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  • How traffic facilitates pop...
    Lemke, Andreas; Kowarik, Ingo; Lippe, Moritz; Pauchard, Anibal

    The Journal of applied ecology, February 2019, 2019-02-00, 20190201, Letnik: 56, Številka: 2
    Journal Article

    Because common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L., henceforth Ambrosia) has negative effects on human health, it is a common focus for management, which would benefit from a better understanding of the underlying mechanisms by which the species spreads. Road systems are known to be invasion corridors, but the conduit function of vehicles for the rapid spread of Ambrosia along roads and for population extension along roadside verges has not yet been demonstrated convincingly. To quantify the effect of different traffic volumes on the dispersal and population extension of Ambrosia, we used two approaches: First, by combining field experiments along roads with records of the seed rain around single plants, we simulated a combined dispersal kernel that revealed the interactions between primary dispersal and traffic‐mediated secondary dispersal. Second, we recorded the seedling recruitment around isolated roadside populations over 2 years to determine how traffic‐related parameters affect population extension. The longest traffic‐mediated dispersal distances exceeded those of primary dispersal by about one order of magnitude. Traffic volume had a significant positive effect on dispersal distances and on the lateral deposition of seeds on the road verge. Seedling recruitment around isolated roadside populations was significantly higher in the driving direction than against, but only at the distance where the major seed rain of traffic‐mediated dispersal is to be expected according to the combined dispersal kernel (3–15 m). Synthesis and applications. This study isolates the effects of road traffic from confounding mechanisms (e.g. mowing machinery, propagule pressure from infested fields) on common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) invasions. Results demonstrate the traffic‐mediated dispersal in Ambrosia invasions as a routine and predictable process that facilitates population extension in the direction of traffic along roadsides, depending on traffic volume. This highlights the importance of prioritizing mowing along high use roads and mowing of isolated populations to prevent seed abscission and further spread of common ragweed. Foreign Language Abstrakt Das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemsiifolia L., im folgenden Ambrosia) übt einen starken negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit aus und ist daher im Fokus von Bekämpfungsmaßnahmen, die von einem besseren Verständnis der zugrundeliegenden Ausbreitungsmechanismen profitieren können. Straßennetzwerke sind zwar als Invasionskorridore für Neophyten bekannt, doch für Straßenfahrzeuge konnte bisher noch nicht überzeugend gezeigt werden, ob der Transport von Diasporen durch Fahrzeuge auch für die beschleunigte Ausbreitung von Ambrosia entlang der Straßen sowie ihres Populationswachstums am Straßenrand eine Rolle spielt. Um den Effekt unterschiedlicher Verkehrsstärken auf die Diasporenausbreitung und das Populationswachstum zu untersuchen, nutzten wir zwei verschiedene methodische Ansätze: Zum einen verknüpften wir die Ergebnisse unserer Diasporenfreisetzungen in Straßenkorridoren mit der natürlichen Diasporenverteilung basierend auf isolierten Ambrosiapflanzen und verwendeten diese Daten zur Nachbildung eines kombinierten Ausbreitungsdistanzspektrums, der die Wechselwirkung zwischen Primär‐ und Sekundärausbreitung erkennbar macht. Zum anderen kartierten wir für einen Zeitraum von zwei Jahren die Sämlingsetablierung um isolierte Straßenrandpopulationen herum und analysierten, wie straßenfahrzeugbestimmte Parameter das Populationswachstum verändern. Die erfassten Distanzen der am weitesten durch den Straßenverkehr ausgebreiteten Diasporen überschritten die der Primärausbreitung um etwa das Zehnfache. Das Verkehrsaufkommen hatte hierbei einen signifikant positiven Effekt auf die Ausbreitungsdistanzen sowie auf die laterale Ablagerung von Diasporen am Straßenrand. Die Sämlingsetablierung um isolierte Straßenrandpopulationen herum war in Fahrtrichtung des Straßenverkehrs signifikant höher als entgegen der Fahrtrichtung, jedoch nur in dem Bereich, in dem sich die meisten von Fahrzeugen ausgebreiteten Diasporen gemäß unserem kombinierten Ausbreitungsdistanzspektrum angesammelt hatten (3–15 m). Synthese und Anwendung. Diese Studie isoliert für das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemsiifolia L., im folgenden Ambrosia) die Effekte des Straßenverkehrs von den begleitenden Ausbreitungsmechanismen (z.B. Mahdmaschinen, Diasporeneinschleppungen von befallenen Äckern) auf den Invasionsprozess dieses Neophyten im Straßenkorridor. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ausbreitung von Ambrosia durch Fahrzeuge ein häufiger und vorhersagbarer Prozess ist, der das Populationswachstum am Straßenrand in Verkehrsrichtung abhängig vom Verkehrsaufkommen fördert. Dies unterstreicht, wie wichtig eine prioritäre Mahd zur Unterbindung der Samenfreisetzung insbesondere in Straßen mit hoher Verkehrslast ist, wobei es entscheidend ist, auch isolierte Straßenrandpopulationen von Ambrosia mit in die Maßnahmen einzubeziehen. Nur so kann eine weitere Verbreitung dieses Neophyten im Straßennetzwerk eingedämmt werden. This study isolates the effects of road traffic from confounding mechanisms (e.g. mowing machinery, propagule pressure from infested fields) on common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.) invasions. Results demonstrate the traffic‐mediated dispersal in Ambrosia invasions as a routine and predictable process that facilitates population extension in the direction of traffic along roadsides, depending on traffic volume. This highlights the importance of prioritizing mowing along high use roads and mowing of isolated populations to prevent seed abscission and further spread of common ragweed.