Invazivní žížaly Severní Ameriky - Invasive earthworms of North America

Lumbricus terrestris, široce rozšířený invazivní žížala pocházející z Evropy

Invazivní druhy z žížaly z podřádu Lumbricina rozšiřují svůj sortiment v Severní Amerika.[1] Jejich zavedení může mít výrazné účinky na EU cykly živin v mírné lesy. Tyto žížaly zvyšují cykloturistiku a loužení živin tím, že rozloží rozpadající se organickou hmotu a rozšíří ji do půda. Vzhledem k tomu, že rostliny původem z těchto severních lesů jsou evolučně přizpůsobeny přítomnosti silných vrstev rozpadající se organické hmoty, může zavedení červů vést k ztráta biodiverzity protože mladé rostliny čelí podmínkám méně bohatým na živiny. Některé druhy stromů a jiných rostlin nemusí být schopny takové změny v dostupných živinách přežít.[2] Tato změna rozmanitosti rostlin zase ovlivňuje jiné organismy a často vede ke zvýšeným invazím jiných exotických druhů a také k celkovému úbytku lesů[Citace je zapotřebí ]. Nevyžadují reprodukci partnera, což jim umožňuje rychlejší šíření. [3]

Žížaly a migrace

Žížaly migrují na sever do lesů mezi 45 ° a 69 ° zeměpisné šířky v Severní Americe, které od doby, kdy poslední doba ledová.[4] Dotyční červi jsou primárními inženýry svého prostředí. Jsou považovány klíčový druh protože, jak detritivores, mění mnoho různých proměnných svého ekosystému.[4] Ze 182 taxonů žížal nalezených ve Spojených státech a Kanadě je 60 (33%) představených druhů.[5] Mezi těmito, Lumbricus terrestris, L. rubellus, L. friendi, Amynthas agrestis, a Dendrobaena octaedra byly zkoumány pro schopnost napadat dříve neobydlená místa a narušovat místní ekosystémy.[4][5] Tyto druhy žížal pocházejí převážně z Evropy a Asie a mnohé znepokojují cykly živin.[2] Redistribucí živin, smícháním vrstev půdy a vytvářením pórů v půdě mohou ovlivnit vlastnosti půdy důležité pro zbytek ekosystému. Žížaly rozkládají rozkládající se hmotu na povrchu půdy a přenášejí ji nebo mísí s okolní půdou, přičemž některé z živin často přenášejí hlouběji do půdy, kde je stromky a jiné mladé rostliny obtížně dostávají.[6]

Vliv na výživové cykly a půdní profily

Když organismy zemřou, jejich pozůstatky spadnou do lesní půda, kde se začnou rozkládat na své základní živiny.[7] Při absenci účinných detritivorů, jako jsou žížaly, je to silná vrstva organická hmota hromadí. A většině severních lesů v Severní Americe chybí původní žížaly, které byly z velké části zničeny, když ledové příkrovy z Wisconsinské zalednění prohledal velkou část kontinentu až k podloží. Pro přirozený ekosystém regionu je tedy charakteristická hluboká vrstva detritu a mnoho původních rostlin se vyvinulo tak, že se na něj spoléhalo.[2] Jak se pomalu rozkládá, dodává živiny, zejména draslík, fosfor, a dusík, které jsou nezbytné pro výrobu buněčných složek, jako jsou sacharidy, nukleové kyseliny, a bílkoviny; tyto živiny jsou často omezujícím faktorem růstu a zrání.[2] To zajišťuje růst stromů, kapradin a menších pozemních rostlin.

Když jsou žížaly zavlečeny do oblastí, kde dříve nesídlily, žížaly rozbíjejí organickou vrstvu. Často přimíchávají živiny do půdy, mimo dosah všech kořenů stromů kromě jejich hlubších. Živiny pak mohou být vyluhuje a úplně ztracen z ekosystému. Mezi celkové účinky patří zmenšení tloušťky organické vrstvy, zvýšené mineralizace, zvýšil objemová hmotnost, šíření organické hmoty a humus a zvýšená míra rozklad.[1][4][6] Tyto změny prostředí (suchší, světlejší půda méně bohatá na živiny) vytvářejí změny v ekosystému. Podzol půdy ztrácejí svůj klasický pruhovaný vzhled, když žížaly vyhladí jejich říční tok (A2, Ae nebo E) horizonty.[8][9]

