Inwazyjne dżdżownice Ameryki Północnej - Invasive earthworms of North America
Gatunki inwazyjne z dżdżownic z podrzędu Lumbricina zostały rozszerza swój zasięg w Ameryce Północnej . Ich wprowadzenie może mieć wyraźny wpływ na cykle składników odżywczych w lasach strefy umiarkowanej . Te dżdżownice zwiększają cykl i wypłukiwanie składników odżywczych poprzez rozbijanie rozkładającej się materii organicznej i rozprzestrzenianie jej w glebie . Ponieważ rośliny pochodzące z tych północnych lasów są ewolucyjnie przystosowane do obecności grubych warstw rozkładającej się materii organicznej, wprowadzenie robaków może prowadzić do utraty bioróżnorodności, ponieważ młode rośliny mają mniej składników odżywczych. Niektóre gatunki drzew i innych roślin mogą nie być w stanie przetrwać takich zmian dostępnych składników odżywczych. Ta zmiana różnorodności roślin wpływa z kolei na inne organizmy i często prowadzi do nasilenia inwazji innych egzotycznych gatunków, a także ogólnego zanikania lasów. Do rozmnażania nie wymagają partnera, dzięki czemu szybciej się rozprzestrzeniają.
Dżdżownice i zmiany zasięgu
Dżdżownice przesuwają swoje zasięgi na północ, do lasów między 45° a 69° szerokości geograficznej północnej w Ameryce Północnej, w których od ostatniej epoki lodowcowej brakowało rodzimych dżdżownic . Robaki, o których mowa, są głównymi inżynierami swojego środowiska. Są uważane za gatunki kluczowe, ponieważ jako detrytożercy zmieniają wiele różnych zmiennych swojego ekosystemu. Spośród 182 taksonów dżdżownic występujących w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie 60 (33%) to gatunki introdukowane. Wśród nich badano Lumbricus terrestris , L. rubellus , L. friendi , Amynthas agrestis i Dendrobaena octaedra pod kątem ich zdolności do wkraczania na niezamieszkane wcześniej miejsca i zakłócania lokalnych ekosystemów. Te gatunki dżdżownic pochodzą głównie z Europy i Azji i zakłócają wiele cykli odżywczych . Poprzez redystrybucję składników odżywczych, mieszanie warstw gleby i tworzenie porów w glebie mogą wpływać na właściwości gleby ważne dla reszty ekosystemu. Dżdżownice rozdrabniają rozkładającą się materię na powierzchni gleby i przenoszą ją lub mieszają z otaczającą glebą, często przenosząc niektóre składniki odżywcze w głąb gleby, gdzie młode rośliny i młode rośliny mają problem z ich dotarciem.
Wpływ na cykle składników odżywczych i profile glebowe
Kiedy organizmy umierają, ich szczątki spadają na dno lasu , gdzie zaczynają się rozkładać na składniki odżywcze. W przypadku braku wydajnych detrytożerców, takich jak dżdżownice, gromadzi się gruba warstwa takiej materii organicznej . Większość północne lasy w Ameryce Północnej brak rodzimych dżdżownic, które zostały w znacznym stopniu zniszczona, kiedy lodowce z zlodowacenia Wisconsin prana wiele kontynentu dół do podłoża skalnego. Głęboka warstwa detrytusu jest zatem charakterystyczna dla rodzimego ekosystemu regionu i wiele rodzimych roślin wyewoluowało, aby na niej polegać. Ponieważ powoli się rozkłada dostarcza składników odżywczych , zwłaszcza potasu , fosforu i azotu , które są niezbędne do produkcji składników komórkowych, takich jak węglowodany , kwasy nukleinowe i białka ; te składniki odżywcze są często czynnikiem ograniczającym wzrost i dojrzewanie. Zapewnia to wzrost drzew, paproci i mniejszych roślin naziemnych.
