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  • Effects of grass functional...
    Mazzochini, Guilherme G.; Lira‐Martins, Demétrius; Barros, Fernanda V.; Oliveira, Ana C. C.; Xavier, Rafael O.; Furtado, Mariana N.; Verona, Larissa S.; Viani, Ricardo A. G.; Rowland, Lucy; Oliveira, Rafael S.

    The Journal of applied ecology, February 2024, 2024-02-00, 20240201, Volume: 61, Issue: 2
    Journal Article

    Invasive species pose significant challenges to successful restoration efforts worldwide. A strategy to reduce invasions is to establish communities consisting of species with varied ecological strategies. These strategies typically align along the conservative and plant size axes, and more recently, along a below‐ground collaboration axis. However, we lack understanding of how the diverse ecological strategies of Cerrado grass species, their combinations and their interactions with soil conditions can mitigate invasions. Here, we investigated how native grass communities composed by species with different ecological strategies affect the invasion success in two soil types of abandoned pastures in the Cerrado. Specifically, we tested the hypothesis that greater above‐ and below‐ground functional diversity reduces exotic species invasion. We also evaluated whether the isolated effects of native species on invasion were positive or negative. We installed an experiment with species richness ranging from zero to eight native grass species. In November 2019, we sowed species combinations to create communities composed by species with different ecological strategies. We quantified the above‐ground biomass of exotic species as a measure of invasion. To characterize the species ecological strategies, we measured five functional traits. Functional diversity of maximum height and specific root length (SRL) had the highest predictive power; however, the most parsimonious model included only SRL diversity, which represents the collaboration axis. Native above‐ground biomass was also negatively related to exotic species biomass. Furthermore, invasion was greater in less stressful soil conditions but did not interact with diversity. The effect of native species varied from facilitation to competition, with the annual fast‐growing native species favouring invasion. Synthesis and applications. Our results show that greater functional diversity of combined above‐ and below‐ground traits reduces invasion success, shedding light on an underexplored role of specific root length diversity. The competitive and facilitative effects of different native species highlight the need for careful selection of the species to be used in restoration programmes. Furthermore, the absence of interaction between diversity and soil types highlights the need for an integrated management of the functional composition and edaphic factors to increase resistance to invasion in these Neotropical grass communities. Resumo As espécies invasoras representam desafios significativos para os esforços de restauração bem‐sucedidos em todo o mundo. Uma estratégia para reduzir as invasões é estabelecer comunidades constituídas por espécies com estratégias ecológicas variadas. Essas estratégias normalmente se alinham ao longo dos eixos conservador e de tamanho da planta e, mais recentemente, ao longo de um eixo de colaboração subterrânea. No entanto, falta‐nos compreender como as diversas estratégias ecológicas das espécies de gramíneas do Cerrado, suas combinações e suas interações com as condições do solo podem mitigar as invasões. Aqui, investigamos como comunidades de gramíneas nativas compostas por espécies com diferentes estratégias ecológicas afetam o sucesso da invasão em dois tipos de solo em uma pastagem abandonada no Cerrado. Especificamente, testamos a hipótese de que uma maior diversidade funcional acima e abaixo do solo reduz a invasão de espécies exóticas. Também avaliamos se os efeitos isolados das espécies nativas na invasão foram positivos ou negativos. Instalamos um experimento com riqueza de espécies variando de zero a oito espécies de gramíneas nativas. Em novembro de 2019, semeamos combinações de espécies para criar comunidades compostas por espécies com diferentes estratégias ecológicas. Quantificamos a biomassa aérea de espécies exóticas como medida de invasão. Para caracterizar as estratégias ecológicas das espécies, medimos cinco características funcionais. A diversidade funcional de altura máxima e comprimento específico de raiz (CER) teve o maior poder preditivo, porém, o modelo mais parcimonioso incluiu apenas a diversidade de CER, que está relacionado com o eixo de colaboração subterrânea. A biomassa nativa acima do solo também foi negativamente relacionada com a biomassa de espécies exóticas. Além disso, a invasão foi maior em condições de solo menos estressantes, mas não interagiu com a diversidade. O efeito das espécies nativas variou de facilitação a competição, com as espécies nativas anuais de rápido crescimento favorecendo o sucesso da invasão. Síntese e aplicações. Nossos resultados mostram que uma maior diversidade funcional de características combinadas acima e abaixo do solo reduz o sucesso da invasão, lançando luz sobre um papel pouco explorado da diversidade de CER. Os efeitos competitivos e facilitadores de diferentes espécies nativas destacam a necessidade de uma seleção cuidadosa das espécies a serem utilizadas em programas de restauração. Além disso, a ausência de interação entre diversidade e tipos de solo destaca a necessidade de um manejo integrado da composição funcional e dos fatores edáficos para aumentar a resistência à invasão nessas comunidades gramíneas neotropicais. Our results show that greater functional diversity of combined above‐ and below‐ground traits reduces invasion success, shedding light on an underexplored role of specific root length diversity. The competitive and facilitative effects of different native species highlight the need for careful selection of the species to be used in restoration programmes. Furthermore, the absence of interaction between diversity and soil types highlights the need for an integrated management of the functional composition and edaphic factors to increase resistance to invasion in these Neotropical grass communities.