Invasion by Solidago species has limited impacts on soil seed bank communities

Abstract

Increasing attention in invasion biology is being paid to measuring and understanding the impacts of invasive species. For plant invasions, however, the impact of invasion on soil seed bank communities has been under-studied. At six sites in southern Germany, we investigated whether areas invaded by Solidago gigantea and Solidago canadensis experienced a reduction in seed bank species richness, size and diversity, and a change in species composition compared to adjacent uninvaded areas. We found no overall effect of invasion on seed bank size, or on species richness and diversity. Seed bank size significantly decreased from 0-5 cm to 5-10 cm depth in both invaded and uninvaded areas. A significant amount of variation in species composition was explained by invasion, but it was only one-tenth of that explained solely by site effects. Our study suggests that invasion by Solidago species may not have the same impacts on the soil seed banks of native species as other invasive perennial forbs that have so far been studied. ZusammenfassungIn der Invasionbiologie wird dieserzeit vermehrtes Augenmerk darauf gerichtet, die Auswirkungen invasiver Pflanzenarten besser einzuschätzen und verstehen zu können. Welche Auswirkungen invasive Pflanzenarten auf die Samenbanken von Pflanzengemeinschaften haben, wurde in diesem Kontext bisher allerdings nur unzureichend untersucht. Im Süden Deutschlands wurde an sechs Standorten unterschiedlicher Habitattypen untersucht, ob Samenbanken durch die Invasion von Solidago gigantea und S. canadensis eine Reduktion des Artenreichtums, der Größe oder der Diversität erfuhren und auch, ob sich die Artenzusammensetzung innerhalb der Samenbanken durch die Invasion veränderte. Die Samenbanken der invadierten Standorte wurden hierfür mit angrenzenden, nicht-invasierten Standorten verglichen. Insgesamt zeigte die Invasion keinen Effekt auf die Größe der Samenbanken, den Artenreichtum oder die Artenvielfalt. Sowohl in invasierten als auch nicht-invasierten Standorten nahm die Größe der Samenbanken mit zunehmender Tiefe von 0-5 cm zu 5-10 cm signifikant ab. Ein signifikanter Anteil der Variation in der Artenzusammensetzung konnte durch die Invasion erklärt werden, ein Zehntel hiervon allerdings wurde durch Standorteffekte bedingt. Unsere Studie deutet darauf hin, dass die Invasion von Solidago Arten nicht die gleichen Auswirkungen auf die Samenbanken einheimischer Arten haben wie die anderen invasiven mehrjährigen Stauden, die bisher untersucht worden sind.

Experimental evidence for a delayed response of the above-ground vegetation and the seed bank to the invasion of an annual exotic plant in deciduous forests

“…The extent of the reduction in both seedling density (60%) and in the number of plant species (30%) are in the range reported for the impact of perennial invasive plant species on soil seed banks (Gioria et al 2012). As a general pattern, perennial invasive plants seem to affect different components of the soil seed bank in a similar way (Gioria & Osborne 2009;Gioria et al 2012), although some recent studies indicated that several perennial invasive plants do not affect the density of seedlings and species richness in the soil seed bank (Abella, Chiquoine, & Vanier 2013;Chenot et al 2014;Kundel, van Kleunen, & Dawson 2014). Available evidence indicates that annual invasive plants show species-specific effects on the soil seed bank.…”

Latitudinal and longitudinal clines of phenotypic plasticity in the invasive herb Solidago canadensis in China

“…In China, the species was first recorded in the east, in Shanghai, in 1935, and spread from there to the west, north and south of China, where it is now widely distributed (Dong et al 2006;Lu et al 2007). Extensive clonal growth of S. canadensis leads to dense stands of shoots, which reduces native species diversity (Dong et al 2006), but without apparent impact on the native soil seed bank (Kundel et al 2014). Its seeds are small, numerous and wind dispersed, which facilitates long-distance dispersal (Dong et al 2006).…”

Do the seeds of Solidago gigantea Aiton have physiological determinants of invasiveness?

“…Temperature is a key environmental factor regulating dormancy and germination. During seed maturation, temperature influences innate dormancy, and when seeds become a part of the soil seed bank, temperature and moisture content are the key factors that regulate and synchronize the dormancy cycle across seasons (Kendall and Penfield 2012;Kundel et al 2014;Nambara et al 2010).…”