Biologische Invasionen stellt eine Sonderausgabe zu Waldinvasionen und ein Open-Access-Papier zusammen Auswirkungen invasiver Biota in Waldökosystemen im oberirdischen-unterirdischen Kontext von Wardle und Peltzer ist mir aufgefallen.

…[A]nämlich unser Verständnis der Determinanten der Auswirkungen invasiver Pflanzen wächst, sind wir im Hinblick auf invasive Konsumenten noch nicht von einer Reihe ikonischer Fallstudien zur Entwicklung allgemeiner Prinzipien übergegangen. (Wardle & Peltzer 2017)

Dieses Wort Verbraucher ist enorm wichtig, wenn Sie darüber nachdenken, was ein Verbraucher ist. Eines der Dinge, die Sie früh lernen, ist, dass Pflanzen sind Autotrophen, sie machen ihr eigenes Essen. Heterotrophen nicht. Das heißt, wenn Sie an Verbraucher in einem Wald denken, sprechen Sie über so ziemlich alles im Wald, das keine Pflanze ist, wie das Diagramm von Wardle und Peltzer unten zeigt.

Oberirdische und unterirdische Biota sind im Waldökosystem miteinander verbunden
Die ober- und unterirdischen Lebewesen in Waldökosystemen sind sowohl direkt (z. B. durch Bodenorganismen, die direkt mit Pflanzenwurzeln interagieren) als auch indirekt (z. B. durch Zersetzer, die für Pflanzenwachstum und -ernährung notwendige Nährstoffe mineralisieren) miteinander verbunden (Wardle et al. 2004). Diese Verbindungen sind gemeinsam für die Funktionsfähigkeit des Ökosystems verantwortlich. Sie werden durch invasive Organismen ober- und unterirdisch, die alle wichtigen trophischen Gruppen repräsentieren, und zwar durch eine Vielzahl von Mechanismen gestört (Wardle & Peltzer 2017).

Es sind diese verschiedenen Partnerschaften, die einfache Vorhersagen oder Regeln bei der Untersuchung invasiver Arten unmöglich machen können. Beispielsweise konkurriert eine invasive Pflanze nicht nur direkt um Nährstoffe, Licht und Bestäuber, sie ist auch ein Partner im Ökosystem. Es kann das Wachstum unterstützender Arten wie Mykorrhiza fördern oder die Wiederverwertung von Nährstoffen durch das Abwerfen weniger nützlicher Laubstreu behindern. Als Beispiel nennen Wardle und Peltzer aktuelle Arbeiten in AoB PLANTS of ein Knoblauchsenf, der lokale Mikroben vergiftet, die Beziehungen aufschlüsselt, die von einheimischen Pflanzen verwendet werden.

Eine der seltsamsten Interaktionen, die ein Highlight im Wald von Wardle & Peltzer dramatisch verändern, ist ein invasiver Pflanzenfresser in Südamerika. Invasive Pflanzenfresser können aus offensichtlichen Gründen eine große Veränderung darstellen, zum Beispiel weil sie unersättlicher sind oder keine natürlichen Feinde haben, um ihre Population zu kontrollieren. Dies ist nicht das größte Problem mit Biber canadensis, der nordamerikanische Biber. Es tut, was Biber tun, nämlich Bäume fällen, um Dämme zu bauen, und dies wirkt sich nicht nur direkt auf die gefällten Bäume aus, sondern verändert auch die Hydrologie des lokalen Ökosystems für die anderen Bäume.

Wardle und Peltzer stellen außerdem fest, dass unterirdische Verbraucher auch invasiv sein können, da Regenwürmer und andere Wirbellose dank menschlicher Aktivitäten in neue Böden gelangen. Natürlich können Raubtiere auch invasiv sein. Sie müssen die Pflanzen nicht direkt fressen, um das Gleichgewicht für die Pflanzenfresser und damit die gefressenen Pflanzen auszugleichen. Oder Sie können sogar haben ein Raubtier, das ein anderes Raubtier frisst um andere Pflanzenfresser zu entlasten.

