
.
e
R
R
0
R
-2
0.
-2
1-
0.90
1.00
1.10
1.20
3.10 3.12 3.14 3.16 3.18
0.5
0.6
0.7
Fitted values
Fitted values
Fitted values
Mean solar radiation
Mean relative humidity
3
2
2
sl
sl
a
1
1
a
u
u
di
0
di
s
0
s
e
e
R
R
-2
-2
12.55
12.65
12.75
80.4
80.8
81.2
81.6
Fitted values
Fitted values
 
Figure A3. Standardised residuals versus fitted responses for linear models fitted to 
environmental covariates.  

- 64 - 

 
ranked Rainfall to PET ratio
ranked Mean solar radiation
150
150
sl
sl
a
50
a
u
50
u
di
di
s
0
s
e
5
0
-
e
5
R
R
-
0
0
5
5
1-
1-
100
120
140
160
120
130
140
150
160
Fitted values
Fitted values
 
Figure A4. Standardised residuals versus fitted responses for linear models fitted to ranked 
environmental covariates.  

 
 
 
 
- 65 - 

 
Appendix 6. NVS vegetation information for the tahr management and 
exclusion zones 

The National Vegetation Survey databank (NVS) holds data from 3,388 unique plots in the 
tahr management units and 1,270 unique plots in the tahr exclusion zones (Fig. 17). 
The number of plots indicated for each survey includes those which are in the management 
units and exclusion zones, not the total number of plots in the associated survey. Further 
information is available from NVS (http://nvs.landcareresearch.co.nz). 
National surveys 
LUCAS and Tier 1 monitoring 
The Land Use and Carbon Analysis System (LUCAS) and the National Biodiversity Monitoring 
and Reporting System (Tier 1) measure and report on New Zealand’s carbon storage and 
biodiversity. For native forest and shrubland vegetation a national grid-based network of 
permanent plots is measured to provide an unbiased estimate of carbon storage and plant 
biodiversity. Measurement began in 2002 and is ongoing. Within the tahr management areas 
and exclusion zones there are 99 of these permanent plots, 21 of which have been 
remeasured at least once.  
National Forest Survey (NFS) 
A nationwide survey of New Zealand’s forests was carried out to underpin the need for 
management of the nation’s timber resource and to protect forest lands for other purposes. 
NFS Westland was carried out between 1945 and 1956 and measures 12 plots in the area.  
Crown Leasehold Monitoring Unit 
These surveys provided an inventory of tussock grasslands in the South Island. Initially set up 
in the 1970s–80s, large-scale re-measurements have been undertaken twice – once in the 
early 1990s, and again in the mid-2000s. 
• 
BIRCHWOOD TRANSECTS (3 plots established in 1993; remeasured twice) 
• 
GLEN ROCK TRANSECTS (6 plots established in 1991; remeasured three times) 
• 
HUNTER VALLEY TRANSECTS 1985 (3 plots) 
• 
LOCHABER TRANSECTS (5 plots established in 1989; remeasured twice) 
• 
MT DOBSON TRANSECTS 1983 (3 plots) 
• 
WEST WANAKA TRANSECTS (15 plots established 1981; partially remeasured four 
times) 
 
 
 
- 66 - 

 
Regional surveys 
Permanent vegetation plots 
Permanent plots are where fixed area plots or transects have been established, and the 
vegetation has been measured precisely (e.g. tagged trees, sapling and seedling counts, 
species lists). These are ideal for monitoring vegetation changes and the effects of 
management. These surveys include: 
• 
ASPIRING FOREST 1977-1978 
(123 plots) 
• 
ASPIRING GRASSLAND 1977-1978 (38 plots) 
• 
DINGLE BURN GRASSLAND 1976 (4 plots) 
• 
HAAST/ARAWATA FOREST 1970-1971 (8 plots) 
• 
HAAST/ARAWATA GRASSLAND 1970-1971 (21 plots) 
• 
HOKITIKA FOREST (21 plots established in 1957-1958; partially measured three times 
with 27 additional plots measured in 1963) 
• 
HOKITIKA GRASSLAND (16 plots established in 1957-1958; remeasured twice plus 
additional plots measured in 1963 and 1971 resulting in a total of 49 plots) 
• 
HOKITIKA MIXED 1971-1972 (54 plots) 
• 
HOKITIKA RIVER FOREST 1983-1986 (50 plots) 
• 
HOKITIKA/WHITCOMBE FOREST (116 plots established in 1982-1986; with one of 
these being remeasured twice with the most recent measurement being 2009) 
• 
KARANGARUA/COPLAND (Westland National Park) FOREST (54 plots established in 
1978-1979; partially remeasured three times, with the most recent measurement 
being 2004) 
• 
LANDSBOROUGH 2008 (2 plots) 
• 
MFE CARBON TRANSECT 1998-1999 (6 plots) 
• 
New Zealand Next Generation Biodiversity Assessment (Phase 2) 2015 (1 plot) 
• 
NZ ADAPTIVE MANAGEMENT OF DEER FOREST 2006-2008 (26 plots) 
• 
RAKAIA FOREST 1979-1980 (29 plots) 
• 
RAKAIA/WILBERFORCE FOREST 1979 (38 plots) 
• 
RANGITATA FOREST 1978-1979 
(25 plots) 
• 
THAR IMPACT SITE - ARBOR RIFT GRASSLAND (16 plots established 1992; partially 
remeasured four times) 
• 
THAR IMPACT SITE - CARNEY'S CREEK GRASSLAND (20 plots established 1992; 
partially remeasured three times) 
• 
THAR IMPACT SITE - FITZGERALD GRASSLAND (15 plots established 1999; 
remeasured twice) 
• 
THAR IMPACT SITE - HOOKER GRASSLAND (9 plots established 1992; remeasured 
twice) 
• 
THAR IMPACT SITE - NORTH BRANCH GRASSLAND (9 plots established 1990; 
remeasured four times) 
• 
THAR IMPACT SITE – TOWNSEND (15 plots established in 1999; remeasured twice) 
- 67 - 

