Forest Elephants: Tree Planters of the Congo

Authors

  • Stephen Blake,

    1. Wildlife Conservation Society, 2300 Southern Boulevard, Bronx, New York, 10460. U.S.A.
    2. Max Planck Institute for Ornithology, ‘Vogelwarte Radolfzell’, Schlossallee 2, D-78315 Radolfzell, Germany
    3. Department of Biology and Whitney R. Harris World Ecology Center, University of Missouri – St. Louis, 8001 Natural Bridge Road, St. Louis, Missouri 63121. U.S.A.
    Search for more papers by this author
  • Sharon Lynn Deem,

    1. Wildlife Conservation Society, 2300 Southern Boulevard, Bronx, New York, 10460. U.S.A.
    2. Department of Biology and Whitney R. Harris World Ecology Center, University of Missouri – St. Louis, 8001 Natural Bridge Road, St. Louis, Missouri 63121. U.S.A.
    3. WildCare Institute, Saint Louis Zoo, 1 Government Drive, St. Louis, Missouri 63110–1396, U.S.A.
    Search for more papers by this author
  • Eric Mossimbo,

    1. Wildlife Conservation Society, 2300 Southern Boulevard, Bronx, New York, 10460. U.S.A.
    Search for more papers by this author
  • Fiona Maisels,

    1. Wildlife Conservation Society, 2300 Southern Boulevard, Bronx, New York, 10460. U.S.A.
    Search for more papers by this author
  • Peter Walsh

    1. Max Plank Institute for Evolutionary Anthropology, Deutscher Platz 6, 04103, Leipzig, Germany
    Search for more papers by this author

ABSTRACT

The abundance of large vertebrates is rapidly declining, particularly in the tropics where over-hunting has left many forests structurally intact but devoid of large animals. An urgent question then, is whether these ‘empty’ forests can sustain their biodiversity without large vertebrates. Here we examine the role of forest elephant (Loxodonta africana cyclotis) seed dispersal in maintaining the community structure of trees in the Ndoki Forest, northern Congo. Analysis of 855 elephant dung piles suggested that forest elephants disperse more intact seeds than any other species or genus of large vertebrate in African forests, while GPS telemetry data showed that forest elephants regularly disperse seeds over unprecedented distances compared to other dispersers. Our analysis of the spatial distribution of trees from a sample of 5667 individuals showed that dispersal mechanism was tightly correlated with the scale of spatial aggregation. Increasing amounts of elephant seed dispersal was associated with decreasing aggregation. At distances of<200 m, trees whose seeds are dispersed only by elephants were less aggregated than the random expectation, suggesting Janzen–Connell effects on seed/seedling mortality. At the landscape scale, seed dispersal mode predicted the rate at which local tree community similarity decayed in space. Our results suggest that the loss of forest elephants (and other large-bodied dispersers) may lead to a wave of recruitment failure among animal-dispersed tree species, and favor regeneration of the species-poor abiotically dispersed guild of trees.

RÉSUMÉ

L’abondance des grands vertébrés est en déclin rapide, particulièrement dans les tropiques où la chasse excessive a laissé beaucoup de forêts structurellement intactes mais vides de grands animaux. Une question urgente est donc si ces forêts “vides” peuvent maintenir leur biodiversité sans grands vertébrés. Nous examinons ici le rôle des éléphants de forêt (Loxodonta africana cyclotis) dans la dissémination des graines, et son impact sur le maintien de la structure des communautés d’arbres de la Forêt Ndoki, dans le nord du Congo. L’analyse de 855 crottes suggère que les éléphants de forêt disséminent plus de graines intactes que n’importe quelle autre espèce ou genre de grand vertébré dans les forêts africaines, tandis que les données de télémétrie GPS montrent que les éléphants de forêt disséminent régulièrement des graines sur des distances sans précédent en comparaison avec d’autres disséminateurs. Notre analyse de la distribution spatiale des arbres, basée sur un échantillon de 5667 individus, montre que le méchanisme de dispersion est en étroite corrélation avec l’échelle de l’agrégation spatiale. Une quantité croissante de dissémination via l’éléphant est associée à une agrégation décroissante. A des distances de moins de 200 m., les arbres dont les graines sont disséminées uniquement par les éléphants, sont moins regroupées que la prévision aléatoire, ce qui suggère des effets Janzen–Connell sur la mortalité des graines et jeunes plants. A l’échelle du paysage, le mode de dissémination des graines prédit le taux auquel la similarité de la communauté d’arbres locale décline dans l’espace. Nos résultats suggèrent que la perte des éléphants de forêt (et autres disséminateurs de grande taille) peut mener à une vague d’échec de recrutement parmi les espèces arborées, et favoriser la régénération d’une association, pauvre en espèces, d’arbres disséminés de façon abiotique.

Ancillary