Synergistic impacts of co‐occurring invasive grasses cause persistent effects in the soil‐plant system after selective removal
Human influence on the environment is so extensive that virtually all ecosystems on the planet are now affected by biological invasions. And, often, ecosystems are invaded by multiple co‐occurring non‐native species. Hence, it is important to understand the impacts these invasions are producing on b...
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| Published in: | Functional ecology Vol. 34; no. 5; pp. 1102 - 1112 |
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| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Journal Article |
| Language: | English |
| Published: |
London
Wiley Subscription Services, Inc
01-05-2020
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| Subjects: | |
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| Summary: | Human influence on the environment is so extensive that virtually all ecosystems on the planet are now affected by biological invasions. And, often, ecosystems are invaded by multiple co‐occurring non‐native species. Hence, it is important to understand the impacts these invasions are producing on biodiversity and ecosystem processes.
Here, we present results of a 2‐year long field experiment where we tested the effects of co‐occurring invasive C4 African grasses in a Cerrado area in central Brazil. We compared plant and arthropod communities, plant biomass, and soil nitrogen dynamics and soil chemical characteristics across five experimental treatments: Urochloa decumbens removal; Melinis minutiflora removal; both U. decumbens and M. minutiflora removal; U. decumbens and M. minutiflora invaded plots; and uninvaded Cerrado. We hypothesized that selective removal of invasive grasses would have distinct effects on the native ecosystem structure and functioning. We expected that each invasive grass would produce a different type of impact on the native ecosystem and that their impacts would be synergistic when co‐occurring.
Removal of M. minutiflora doubled native plant diversity and biomass when compared to invaded plots, whereas removal of U. decumbens did not alter these parameters. Cerrado plots had four times more plant species than plots cleared of invasives. Removal of invasive grasses did not affect the species richness or community composition of soil epigeal fauna. Cerrado soils had lower fertility, organic matter content and pH than invaded soils. The effects were generally higher when both invasive grasses were removed, suggesting impacts were synergistic, but M. minutiflora had greater effects on plants and soils than U. decumbens. Both invasive species produced negative impacts, but a single species was the main driver. We also detected persistent effects of the invasive grass species on the ecosystem after 2 years of removal.
We conclude that invasive species of the same functional group have similar types of effects in native ecosystems, but the magnitude of impact was largely dependent on invasive species biomass and cover. Where multiple invasive species are present, research and management of invaded ecosystems should tackle the interacting effects of co‐occurring invaders.
Abstrata
A influência humana no meio ambiente é tão extensa que praticamente todos os ecossistemas do planeta são afetados por invasões biológicas. E, frequentemente, os ecossistemas são invadidos por várias espécies não‐nativas que ocorrem simultaneamente. Portanto, é importante entender os impactos dessas invasões na biodiversidade e nos processos ecossistêmicos.
Neste trabalho nós apresentamos os resultados de um experimento de campo de dois anos onde testamos os efeitos de gramíneas C4 africanas invasoras coocorrentes em uma área de Cerrado no Brasil central. Comparamos as comunidades de plantas e artrópodes, a biomassa das plantas, a dinâmica do nitrogênio e as características químicas do solo em cinco tratamentos experimentais: remoção de Urochloa decumbens, remoção de Melinis minutiflora, remoção de U. decumbens e M. minutiflora, nenhuma remoção e Cerrado não invadido. Nossa hipótese foi que a remoção seletiva de gramíneas invasoras teria efeitos distintos sobre a estrutura e o funcionamento do ecossistema nativo. Esperávamos que cada gramínea invasora produzisse um tipo diferente de impacto no ecossistema nativo e que, quando coocorressem, seu impacto seria sinérgico.
A remoção de M. minutiflora dobrou a diversidade de plantas nativas e a biomassa em comparação com as parcelas invadidas, enquanto a remoção de U. decumbens não alterou esses parâmetros. As parcelas de Cerrado tinham quatro vezes mais espécies de plantas do que as sem plantas invasoras. Em relação à fauna epígea do solo, a remoção de gramíneas invasoras não afetou a riqueza de espécies e a composição da comunidade. Os solos do Cerrado apresentaram menor fertilidade, conteúdo de matéria orgânica e pH do que os solos invadidos. Os efeitos foram geralmente mais altos quando ambas as gramíneas invasoras foram removidas, sugerindo que os impactos eram sinérgicos, mas M. minutiflora teve maiores efeitos sobre plantas e solos do que U. decumbens. Ambas as espécies exóticas invasoras produziram impactos negativos, mas uma única espécie foi o principal fator. Também detectamos efeitos persistentes das espécies invasoras de gramíneas no ecossistema após dois anos de remoção.
Concluímos que espécies exóticas invasoras do mesmo grupo funcional têm tipos semelhantes de efeitos em ecossistemas nativos, mas a magnitude do impacto foi amplamente dependente da biomassa e da cobertura das espécies invasoras. Considerando os efeitos sinérgicos das espécies invasoras nos ecossistemas, a pesquisa e o manejo de ecossistemas invadidos devem contemplar os efeitos da interação de espécies exóticas invasoras coocorrentes.
A free Plain Language Summary can be found within the Supporting Information of this article.
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| ISSN: | 0269-8463 1365-2435 |
| DOI: | 10.1111/1365-2435.13524 |