Účinky na organismy

Bez dostupných živin, některé druhy, které poskytují důležité biologické výklenky do ekosystém mohou být vymýceny. Kromě toho mladé rostliny nemusí být schopny růst bez zdroje povrchového dusíku poskytovaného vrstvou detritu.[6] Jelikož mladé rostliny nemají hluboký kořenový systém, který mají starší stromy, často nemohou získat dostatek živin, aby přežily.[1] Tak málo stromků nebo podkrytých rostlin roste do plné dospělosti a obecně přežívají pouze větší stromy s rozsáhlými kořenovými systémy. Ukázalo se, že přidání žížal do prostředí klesá mykorhizní sdružení s kořeny. To přispívá k problému hledání dostupných živin pro rostliny.[4] Konkrétně stromy jako topol, bříza, a javory jsou znevýhodněny změnou stanoviště, stejně jako mnoho lesních bylin jako Aralia, Viola, a Botrychium. Tyto rostliny mohou být z mírných lesů vymýceny již po měsících přítomnosti invaziv.[Citace je zapotřebí ] Také když dojde ke snížení celkového pokrytí půdy a vegetace baldachýnu, jídlo pro jiné organismy bude vzácné.[2] Výsledkem je, že některé organismy jsou nuceny tyto oblasti opustit a několik zbývajících rostlin se často sežere krátce po vyklíčení.

Se sníženou přízemní vegetací musí mnoho suchozemských organismů, jako je hmyz, drobní savci a další obratlovci, soutěžit o méně zdrojů, což vede ke snížení rozmanitosti a populace.[10] Kromě toho původní druhy červů nemusí být schopné konkurovat zavedeným druhům, protože původní druhy nejsou dobře přizpůsobeny novým podmínkám lesní půdy.[7]

Obecně platí, že s přidáním žížal do lesa je pozorován pokles rozmanitosti a často následují další exotické druhy, které dokáží přežít prostředí se sníženou výživou lépe než domorodci. Například v nově napadených lesích řešetlák a česneková hořčice, oba invazivní druhy, zvyšují zejména hustotu obyvatelstva.[4][10] Abychom to shrnuli, došlo k poklesu rozmanitosti, populací sazenic, objemu organické hmoty v lesních půdách a celkové kvality stanoviště. Kromě toho často dochází k nárůstu invazivních druhů a ke snížení rozmanitosti jiných než rostlinných organismů.

Počátky

Většina invazivních žížal je evropských nebo asijských a přišla dovnitř půda během osmnáctého století, kdy Evropané začali usazovat severoamerický kontinent. Červi byli původně přeneseni přes zahradnický obchod, pravděpodobně s půdními cibulkami evropských rostlin, které se přenášejí do Ameriky. Nedostatek konkurence původních žížal umožnil útočníkům vzkvétat.[11] Nyní jsou rekreační postupy a stavební metody primárním způsobem dopravy pro žížaly.[4] Jejich pohyb v půdě je sám o sobě pomalý, ale pomocí lidské dopravy mohou migrovat mnohem rychleji. Žížaly se běžně používají jako návnada pro rybolov a mnoho z nich unikne nebo je vypuštěno. Mnoho z nich se navíc fyzicky pohybuje v půdě prostřednictvím stavebních postupů; buď jsou přemisťovány v nákladech na nečistoty z jednoho místa na druhé, nebo jsou zachyceny ve nečistotách připevněných na kolech větších nákladních vozidel.[1] Někteří navrhují hlavní způsob přepravy lesní nákladní vozy, které se pohybují z místa na místo s velkým množstvím nečistot připevněných na jejich kolech.[podle koho? ]

Určité vlastnosti půdní stanoviště může ovlivnit schopnost žížal napadnout prostředí. Vysoký slanost a písčité půdy mají větší odolnost proti šíření žížal.[4] Nízké pH a přítomnost rostlinné hmoty s vysokým poměr uhlík k dusíku (C: N) může podporovat rezistenci; naopak se zdá, že vysoké pH a nízké poměry C: N propůjčují větší náchylnost.

