Modelling plant-animal interactions and the role of megafauna in tropical forests

Abstract

Megafauna (terrestrial vertebrates with body mass > 10 kg) can have a disproportionate effect on the functioning of tropical forests and their ecosystem services. Megafauna interact with plants and the ecosystem in a variety of ways (herbivory, seed dispersal, trampling, nutrient cycling, etc.). Field-studies in tropical forests have focused mostly on seed dispersal and how changes in megafauna populations can influence short-term tropical forest dynamics and regeneration. However, field studies usually investigate only the immediate effects of loss of megafauna over small areas. In addition, all other megafauna-plant interactions have been poorly studied. To overcome some of the limitations of field studies, I have developed a series of examples on how to incorporate animal processes in mechanistic vegetation models to study plant-animal interactions. In addition, I investigated the role of disturbance by megafauna on forest dynamics and structure through a case study of the forest elephant (Loxodonta cyclotis Matschie, 1900) in Congo Basin closed-canopy forests.

La megafauna (vertebrati terrestri di taglia > 10 kg) può avere un effetto sproporzionato sul funzionamento delle foreste tropicali e dei loro servizi ecosistemici. La megafauna interagisce con le piante e l’ecosistema in molteplici forme (erbivoria, disseminazione e predazione di semi, calpestio, riciclo di nutrienti, etc). Gli studi in situ in foreste tropicali si sono focalizzati principalmente sulla disseminazione e su come cambiamenti nelle popolazioni di megafauna possano influire sulle dinamiche a breve termine delle foreste tropicali e sui processi rigenerativi. Tuttavia gli studi in situ sono di breve durata e coprono delle aree limitate, inoltre tutte le altre interazioni megafauna-piante sono state poco studiate. Per ovviare ad alcune delle limitazioni degli studi in situ, ho sviluppato una serie di algoritmi che permettono di includere i processi animali in modelli di vegetazione per studiare le interazioni animali-piante. Inoltre, ho valutato gli effetti del disturbo da megafauna sulla struttura e le dinamiche forestali prendendo come caso di studio l’elefante delle foreste (Loxodonta cyclotis Matschie, 1900) nelle foreste del Bacino del Congo.