Spatial and temporal distribution of butterflies across an elevation gradient in Nyungwe National Park, Rwanda

Abstract

Tropical rainforests are the most important terrestrial ecosystems for biodiversity conservation. Biodiversity studies have been conducted within these forest ecosystems but there is still a knowledge gap in some taxa such as insects in some not yet or underexplored regions such as the Afrotropical high mountain regions. For example, although butterflies are well documented among insects, there is still a lack of information about their diversity and distribution in underexplored Afrotropical montane biodiversity hotspot forests of the Albertine Rift (AR) region. Nyungwe National Park (NNP) in Rwanda is part of those biodiversity hotspot forests within the AR and little is known about its insect communities including butterflies, good indicators of climate change, and forest ecosystem health. That park is of high conservation importance in central Africa due to its hosted high biodiversity including AR endemics. This thesis documented the diversity and distribution of butterflies in NNP and the main goal was to avail baseline data on butterfly species distribution in Nyungwe National Park and Cyamudongo adjacent forest fragment in Rwanda, for future use in monitoring climate change-driven shifts and the effects of forest fragmentation on biodiversity of Nyungwe. Butterflies were collected seasonally using fruit-baited traps for those feeding on fruits as adults and a hand net for nectar and pollen feeders along elevational transects spanning from 1700 m up to 2950 m of altitude. Two hundred forty-two species including 28 endemics to the AR were documented from 4289 collected specimens. Species richness and abundance declined with increasing elevation and higher seasonal occurrence was observed during the dry season. Among the recorded species, eighteen were selected to serve as potential local climate change indicators in NNP. As this was the preliminary study on the spatial and temporal distribution of butterflies in Nyungwe, further studies could be 4 conducted to add more species and allow a depth understanding of the ecology of Nyungwe butterflies. 5 Zusammenfassung Tropische Regenwälder sind wichtige terrestrische Ökosysteme für den Erhalt der Biodiversität. Trotz einiger Studien innerhalb dieser Waldökosysteme, gibt immer noch eine Wissenslücke bei einigen Taxa, vor allem bei Insekten. Obwohl Schmetterlinge unter Insekten gut dokumentiert sind, gibt es selbst hier einen Mangel an Informationen über ihre Diversität und Verbreitung in wenig erforschten afrotropischen montanen Biodiversitäts Hotspot-Wäldern der Region Albertine Rift (AR). Der Nyungwe-Nationalpark (NNP) in Ruanda ist Teil dieser Biodiversitäts-Hotspot-Wälder innerhalb des AR. Dieser Park ist in Zentralafrika aufgrund seiner hohen Biodiversität, einschließlich endemischer AR, von großer Bedeutung für den Naturschutz. Diese Dissertation dokumentierte die Vielfalt und Verbreitung von Schmetterlingen in NNP und das Hauptziel war es, Basisdaten zu deren Verbreitung im Nyungwe-Nationalpark und im angrenzenden Waldfragment Cyamudongo zu erfassen. Diese können zukünftig bei der Studien zum Klimawandel und zum Einfluss der Waldfragmentierung auf die Biodiversität von Nyungwe genutzt werden. Schmetterlinge wurden saisonal mit Fruchtköderfallen, sofern sich die Imagines von Früchten ernährten, und einem Handnetz für Nektar- und Pollenfresser entlang von Höhentransekten gesammelt, die sich von 1700 bis 2950 Metern erstreckten. Zweihundertzweiundvierzig Arten, darunter 28 Endemiten der AR, wurden anhand von 4289 gesammelten Exemplaren dokumentiert. Der Artenreichtum nahm mit zunehmender Höhe ab. Während der Trockenzeit wurde ein höheres saisonales Vorkommen beobachtet. Unter den erfassten Arten wurden achtzehn ausgewählt, um als potenzielle lokale Indikatoren für den Klimawandel in NNP zu dienen. Da dies die erste umfassende Studie zur räumlichen und zeitlichen Verteilung von Schmetterlingen in Nyungwe war, werden Folgeuntersuchungen sicherlich weitere Arten zu Tage fördern.