Die Betrachtung eines Waldes als Netzwerk von Interaktionen hat einige offensichtliche Auswirkungen auf die Wiederherstellung. Es reicht nicht aus, die invasiven Arten einfach zu entfernen, man muss die zerbrochenen Beziehungen wieder aufbauen oder ersetzen. Dies war das Thema eines anderen AoB PLANTS Papier, das Wardle und Peltzer zitieren, Unterirdische Hinterlassenschaften der Invasion und Entfernung von Pinus contorta führen zu mehreren Mechanismen der Invasionsschmelze von Dicki et al.

An Invasionsschmelze Klingt dramatisch und kann es auch sein. Der Kernschmelze-Teil bezieht sich nicht auf die Invasion, sondern darauf, was danach passiert. Invasionen können passieren, wenn eine Art in ein Gebiet freigesetzt wird, aber sie können auch passieren, wenn eine einheimische Art entfernt wird – was eine Gelegenheit für etwas anderes schafft. Dickie et al's Papier zeigt, dass diese Art der Interaktion ein langes Vermächtnis hinterlassen kann.

Das Beispiel, das sie verwenden, ist Pinus contorta. Was dies bewirkt, ist, wie Nährstoffe durch den Boden zirkulieren. Es bedeutet, wann Pinus entfernt wird, gehen die Dinge nicht wieder so zurück, wie sie waren. Durch die veränderten Nährstoffe ist der Boden nun für invasive Gräser und Kräuter vorbereitet. Wardle und Peltzer schließen dies als Fall ein b, das sekundär befallene Ökosystem in einem anderen ihrer Diagramme.

Drei mögliche Veränderungspfade in Waldökosystemen, die nach der Entfernung oder dem Verlust einer invasiven Art auftreten können.
Drei mögliche Entwicklungspfade von Waldökosystemen nach der Entfernung oder dem Verlust einer invasiven Art sind: (a) Rückkehr zur ursprünglichen einheimischen Artengemeinschaft. Dies kann zusätzliche Maßnahmen erfordern, wie die Wiedereinführung verloren gegangener einheimischer Arten oder von Symbionten einheimischer Arten, oder die Anpassung der Habitatbedingungen, um diese für die Ansiedlung einheimischer Arten zu verbessern. (b) Fortbestand des Erbes der entfernten invasiven Art durch Sekundärinvasionen anderer invasiver Arten. (c) Überschreiten eines Kipppunkts im Ökosystem, der eine Rückkehr zum Zustand vor der Invasion verhindert und sich grundlegend sowohl vom ursprünglichen nicht-invasiven als auch vom invasiven Ökosystem unterscheidet. Obwohl hier invasive Pflanzen dargestellt werden, gelten dieselben Prinzipien auch für invasive ober- und unterirdische Konsumenten, sobald diese Ökosysteme verändern. Siehe Wardle & Peltzer 2017 für weitere Erläuterungen.

Mein Gefühl nach dem Lesen der Zeitung ist das Mein Kopf dreht sich leicht. In gewisser Weise unterstreicht es, wie  komplex und chaotisch Ökosysteme sind. Die schiere Anzahl von Beziehungen, die Akteure in einem Ökosystem verbinden, macht detaillierte Vorhersagen sehr schwierig. Ich habe jedoch nicht den Eindruck, dass Wardle und Peltzer versuchen, alles auf eine einzige Gleichung zu reduzieren, um einen Wald zu beschreiben. Indem Sie sich auf die ober- und unterirdischen Verbraucher konzentrieren, können Sie vielmehr einige der Wechselwirkungen identifizieren, die die Stabilität eines Ökosystems stärken oder schwächen können. Das Papier ist eine wirklich hilfreiche Einführung in die Wertschätzung der Komplexität dessen, was ein Invasion bedeutet. Ich sehe darin einen nützlichen Ausgangspunkt für Diskussionen über Invasionsarten und die Wiederherstellung von Ökosystemen in der Zukunft.