Kiedy dżdżownice są wprowadzane na obszary, na których wcześniej nie mieszkały, dżdżownice rozbijają warstwę organiczną. Często mieszają składniki odżywcze z glebą, poza zasięgiem wszystkich, z wyjątkiem głębszych korzeni drzew. Substancje odżywcze mogą być wtedy wypłukiwane i całkowicie tracone z ekosystemu. Efekty ogólne obejmują zmniejszenie grubości warstwy organicznej, zwiększenie mineralizacji , zwiększenie gęstości nasypowej , rozprzestrzenienie się materii organicznej i próchnicy oraz zwiększenie tempa rozkładu . Te zmiany środowiskowe (bardziej sucha, jaśniejsza, mniej bogata w składniki odżywcze gleba) powodują zmiany w ekosystemie. Gleby bielicowe tracą swój klasyczny, pasmowy wygląd, gdy dżdżownice zacierają poziomy eluwialne (A 2 , Ae lub E).
Wpływ na organizmy
Bez dostępnych składników odżywczych niektóre gatunki, które zapewniają ważne biologiczne nisze w ekosystemie, mogą zostać wytępione. Ponadto młode rośliny mogą nie być w stanie rosnąć bez powierzchniowego źródła azotu zapewnianego przez warstwę detrytusu. Ponieważ młode rośliny nie mają głębokich systemów korzeniowych, które mają starsze drzewa, często nie mogą uzyskać wystarczającej ilości składników odżywczych, aby przetrwać. Tak więc niewiele sadzonek lub roślin pod okapami osiąga pełną dojrzałość i na ogół przeżywają tylko większe drzewa z rozległymi systemami korzeniowymi. Wykazano, że dodanie dżdżownic do środowiska zmniejsza powiązania mikoryzowe z korzeniami. To potęguje problem ze znalezieniem dostępnych składników odżywczych dla roślin. W szczególności drzewa takie jak topola , brzoza i klony są nieprzychylne zmianom siedliska, podobnie jak wiele ziół leśnych, takich jak aralia , altówka i botrychium . Rośliny te mogą zostać wytępione z lasów strefy umiarkowanej już po kilku miesiącach obecności inwazyjnych. Ponadto, gdy następuje spadek ogólnej pokrywy gruntowej i roślinności baldachimu, brakuje pożywienia dla innych organizmów. W rezultacie niektóre organizmy są zmuszone do opuszczenia tych obszarów, a nieliczne pozostałe rośliny są często zjadane wkrótce po wykiełkowaniu.
Przy zmniejszonej roślinności na poziomie gruntu wiele organizmów lądowych, takich jak owady, małe ssaki i inne kręgowce, musi konkurować o mniejsze zasoby, co prowadzi do zmniejszenia różnorodności i populacji. Ponadto rodzime gatunki robaków mogą nie być w stanie konkurować z gatunkami introdukowanymi, ponieważ rodzime nie są dobrze przystosowane do nowych warunków gleb leśnych.
Ogólnie rzecz biorąc, po dodaniu dżdżownic do lasu obserwuje się zmniejszenie różnorodności, a często podążają za nimi inne egzotyczne gatunki, które mogą przetrwać w środowisku o zmniejszonej zawartości składników odżywczych lepiej niż tubylcy. Na przykład w nowo zajętych lasach gęstość populacji znacznie wzrasta: kruszyna i gorczyca czosnkowa , oba gatunki inwazyjne. Podsumowując, następuje spadek różnorodności, populacji siewek, objętości materii organicznej ściółki leśnej i ogólnej jakości siedliska. Ponadto często dochodzi do wzrostu liczebności gatunków inwazyjnych i zmniejszenia różnorodności organizmów nieroślinnych.
Początki
Większość inwazyjnych dżdżownic pochodzi z Europy lub Azji i pojawiła się w glebie w XVIII wieku, gdy Europejczycy zaczęli osiedlać się na kontynencie północnoamerykańskim. Robaki zostały pierwotnie przeniesione przez handel ogrodniczy , prawdopodobnie w cebulkach glebowych europejskich roślin przewożonych do obu Ameryk. Brak konkurencji ze strony rodzimych dżdżownic pozwolił najeźdźcom rozkwitnąć. Obecnie podstawowym środkiem transportu dżdżownic są praktyki rekreacyjne i metody budowy. Same poruszają się w glebie powoli, ale dzięki transportowi ludzi mogą migrować znacznie szybciej. Dżdżownice są powszechnie używane jako przynęta do łowienia ryb, a wiele z nich ucieka lub zostaje wypuszczonych. Ponadto wiele z nich jest fizycznie przenoszonych w glebie poprzez praktyki budowlane; albo są przenoszone w ładunku ziemi z jednego miejsca do drugiego, albo są uwięzione w ziemi przymocowanej do kół większych ciężarówek. Niektórzy proponują, że głównym środkiem transportu są ciężarówki do transportu drewna , które przemieszczają się z miejsca na miejsce z dużą ilością brudu przyczepionego do kół.
