Looking into the past and future of Gorongosa's ecological Networks

Abstract

The preservation of ecosystems must not be limited solely to the abundance and diversity of species. New efforts must focus on ecological services and functions, which are fundamental for maintaining stable and functioning habitats. Anthropogenic pressures such as war significantly impact biodiversity; however, their impact on ecological services is not as well-known but equally important. Seed dispersal is one crucial function to preserve habitats, acting as corridors connecting increasingly fragmented habitats. As sessile organisms, plants often rely on external factors for propagation, which can be abiotic or biotic. Animal-assisted transport is one of the main mechanisms of seed dispersal, but it is also one of the most affected by anthropogenic pressures that impact disperser populations.The study presented here focuses on Gorongosa National Park, one of Mozambique's main national parks. It covers an extended period from 1973 to 2022, including a period of significant instability in the country between 1980 and 1992 due to the Mozambican Civil War. This war had a profound impact on the park's biodiversity, causing a considerable decline in abundance and altering species composition and dominance.This study aimed to understand how this historical event impacted the seed dispersal service performed by medium to large herbivores. To that end, it was used a network analysis of different time periods, going from the pre-war to the present. This approach allows the comparison of networks to understand how they were affected by the war, while also analysing the ecological restoration process associated with the recovery of animal abundance. I examined two types of data: interaction data between animal dispersers and plants, and disperser species abundance data, which were used to create the networks where sufficient data on seed dispersal interaction did not exist. The pre-war network contained 78 interactions, between 9 animal species and 53 plant species. The 2000 network saw a marked decrease in complexity, with only 16 interactions. This was followed by increasingly complex networks with 72 and 88 interactions, in 2015 and 2022, respectively. Finally, a network incorporating all available data was constructed, creating a theoretical full network to understand the potential complexity level of this ecological service.VIIOverall, the results show several trends: there was a decrease in complexity from the pre- to post-war network, following the abundance dispersers, with the post-war network presenting the lowest robustness, making it the most sensitive to environmental changes. After conservation measures were implemented, there was a noticeable increase in network complexity and, consequently, greater robustness. This recovery appears to align with abundance, despite differences in population structure compared to pre-war observations. Mega herbivores, which previously played a more important role in seed dispersal, have been partially replaced by medium-sized herbivores, which are now more abundant. Additionally, I identified two species with a prominent role across most networks, with the Elephant and Impala having the most interactions. However, the ecological service provided by both was also affected.In conclusion, this study shows that even with anthropogenic pressures such as war, ecosystems exhibit a reasonable level of resilience. Thus, it allows inferences on the impact of conservation projects for the restoration of ecological services, noting differences mainly in species composition and dominance, with distinct species showing different recovery rates.

A preservação dos ecossistemas não deve estar limitada apenas à abundância e diversidade de espécies. Novos esforços devem incidir sobre os serviços e funções ecológicas, sendo estas bases fundamentais para manter a estabilidade e funcionalidade dos habitats. Pressões antropogénicas como a guerra têm grandes impactos na biodiversidade; no entanto, o seu impacto nos serviços ecológicos não é tão conhecido, mas é igualmente importante. A dispersão de sementes é uma dessas funções, sendo fulcral para a preservação dos habitats, funcionando como meio de ligação entre habitats cada vez mais fragmentados. As plantas, enquanto organismos sésseis, dependem muitas vezes de fatores externos para se propagarem, podendo estes ser abióticos ou bióticos. O transporte assistido por animais é um dos principais mecanismos de dispersão de sementes, mas é também um dos mais afetados por pressões antropogénicas que afetam as populações de dispersores.O estudo aqui apresentado tem como área de estudo o Parque Nacional da Gorongosa, um dos principais parques nacionais de Moçambique. Este trabalho engloba um grande período de tempo entre 1973 e 2022, e inclui um momento de grande instabilidade vivida neste país entre 1980 e 1992, a guerra civil moçambicana. Esta guerra teve um impacto profundo na biodiversidade do parque, provocando uma considerável quebra de abundância, com uma alteração de composição e dominância de espécies.O objetivo deste estudo foi entender como é que este acontecimento histórico impactou o serviço de dispersão de sementes, o qual é prestado por espécies de herbívoros de médio a grande porte. Para isso utilizou-se uma análise de redes ecológicas para períodos temporais diferentes, indo desde antes da guerra até à atualidade. Deste modo é possível comparar as redes e entender como estas foram afetadas pela guerra, servindo também para analisar o processo de restauro ecológica, associado à recuperação da abundância animal. Foram para isto usados dois tipos de dados: interações entre dispersores e plantas e abundância de dispersores, para a criação das redes para as quais não existem dados de interações de dispersão de sementes. A rede pré-guerra continha 78 interações, entre 9 espécies de animais e 53 espécies de plantas. Já a rede de 2000 teve um decréscimo acentuado na sua complexidade estabelecendo apenas 16 interações. Esta foi sucedida por redes novamente mais complexas com 72 e 88 interações, em 2015 e 2022, respetivamente. Por fim, foi construída uma rede com a totalidade dos dadosVdisponíveis criando assim uma rede máxima teórica de forma a perceber qual poderá ser o potencial nível de complexidade deste serviço ecológico.No geral, os resultados mostram algumas tendências: observou-se um decréscimo de complexidade entre a rede pré e pós-guerra, acompanhando os valores de abundância dos dispersores, com a rede pós-guerra apresentando o valor mais baixo de robustez, sendo a rede mais sensível a alterações ambientais. Nas redes que a sucedem, após a implementação de medidas de conservação, mostram uma recuperação da complexidade das redes e, por sua vez, a robustez também é superior. Esta recuperação parece acompanhar a abundância, apesar de existirem diferenças na estrutura populacional de dispersores em comparação com o observado antes da guerra. Os mega herbívoros que anteriormente ocupavam um papel de maior importância para a dispersão de sementes, foram substituídos em parte por herbívoros de médio tamanho que são atualmente mais abundantes. Outra conclusão obtida foi a existência de espécies que possuem um papel de destaque na generalidade das redes, sendo o Elefante e a Impala as espécies que mais interações possuem e têm por isso um papel preponderante nas redes, em qualquer das redes. No entanto, a função ecológica de ambas as espécies foi também afetado.Com este estudo, foi possível concluir que, mesmo com pressões antropogénicas como a guerra, os ecossistemas apresentam um razoável nível de resiliência. Foi possível observar o impacto que projetos de conservação podem ter na restauração dos serviços ecológicos, observando-se diferenças principalmente na composição e dominância de espécies, as quais apresentam distintas taxas de recuperação.