Anthropogenic impacts on animal-plant interactions and their ecosystem functions in tropical forests
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Data
2025-03-21
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Editor
Universidade Federal de Viçosa
Resumo
Tropical forests are fundamental for providing ecosystem services essential to human subsistence, socioeconomic development, and the maintenance of biodiversity. These services depend on ecological interactions, especially between plants and animals, sustaining ecosystem functionality and resilience. However, the increasing intensification of land use — driven by both human population growth and capital accumulation — has led to severe disturbances in these forests. As a result, the advancement of anthropogenic pressures has caused continuous degradation of forest habitats, thereby altering their structure and dynamics. Such changes have increased forest vulnerability to new disturbances, leading to a rise in the frequency and intensity of fire. Consequently, habitat structure modifications and biodiversity loss resulting from these impacts can disrupt species interaction patterns and compromise ecological processes related to reproduction, seed dispersal, and the structuring of plant communities. As a result, forest regeneration and functionality may be impaired, even years after the initial impacts. Therefore, to better understand the effects of anthropogenic impacts on tropical forests, it is necessary to assess how human activities influence ecological interactions. In this thesis, I investigate the effects of different anthropogenic disturbances on animal–plant interactions mediated by pollinators, frugivores, and secondary post-dispersal agents in tropical forests. To this, I developed two chapters that evaluate the impacts of land-use change and fire on these interactions. In the first chapter, I used data from the literature on plant–pollinator networks in different tropical forests to assess the effects of land-use change on pollinator interaction patterns and their resistance to the extinction of floral partners. I found that pollinators in disturbed forests interacted with fewer partners and were less resistant to coextinctions than pollinators in old-growth forests. However, there was no difference in these metrics between pollinators in converted forests and those in either disturbed or old-growth forests. Despite these differences, I found no difference across treatments in network structural organization as measured by nestedness. In the second chapter, I evaluated the long-term impacts of fire and edge effects, or they synergy, on frugivory frequency and secondary seed removal by fauna, 12 years after a forest fire event. Arboreal frugivory was not affected by fire or edge effects, but terrestrial frugivory was intensified in unburned edges. There was a general reduction in seed manipulation by the entire fauna in burned treatments. However, when only invertebrates were considered, there was no difference in seed manipulation between the unburned edge and the burned interior. These findings indicate that forest habitat changes caused by anthropogenic disturbances lead to shifts in animal–plant interaction patterns, with potential implications for the functioning of forest ecosystem processes — even long after the initial disturbances. Therefore, despite the resilience observed in certain interactions, continued anthropogenic pressures in tropical forests may increase their vulnerability by disrupting key ecological interactions and altering interaction patterns. Keywords: ecological disturbances; ecological dynamics; ecological networks; forest fires; forest resilience
As florestas tropicais são fundamentais para a provisão de serviços ecossistêmicos essenciais à subsistência humana, ao desenvolvimento socioeconômico e à manutenção da biodiversidade. Esses serviços dependem, em grande parte, de interações ecológicas, especialmente daquelas entre plantas e animais, que sustentam a funcionalidade e resiliência dos ecossistemas. Contudo, a crescente intensificação do uso da terra , impulsionado tanto pelo crescimento populacional humano quanto pelo aumento na acumulação por capital, tem provocado perturbações intensas nestas florestas. Logo, o avanço da antropização tem resultado na degradação contínua de habitats florestais, alterando assim a estrutura e a dinâmica dessas florestas. Tais mudanças aumentaram a vulnerabilidade das florestas a distúrbios, acarretando no aumento da frequência e intensidade do fogo. Consequentemente, modificações na estrutura do habitat e a perda da biodiversidade decorrentes destes impactos podem alterar os padrões de interações entre espécies e comprometer os processos ecológicos relacionados a reprodução, dispersão e estruturação da comunidade vegetal. Como resultado, a regeneração e funcionalidade das florestas são potencialmente comprometidas, mesmo anos após os impactos. Portanto, para melhor entendermos os efeitos dos impactos antropogênicos em florestas tropicais, é necessário avaliarmos como as atividades humanas influenciam interações ecológicas. Nesta tese, investigo os impactos de diferentes perturbações antropogênicas em interações animal-planta mediados por polinizadores, frugívoros e agentes secundários pós-dispersão em florestas tropicais. Para isto, elaborei dois capítulos que avaliam os impactos de mudanças no uso da terra e do fogo nessas interações. No primeiro capítulo utilizei dados da literatura sobre redes planta-polinizador de diferentes florestas tropicais para avaliar os efeitos das mudanças no uso da terra sobre os padrões de interação de polinizadores e sua resistência à extinção de parceiros florais. Observei