駆除による復元？侵略的な生物工学者を除去することで、在来の捕食者のために生息地の機能をある程度回復させることができます

Restoration through eradication? Removal of an invasive bioengineer restores some habitat function for a native predator.

• Kirstin K Holsman
• P Sean McDonald
• Pablo A Barreyro
• David A Armstrong

抄録

侵略的な水生マクロファイトは、受入れ先のシステムの構造を複雑にし、栄養塩類や物理的資源を変化させる。本研究では、侵略的な生態系エンジニアであるアトランティックスムースコードグラス（Spartina alterniflora）が、移動する捕食者であるダンネスクラブ（Cancer magister）の移動と採食活動をどのように妨害するか、また、地上のコードグラス構造物を除去することで、採食生息地へのアクセスが急速に回復するかどうかを評価している。2004 年までに、スムースコードグラスはワシントン州ウィラパ湾（米国）のカニの採食生息地の 25%以上を侵食し、高度に構造化された景観へと変貌を遂げた。しかし、2007年には根絶に成功し、ほとんどの草地が消滅してしまった。スムースコードグラスが沿岸域のカニ類の生息域機能に及ぼす影響を調査するために、フィールド、実験室、統計的モデリングを統合した。複数の場所でトラップ調査を実施し、階層モデルの枠組みを用いて、コードグラス除去前と除去後の漁獲量のパターンを調査した（before-after control-impact design, BACI）。駆除前には、構造化されていない生息地でのダンゲネスガニの漁獲量は、隣接する生きたコードグラスのパッチでの漁獲量の 4～19 倍であった。対照的に、2007年に行われた駆除後の捕獲結果では、非構造物生息地と以前にコードグラスに侵されていた場所でのカニの漁獲率は同程度であった。その後の実験室での実験とビデオ観察では、滑らかなコードグラスの新芽の硬い物理的構造が、ダンゲネスガニの獲物資源へのアクセス能力を低下させ、座礁のリスクを高めることが実証された。これらの知見を総合すると、侵入性マクロファイトの構造的複雑性を除去することで、ダンネスガニのような回遊性捕食者のための生態学的機能（すなわち、採食エリア）が急速に回復する可能性があることが示唆される。しかし、影響を受けた地域が侵入前の状態に回復するには、侵入した地域の長期的な継代パターンと、生息地の生物学的特性を変化させ続ける物理的変化の持続性の程度にも依存することになる。私たちの研究は以下のような点に注目しています。(1)相互作用のメカニズムを通じた因果関係を評価するために複数の調査方法を採用することの有効性、(2)短期的・長期的な修復の目標を特定する際には、特定の生態系機能を対象とすることの重要性、を明らかにした。

Invasive aquatic macrophytes increase structural complexity in recipient systems and alter trophic and physical resources; thus, eradication programs that remove plant structure have potential to restore some impaired ecological functions. In this study we evaluate how an invasive ecosystem engineer, Atlantic smooth cordgrass (Spartina alterniflora), interferes with the movement and foraging activity of a mobile predator, Dungeness crab (Cancer magister), and whether removal of aboveground cordgrass structure rapidly reestablishes access to foraging habitats. By 2004, smooth cordgrass had invaded >25% of crab foraging habitat in Willapa Bay, Washington (USA), and transformed it into a highly structured landscape. However, by 2007 successful eradication efforts had eliminated most meadows of the cordgrass. In order to investigate the effect of smooth cordgrass on the habitat function of littoral areas for foraging crabs, we integrated field, laboratory, and statistical modeling approaches. We conducted trapping surveys at multiple sites and used a hierarchical model framework to examine patterns in catches prior to and following cordgrass removal (i.e., before-after control-impact design, BACI). Prior to eradication, catches of Dungeness crabs in unstructured habitats were 4-19 times higher than catches in adjacent patches of live cordgrass. In contrast, the results of post-eradication trapping in 2007 indicated similar catch rates of crabs in unstructured habitats and areas formerly invaded by the cordgrass. Subsequent laboratory experiments and video observations demonstrated that the rigid physical structure of smooth cordgrass shoots reduces the ability of Dungeness crabs to access prey resources and increases the risk of stranding. Taken together, these findings suggest that eliminating the structural complexity of invasive macrophytes may rapidly restore some ecological function (i.e., foraging area) for migratory predators like Dungeness crab. However, restoration of affected areas to a preinvasion state will also depend on long-term patterns of succession in invaded areas and the degree of persistence of physical changes that continue to alter biotic characteristics of the habitat. Our work highlights: (1) the efficacy of employing multiple methods of inquiry to evaluate causal relationships through mechanisms of interaction, and (2) the importance of targeting particular ecological functions when identifying both short- and long-term goals of restoration efforts.