Asijské žížaly

V posledních letech[když? ], vzrostly obavy z invaze do Asie pheretimoid žížaly v Severní Americe, zejména rodů Amynthas a Metaphire.[12] Tito žížaly mají různé přezdívky kvůli jejich charakteristickému mlácení, včetně „asijských skákajících červů“,[13] "Alabamské propojky",[14] „blázniví červi“ a „hadí červi“.[15] Účinky invazivních asijských druhů žížal jsou zdokumentovány mnohem méně než účinky evropských lumbricid žížaly, ale existuje větší znepokojení nad možnými účinky skákajících červů na strukturu půdy a chemii, koloběh živin, obnova lesů a společenstva zvířat a rostlin.[12] Důkazy ukazují, že asijské žížaly rostou rychleji,[16] množí se rychleji a mají ve stravě větší flexibilitu než evropské druhy.[17] Mohou také existovat při vyšších hustotách než evropské druhy žížal. Tyto vlastnosti mohou umožnit skákajícím červům překonat konkurenty evropských žížal. Tyto vlastnosti znamenají, že skákající červi mohou rychleji spotřebovávat organickou hmotu, zbavovat ji organické hmoty a dočasně zaplavovat systém živinami. Severovýchodní lesy se vyvíjely pomalým rozkladem a uvolňováním živin a stále není jasné, jak lesy reagují na rychlý rozklad organického materiálu.

Prevence

V tomto okamžiku není znám žádný způsob, jak odstranit žížaly z půdy, proto se návrhy zaměřily na způsoby, jak zpomalit jejich šíření.[4] Jedním z jednoduchých opatření je snížit počet červů uvolněných během rybolov praktik. The Minnesota ministerstvo přírodních zdrojů, ve spolupráci s místními skupinami, zahájila veřejnou vzdělávací kampaň s využitím plakátů v návnada obchody a další terénní úsilí.[11]

Pohyb nečistot z jednoho místa na druhé lze také regulovat tak, aby se nečistoty z oblastí, kde jsou žížaly běžné, nepřesouvaly do lesů bez invazivních druhů.[1][11] Aby se zabránilo šíření invazivních žížal, doporučuje se, aby si lidé kupovali pouze kompost nebo mulčování zahřáté na vhodné teploty a dobu trvání podle protokolů, které omezují patogeny a zabíjejí kokony nebo vejce žížal.[18]

V oblastech, které již byly kolonizovány, lze počet červů snížit odstraněním zavedených keřů, jako je například rakytník řešetlákový (Rhamnus cathartica ) a zimolez (např., Lonicera × bella ), které produkují podestýlku zvýhodněnou červy.[19] To může pomoci zmírnit negativní dopady na ekosystém.