Pewne cechy siedliska glebowego mogą wpływać na zdolność dżdżownic do inwazji środowiska. Gleby o wysokim zasoleniu i piaszczyste mają większą odporność na rozprzestrzenianie się dżdżownic. Niskie pH i obecność materii roślinnej o wysokim stosunku węgla do azotu (C:N) mogą sprzyjać odporności; przeciwnie, wysokie pH i niskie stosunki C:N wydają się nadawać większą podatność.
Dżdżownice azjatyckie
W ostatnich latach nastąpił wzrost zaniepokojenie inwazji azjatyckich pheretimoid dżdżownic w Ameryce Północnej, szczególnie z rodzajów Amynthas i Metaphire . Te dżdżownice mają różne przydomki ze względu na ich charakterystyczne zachowanie, w tym „azjatyckie skaczące robaki”, „skoczek z Alabamy”, „szalone robaki” i „snake worms”. Skutki inwazyjnych gatunków azjatyckich dżdżownic są znacznie mniej udokumentowane niż europejskich dżdżownic łuskowatych , ale istnieje większe zaniepokojenie potencjalnym wpływem skaczących dżdżownic na strukturę i chemię gleby, obieg składników odżywczych , regenerację lasów oraz zbiorowiska zwierząt i roślin. Dowody wskazują, że dżdżownice azjatyckie rosną szybciej, szybciej się rozmnażają i mają większą elastyczność w diecie niż gatunki europejskie. Mogą również występować w większym zagęszczeniu niż europejskie gatunki dżdżownic. Te cechy mogą pozwolić skaczącym dżdżownicom na konkurowanie z europejskimi konkurentami dżdżownic. Te cechy oznaczają, że skaczące robaki mogą szybciej zużywać materię organiczną, odzierając dno lasu z materii organicznej i tymczasowo zalewając system składnikami odżywczymi. Lasy północno-wschodnie ewoluowały w wyniku powolnego rozkładu i uwalniania składników odżywczych i nadal nie jest jasne, w jaki sposób lasy reagują na szybki rozkład materiału organicznego.
Zapobieganie
W tej chwili nie ma znanego sposobu na usunięcie dżdżownic z gleby, więc propozycje skupiły się na sposobach spowolnienia ich rozprzestrzeniania się. Jednym z prostych środków jest zmniejszenie liczby robaków uwalnianych podczas praktyk połowowych . Minnesota Department of Natural Resources , we współpracy z lokalnymi grupami, uruchomił kampanię edukacji publicznej za pomocą plakatów w przynętą sklepów i innych działań pomocowych.
Przemieszczanie się brudu z jednego miejsca do drugiego można by również uregulować tak, aby brud z obszarów, na których występują dżdżownice, nie był przenoszony do lasów bez gatunków inwazyjnych. Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się inwazyjnych dżdżownic, zaleca się, aby ludzie kupowali wyłącznie kompost lub ściółkę podgrzaną do odpowiedniej temperatury i czasu, zgodnie z protokołami, które redukują patogeny i zabijają kokony lub jaja dżdżownic.
Na terenach już skolonizowanych liczebność dżdżownic można ograniczyć poprzez usunięcie wprowadzonych krzewów, takich jak kruszyna pospolita ( Rhamnus cathartica ) i wiciokrzew (np. Lonicera × bella ), które wytwarzają preferowaną przez robaki ściółkę liściową. Może to pomóc złagodzić negatywny wpływ na ekosystem.
Nalewki musztardowe mogą być używane do badania inwazyjnych robaków w danym miejscu. Nalać musztardę można wymieszać, mieszając galon wody z jedną trzecią szklanki zmielonych nasion żółtej gorczycy. Powolne nalewanie roztworu na glebę spowoduje wypchnięcie robaków na powierzchnię gleby bez szkody dla roślin. Osobom z inwazyjnymi robakami na swojej posesji odradza się przenoszenie roślin lub gleby z ich posesji.