Invasive species represent a major concern; they can result in serious ecological and economic losses and are recognised as one of the most serious threats to global species diversity. Plant invasions are of particular concern in New Zealand, which has high proportions of both naturalised and endemic plant species. In this thesis I focussed on the invasive plant Hieracium lepidulum, an exotic weed introduced from Europe to New Zealand prior to 1941. It is invasive in a variety of habitats in the South Island, where it has steadily increased in distribution and abundance over the last 50 years, and is thought to have detrimental impacts on native plant communities. I investigated factors influencing its invasion success and tested for impacts on native plant communities, making extensive use of existing plots into which H. lepidulum was experimentally introduced in 2003. I examined how community richness, turnover, resource availability and propagule pressure of the invader interacted to determine the invasion success of H. lepidulum. Results differed markedly above and below treeline. Above treeline, plots with higher richness and turnover were more invaded; below treeline, plots with higher available light were more invaded. In both habitats, these findings were modified by the influence of propagule pressure; at low propagule pressure, site characteristics were non-significant in explaining invasion success, while at higher propagule pressure these effects became significant. To test for impacts resulting in altered community composition and structure, I looked for changes in community richness, diversity and evenness subsequent to H. lepidulum introduction. As impacts may be more apparent at fine spatial scales, I made measurements at a 5 x 5 cm cell scale in addition to the established 30 x 30 cm plot scale. Plot species richness increased from 2003 to 2009 and a component of this increase was associated with H. lepidulum density. Other relationships between the plant community and H. lepidulum were generally non-significant. Results showed that H. lepidulum has had no negative effects on community richness, evenness or diversity. Despite being able to opportunistically colonise grassland sites with high turnover, and forest sites subject to canopy disturbance, dependant on propagule pressure, it appears H. lepidulum has not impacted community composition or structure.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao parte 1 Thaisa Sala Michelan.pdf: 38222 bytes, checksum: 2f8d3a6cb8df8f1c42d663b0b5323ef6 (MD5) Previous issue date: 2011-05-28 / Exotic species represent strong threats to biodiversity. This concern is especially valid in freshwater ecosystems due to their high biodiversity and the highest rates of extinction, compared with terrestrial and marine ecosystems. The increasing habitat complexity provided by the presence of macrophytes may partially explain the high diversity of aquatic ecosystems. However, depending on the density and other particular characteristics of these plant, the diversity may be negatively affected. In this context, Urochloa subquadripara, a species native to Africa, is an aquatic macrophyte weed occurring in various natural and artificial aquatic ecosystems in America. In a small scale, the occurrence of this exotic species increases with reducing natives species richness; however, in a large scale U. subquadripara invades sites with more richness of native species. This controversy is typical of observational studies in invasion biology and it demand experiments to test effects of abiotic and biotic resistance on the invasive potential of this exotic. Accordingly, two experiments were conducted in order to test the following hypotheses: (i) the regeneration and colonization of U. subquadripara decreases with increasing time of exposure to dry, (ii) fragments of the apical part of this species, when compared with those of the basal part, have higher viability and colonization potential (first experiment) and (iii) the invasiveness of aquatic environments by U. subquadripara is negatively influenced by the richness and abundance of native species (second experiment). Our results supported all of our hypotheses: U. subquadripara showed high resistance to desiccation, and the fragments of the apical part were those which had higher viability and colonization potential. In addition, both richness and abundance of native species affected negatively the invasive potential of this exotic macrophyte. The second experiment demonstrated that the effect of richness and abundance limited the development of U. subquadripara, although such effect was not sufficient to prevent the invasion of macrophyte communities by this species. Based on these results, it appears that the population growth of U. subquadripara is greater in disturbed sites, mainly those affected by drought, which in general, have lower abundance and diversity of native species. / Espécies exóticas representam fortes ameaças à biodiversidade. Essa preocupação é especialmente válida em ecossistemas aquáticos continentais em função da elevada biodiversidade e das maiores taxas de extinção, quando comparados com ecossistemas terrestres e marinhos. O aumento da complexidade dos habitats promovido pela presença de