Hořčičné semínky lze použít k průzkumu invazivních červů na stanovišti. Hořčičnou zálivku lze vytvořit smícháním litru vody s třetinou šálku mletého žlutého hořčičného semínka. Pomalé nalévání roztoku do půdy způsobí, že červi vystoupí na povrch půdy, aniž by to poškodilo rostliny.[20] Lidem s invazivními červy na jejich pozemku se doporučuje, aby z jejich majetku nepřemisťovali rostliny ani půdu.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E Nico Eisenhauer, Stephan Partsch, Dennis Parkinson a Stefan Scheu. 2007. Invaze listnatého lesa žížaly: změny v chemii půdy, mikroflóře, mikroartropech a vegetaci. Půdní biologie a biochemie 39: 1099-110.doi:10.1016 / j.soilbio.2006.12.019
  2. ^ A b C d E Campbell, Neil A. a Jane B. Reece. 2009. Biologie. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings.
  3. ^ „Invazivní skákající červi poškozují půdu USA a ohrožují lesy“. Vědecké zprávy. 2020-09-29. Citováno 2020-10-01.
  4. ^ A b C d E F G h i Lee E. Frelich, Cindy M. Hale, Stefan Scheu, Andrew R. Holdsworth, Liam Heneghan, Patrick J. Bohlen a Peter B. Reich. 2006. Invaze žížal do dříve mírných a boreálních lesů bez žížal. Biologické invaze 8: 1235–245. doi:10.1007 / s10530-006-9019-3
  5. ^ A b Blakemore, R. J. (prosinec 2008). „Americké žížaly ze severu Rio Grande - kontrolní seznam druhů“ (PDF). annelida.net.
  6. ^ A b C Bohlen, Patrick J., Derek M. Pelletier, Peter M. Groffman, Timothy J. Fahey a Melany C. Fisk. 2004. Vliv invaze žížal na přerozdělování a zadržování půdního uhlíku a dusíku v lesích mírného podnebí. Ekosystémy 7: 13–27. doi:10.1007 / s10021-003-0127-r
  7. ^ A b Hendrix, P.F .; et al. (1. září 2006). Invaze exotických žížal do ekosystémů obývaných původními žížalami (PDF). Biol. Invaze. 8. str. 1287–1300. doi:10.1007/978-1-4020-5429-7_9. ISBN  978-1-4020-5428-0.
  8. ^ Fisher, R. T. (1928). „Změny půdy a pěstování lesů na Harvardském lese“ (PDF). Ekologie. 9 (1): 6–11. doi:10.2307/1929537. ISSN  0012-9658. JSTOR  1929537.
  9. ^ Langmaid, K. K. (1964). "Některé efekty invaze žížal v Virgin Podzols". Canadian Journal of Soil Science. 44: 34–37. doi:10.4141 / cjss64-005.
  10. ^ A b Katalin Szlavecza, Sarah A. Placellaa, Richard V. Pouyatb, Peter M. Groffmanc, Csaba Csuzdid a Ian Yesilonis. 2006. Invazivní druhy žížal a cyklování dusíku ve zbytkových lesních oblastech. Applied Soil Ecology 32: 54-62. doi:10.1016 / j.apsoil.2005.01.006
  11. ^ A b C Callaham, Mac A. Jr.; González, Grizelle; Hale, Cynthia M .; Heneghan, Liam; Lachnicht, Sharon L .; Zou, Xiaoming (1. září 2006). Politické a manažerské reakce na invaze žížal v Severní Americe (PDF). Biol. Invaze. 8. str. 1317–1329. doi:10.1007/978-1-4020-5429-7_11. ISBN  978-1-4020-5428-0.
  12. ^ A b Chang, Chih-Han; Snyder, Bruce A .; Szlavecz, Katalin (2016). „Asijské feretimoidní žížaly v severní Americe severně od Mexika: ilustrovaný klíč k rodům Amynthas, Metaphire, Pithemera a Polypheretima (Clitellata: Megascolecidae)“ (PDF). Zootaxa. 4179 (3): 495–529. doi:10.11646 / zootaxa.4179.3.7. ISSN  1175-5334. PMID  27811684.
  13. ^ Qiu, Jiangxiao; Turner, Monica G. (2016). „Účinky nepůvodní asijské invaze žížal na mírné lesy a prérijní půdy na středozápadě USA“. Biologické invaze. 19 (1): 73–88. doi:10.1007 / s10530-016-1264-5.
  14. ^ Blackmon, James H .; et al. (2019). „Teplota ovlivňuje líhnutí úspěchu kokonů u invazivního asijského žížala Amynthas agrestis z jižních Apalačských pohoří“ (PDF). Jihovýchodní přírodovědec. 18 (2): 270. doi:10.1656/058.018.0205.
  15. ^ Lewis, Donald; Iles, Laura (5. května 2017). „Asijské skákající červi“. Zprávy o zahradnictví a domácích škůdcích. Iowa State University Extension and Outreach.
  16. ^ Greiner, Holly G .; Kashian, Donna R .; Tiegs, Scott D. (2012). "Dopady invazivních asijských (Amynthas hilgendorfi) a evropských (Lumbricus rubellus) žížal v severoamerickém mírném listnatém lese". Biologické invaze. 14 (10): 2017–2027. doi:10.1007 / s10530-012-0208-r. ISSN  1387-3547.
  17. ^ Zhang, Weixin; et al. (2010). „Flexibilita ve stravě pomáhá invazi asijských žížal do severoamerických lesů“. Ekologie. 91 (7): 2070–2079. doi:10.1890/09-0979.1. ISSN  1939-9170.
  18. ^ F., Hendrix, Paul; J., Bohlen, Patrick (01.09.2002). „Exotické invaze žížal v Severní Americe: ekologické a politické důsledky Rozšiřování globálního obchodu může zvyšovat pravděpodobnost invazí exotických žížal, což by mohlo mít negativní dopad na půdní procesy, jiné druhy zvířat a rostlin a dovoz určitých patogenů“. BioScience. 52 (9): 801. doi:10.1641 / 0006-3568 (2002) 052 [0801: EEIINA] 2.0.CO; 2. ISSN  0006-3568.
  19. ^ Madritch, Michael D .; Lindroth, Richard L. (13. května 2008). "Odstranění invazních keřů snižuje populace exotických žížal". Biol. Invaze. 11 (3): 663–671. doi:10.1007 / s10530-008-9281-7.
  20. ^ "Metody vzorkování žížal". Hodinky červů velkých jezer. University of Minnesota Duluth. Citováno 30. ledna 2020.

externí odkazy