侵入の異なる段階にある外来樹木の除去に対する土壌線虫の群集および栄養段階での反応

Community- and trophic-level responses of soil nematodes to removal of a non-native tree at different stages of invasion.

• Guadalupe Peralta
• Ian A Dickie
• Gregor W Yeates
• Duane A Peltzer

抄録

侵略的非外来植物種の管理の成功は通常、侵略的管理後の侵略的植物種や在来植物種の豊富さの変化として測定されるが、 侵略者除去に対するより複雑な栄養相反応は無視されたり、想定されたりすることが多い。さらに、侵略者の影響は密度や段階に依存するという認識が広まっているにもかかわらず、侵略プロセスの異なる段階での 侵略者除去の効果はほとんど評価されていない。そのため、栄養段階を越えて群集の構造と機能を回復させるための侵入種管理の有効性については、まだ十分に理解されていないのが現状である。我々は、世界的に侵略的な樹木種であるPinus contortaを除去した場合の土壌線虫の多様性と群集組成が、侵入の異なる段階でどのように反応するかを、侵入していない植生（苗木を継続的に除去した場合）、早期の侵入者除去（苗木を除去した場合）、後期の侵入者除去（樹木を除去した場合）、除去なし（侵入した場合）を含む以前の研究を再解析し、拡張することによって決定した。これらの処理により、生物学的侵入と除去に対する段階に依存した地下の栄養応答を評価することができた。その結果、侵入した場所では、侵入していない場所に比べて線虫の分類群の豊富さが半分になり、樹木の侵入は線虫群集の全体的な構成を変化させることがわかった。線虫類群集の組成には、侵入していない圃場と伐採した圃場では食物連鎖の上位で希釈される傾向があったが、侵入していない圃場と伐採した圃場では組成に有意な差は見られなかった。逆に、侵入した線虫群集と侵入していない線虫群集の組成は、すべての栄養段階で異なり、群集構造と機能に変化を与えていた。特に、侵入した群集は未侵入群集に比べて構造が単純化されており、乱れた環境に特徴的な短寿命の線虫の割合が高かった。本研究では、世界的に侵略的な樹種である土壌線虫群集の構成と構造を未侵入の状態に近い状態に維持するためには、樹木の伐採から苗木の早期伐採へと管理戦略をシフトさせる必要があることを示した。

Success of invasive non-native plant species management is usually measured as changes in the abundance of the invasive plant species or native plant species following invader management, but more complex trophic responses to invader removal are often ignored or assumed. Moreover, the effects of invader removal at different stages of the invasion process is rarely evaluated, despite a growing recognition that invader impacts are density or stage-dependent. Therefore, the effectiveness of invasive species management for restoring community structure and function across trophic levels remains poorly understood. We determined how soil nematode diversity and community composition respond to removal of the globally invasive tree species Pinus contorta at different stages of invasion by reanalysing and expanding an earlier study including uninvaded vegetation (seedlings removed continuously), early invader removal (saplings removed), late removal (trees removed), and no removal (invaded). These treatments allowed us to evaluate the stage-dependent belowground trophic responses to biological invasion and removal. We found that invaded plots had half the nematode taxa richness compared to uninvaded plots, and that tree invasion altered the overall composition of the nematode community. Differences in nematode community composition between uninvaded nematode communities and those under the tree removal strategy tended to dilute higher up the food chain, whereas the composition of uninvaded vs. sapling removal strategies did not differ significantly. Conversely, the composition of invaded compared to uninvaded nematode communities differed across all trophic levels, altering the community structure and function. Specifically, invaded communities were structurally simplified compared to uninvaded communities, and had a higher proportion of short life cycle nematodes, characteristic of disturbed environments. We demonstrate that a shift in management strategies for a globally invasive tree species from removing trees to earlier removal of saplings is needed for maintaining the composition and structure of soil nematode communities to resemble uninvaded conditions.