 
• 
THAR IMPACT SITE - WHYMPER GRASSLAND (12 plots established 1993; partially 
remeasured three times) 
• 
THAR IMPACT SITE – ZORA (15 plots established in 1999; remeasured twice) 
• 
WAIMAKARIRI GRASSLAND (2 plots established in 1961-1962; remeasured in 1972 
and an additional plot measured) 
• 
WAITAKI FOREST 1973-1974 (55 plots established 1973-1974; partially remeasured 
once) 
• 
WAITAKI GRASSLAND (342 plots established in 1973-1974; partially remeasured 
once) 
• 
WESTLAND NATIONAL PARK GRASSLAND 1977-1978 (29 plots) 
Exclosure plots 
A number of surveys have set up paired exclosure and control plots to look at the impact of 
deer and goat browsing on the vegetation, and also the impact of controlling these ungulate 
populations. Surveys conducted include:  
• 
OHAU CANOPY GAPS AND EXCLOSURES 2006-2007 (5 plots; remeasured in 2013) 
Other surveys 
A number of other surveys have been carried out in the area which quantify the vegetation 
within a fixed area at a given point in time but are not permanently marked. General 
vegetation survey data include reconnaissance descriptions ('Recces') and are suitable for 
vegetation descriptions, studies of species distributions, and studies needing only coarse 
measurement of changes in vegetation. These surveys include:  
• 
ARROWSMITH FOREST 1985 (125 plots) 
• 
ASPIRING FOREST 1977-1978 (5 plots) 
• 
CANTERBURY HIGH COUNTRY HIERACIUM 2009  (60 plots) 
• 
CANTERBURY HIGH COUNTRY TUSSOCK GRASSLAND 2010-2011 (150 plots) 
• 
CARNEY'S CREEK MIXED 1991 (102 plots) 
• 
CRAIGIEBURN FOREST 1987-1989 (9 plots) 
• 
FOX RIVER FOREST 1982 (3 plots) 
• 
FRANZ JOSEF CHRONOSEQUENCE 2002 (1 plot) 
• 
GODLEY FOREST 1985 (1 plot) 
• 
HAAST/ARAWATA FOREST 1970-1971 (52 plots) 
• 
HAKATERE FOREST 1984-1985 (25 plots) 
• 
HOKITIKA FOREST 1957-1958 (1 plot) 
• 
HOKITIKA FOREST 1971-1972 (126 plots) 
• 
HOKITIKA RIVER FOREST 1983-1986 (57 plots) 
• 
HOKITIKA/WHITCOMBE FOREST 1982-1986 (38 plots) 
• 
MATHIAS FOREST 1989 
(101 plots) 
• 
MCKENZIE MIXED 1984 
(27 plots) 
- 68 - 

 
• 
MFE CARBON TRANSECT MIXED 1998-1999 (1 plot) 
• 
Mount Cook National Park Botanical Survey MIXED 1968-1971 (544 plots) 
• 
Pastoral Lease Tenure Review Survey MIXED 2002-2007  (8 plots) 
• 
POERUA FOREST 1984-1985 (89 plots) 
• 
RAKAIA FOREST 1965-1967 (12 plots) 
• 
RAKAIA FOREST 1979-1980 (162 plots) 
• 
RAKAIA/MATHIAS FOREST 1986-1987 (311 plots) 
• 
RANGITATA FOREST 1975-1976 
(47 plots) 
• 
RANGITATA FOREST 1978-1979 
(1 plot) 
• 
S. W. M. E. P. MAHITAHI RIVER FOREST 1984-1985 (48 plots) 
• 
S. W. M. E. P. MOERAKI FOREST 1985 
(36 plots) 
• 
S. W. M. E. P. PARINGA-OTOKO FOREST 1984-1985 
(124 plots) 
• 
SOUTH ISLAND SHORT TUSSOCK GRASSLANDS 1960-1965 
(4 plots) 
• 
TWO THUMB FOREST 1985  (111 plots) 
• 
UPPER WAITAKI BASIN RIVERBED GRASSLAND 2001-2003 (179 plots) 
• 
WAITAKI FOREST 1985-1986 
(2 plots) 
• 
WANGANUI RIVER FOREST 1983-1984 
(275 plots) 
• 
WESTLAND NATIONAL PARK FOREST 1977-1978  (109 plots) 
• 
WESTLAND NATIONAL PARK SCRUB 1977-1978  (18 plots) 
• 
WILLS VALLEY ECOLOGICAL SURVEY MIXED 2005  (14 plots) 
 
 
- 69 - 

 
Appendix 7. Relationship between ungulate and hare activity 
Relationship between ungulate and hare activity based on frequency of faecal pellets. Note 
that this does not account for the different areas of pellet plots. 
 
0.1
8.0
stell 6.
e
0
p erah  4
.
.
q
0
erf
2.0
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
freq. ungulate pellets
 
 
- 70 -