que os polinizadores em florestas perturbadas estabeleceram interações com menos parceiros e foram menos resistentes às coextinções do que os polinizadores em florestas antigas. Entretanto, não houve diferença em tais métricas entre polinizadores em florestas convertidas e os polinizadores em florestas antigas ou perturbadas. Apesar disso, não observei diferença entre os tratamentos na organização estrutural das redes medida pelo aninhamento. No segundo capítulo, avaliei os impactos crônicos do fogo em sinergia com os efeitos de borda na frequência de frugivoria e na manipulação secundária de sementes pela fauna 12 anos após a queima florestal. A frugivoria arbórea não foi afetada pelo fogo ou pela borda, mas a frugivoria terrestre foi intensificada pela borda não queimada. Houve redução na manipulação de sementes por toda a fauna nos tratamentos queimados. Entretanto, quando apenas os invertebrados foram avaliados, não houve diferença na manipulação de sementes entre a borda não queimada e o interior queimado. Esses resultados indicam que mudanças em habitats florestais devido a distúrbios antrópicos causam mudanças nos padrões em interações animal-planta, com possíveis implicações para o funcionamento dos processos ecossistêmicos florestais, mesmo em longos períodos após os impactos. Portanto, apesar da resiliência de determinadas interações, a antropização contínua de florestas tropicais pode aumentar sua vulnerabilidade ao interromper parte das interações ecológicas e alterar os padrões de interações. Palavras-chave: distúrbios ecológicos; dinâmicas ecológicas; incêndios florestais; redes ecológicas; resiliência florestal
As florestas tropicais são fundamentais para a provisão de serviços ecossistêmicos essenciais à subsistência humana, ao desenvolvimento socioeconômico e à manutenção da biodiversidade. Esses serviços dependem, em grande parte, de interações ecológicas, especialmente daquelas entre plantas e animais, que sustentam a funcionalidade e resiliência dos ecossistemas. Contudo, a crescente intensificação do uso da terra , impulsionado tanto pelo crescimento populacional humano quanto pelo aumento na acumulação por capital, tem provocado perturbações intensas nestas florestas. Logo, o avanço da antropização tem resultado na degradação contínua de habitats florestais, alterando assim a estrutura e a dinâmica dessas florestas. Tais mudanças aumentaram a vulnerabilidade das florestas a distúrbios, acarretando no aumento da frequência e intensidade do fogo. Consequentemente, modificações na estrutura do habitat e a perda da biodiversidade decorrentes destes impactos podem alterar os padrões de interações entre espécies e comprometer os processos ecológicos relacionados a reprodução, dispersão e estruturação da comunidade vegetal. Como resultado, a regeneração e funcionalidade das florestas são potencialmente comprometidas, mesmo anos após os impactos. Portanto, para melhor entendermos os efeitos dos impactos antropogênicos em florestas tropicais, é necessário avaliarmos como as atividades humanas influenciam interações ecológicas. Nesta tese, investigo os impactos de diferentes perturbações antropogênicas em interações animal-planta mediados por polinizadores, frugívoros e agentes secundários pós-dispersão em florestas tropicais. Para isto, elaborei dois capítulos que avaliam os impactos de mudanças no uso da terra e do fogo nessas interações. No primeiro capítulo utilizei dados da literatura sobre redes planta-polinizador de diferentes florestas tropicais para avaliar os efeitos das mudanças no uso da terra sobre os padrões de interação de polinizadores e sua resistência à extinção de parceiros florais. Observei que os polinizadores em florestas perturbadas estabeleceram interações com menos parceiros e foram menos resistentes às coextinções do que os polinizadores em florestas antigas. Entretanto, não houve diferença em tais métricas entre polinizadores em florestas convertidas e os polinizadores em florestas antigas ou perturbadas. Apesar disso, não observei diferença entre os tratamentos na organização estrutural das redes medida pelo aninhamento. No segundo capítulo, avaliei os impactos crônicos do fogo em sinergia com os efeitos de borda na frequência de frugivoria e na manipulação secundária de sementes pela fauna 12 anos após a queima florestal. A frugivoria arbórea não foi afetada pelo fogo ou pela borda, mas a frugivoria terrestre foi intensificada pela borda não queimada. Houve redução na manipulação de sementes por toda a fauna nos tratamentos queimados. Entretanto, quando apenas os invertebrados foram avaliados, não houve diferença na manipulação de sementes entre a borda não queimada e o interior queimado. Esses resultados indicam que mudanças em habitats florestais devido a distúrbios antrópicos causam mudanças nos padrões em interações animal-planta, com possíveis implicações para o funcionamento dos processos ecossistêmicos florestais, mesmo em longos períodos após os impactos. Portanto, apesar da resiliência de determinadas interações, a antropização contínua de florestas tropicais pode aumentar sua vulnerabilidade ao interromper parte das interações ecológicas e alterar os padrões de interações. Palavras-chave: distúrbios ecológicos; dinâmicas ecológicas; incêndios florestais; redes ecológicas; resiliência florestal
Descrição
Palavras-chave
Ecossistemas - Efeito do desmatamento, Relação inseto-planta - Efeito do desmatamento, Animais frugívoros - Efeito do desmatamento, Incêndios florestais
Citação
OLIVEIRA, Jefferson Bruno Bretas de Souza. Anthropogenic impacts on animal-plant interactions and their ecosystem functions in tropical forests. 2025. 115 f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2025.