macrófitas aquáticas pode explicar em parte a elevada diversidade dos ecossistemas aquáticos. No entanto, dependendo das densidades e de outras características espécies-específicas dessas plantas, a diversidade pode ser negativamente afetada. Nesse contexto, Urochloa subquadripara, espécie nativa da África, é uma macrófita aquática infestante de vários ecossistemas aquáticos naturais e artificiais na América. Em pequena escala espacial, a ocorrência dessa exótica aumenta com a redução do número de espécies nativas, já em grande escala U. subquadripara invade locais com maior riqueza de espécies nativas. Essa controvérsia é típica de estudos observacionais em biologia de invasões sendo necessária a realização de experimentos para testar efeitos da resistência abiótica e biótica sobre o potencial invasor de exóticas. Nesse sentido, foram realizados dois experimentos, com o objetivo de testar as seguintes hipóteses: (i) a regeneração e colonização de U. subquadripara diminui com o aumento do tempo de exposição a seca; (ii) os fragmentos da parte apical dessa espécie, quando comparados com aqueles da parte basal, apresentam maior viabilidade e potencial de colonização (primeiro experimento) e (iii) a invasibilidade de ambientes aquáticos por U. subquadripara é influenciada negativamente pela riqueza e abundância de espécies nativas (segundo experimento). De modo geral, todas as hipóteses foram aceitas: U. subquadripara apresentou alta resistência a dessecação, sendo que os fragmentos da parte apical foram os que apresentaram maior viabilidade e potencial de colonização e tanto a riqueza como a abundância de espécies afetaram negativamente o potencial invasor dessa exótica. Esse último experimento demonstrou que, apesar de limitar o desenvolvimento de U. subquadripara, o efeito da riqueza e abundância de nativas não é suficiente para impedir a invasão de comunidades de macrófitas por essa espécie. Com base nesses resultados, infere-se que o crescimento populacional de U. subquadripara é maior em locais perturbados, principalmente por distúrbios como a seca que, em geral, também apresentam menor abundância e diversidade de espécies nativas.

No Brasil, foram introduzidas diversas espécies de Pinus e a espécie P. elliottii Engelm apresenta o comportamento invasor em unidades de conservação de Cerrado, no estado de São Paulo. O objetivo deste estudo foi comparar P. elliottii com outras duas espécies do mesmo gênero, P. caribaea Moret e P. oocarpa Shiede ex Schltdl, através de: viabilidade e germinabilidade das sementes, em laboratório; sobrevivência das plântulas logo após a germinação e acompanhamento de seu crescimento em estufa; germinabilidade em fisionomias campestres; e chuva de sementes dentro de talhões. Para P. elliottii, também foi verificada a distância de dispersão das sementes. As sementes utilizadas nos testes em laboratório foram coletadas em Águas de Santa Bárbara (Estação Ecológica de Santa Bárbara - EEcSB; Floresta de Águas de Santa Bárbara - FASB) e Itirapina (Estação Experimental de Itirapina - EExI). Primeiramente, as sementes foram colocadas em água para separação das sementes cheias das vazias (flutuabilidade). Em seguida, as sementes cheias foram testadas quanto à viabilidade por meio de sal de tetrazólio e quanto à germinabilidade. As sementes germinadas foram acompanhadas até os cotilédones ficarem visíveis e uma parte destas teve o crescimento acompanhado até a 24ª semana. A germinabilidade em fisionomias campestres foi realizada apenas na EEcSB, onde as sementes das três espécies foram semeadas em diferentes graus de umidade do solo. Coletores de sementes foram instalados dentro dos talhões de Pinus spp., tanto na EEcSB-FASB como na EExI, para quantificar a chuva de sementes. A distância de dispersão das sementes de P. elliottii foi avaliada apenas na EEcSB, durante o período de maior dispersão de sementes (março a maio), e teve como classes de distâncias em relação ao talhão: 10, 30, 60, 100, 150 e 250 m. Os resultados dos testes em laboratório mostraram que P. caribaea e P. elliottii apresentam as maiores proporções de sementes cheias (>70%) e P. oocarpa e P. elliottii, as maiores taxas de viabilidade (>90%) e germinabilidade (>90%). Dentre as sementes germinadas das três espécies, mais de 90% desenvolveram-se até o aparecimento dos cotilédones. Quanto ao crescimento, P. caribaea e P. oocarpa apresentaram maior vigor em relação a P. elliottii. Em campo, as três espécies apresentaram, de maneira similar, baixíssima porcentagem de germinação (<1,5% do total semeado), preferencialmente em solos mais úmidos. A chuva de sementes de P. elliottii dentro de talhões foi muito maior (pelo menos o dobro) em comparação com as outras duas espécies. A distância de dispersão das sementes de P. elliottii foi maior nos primeiros 30 m, mas chegou até os 150 m. Portanto, P. caribaea e P. oocarpa apresentaram condições de se tornarem invasores pela viabilidade de suas sementes, vigor de crescimento e germinação em campo, mas o fator determinante para o sucesso na invasão P. elliottii é, provavelmente, a pressão de propágulos, maior do que as outras duas espécies, causada pela sua alta produção de sementes e intenso plantio. / Several pine species of the genus Pinus have been introduced in Brazil, and P. elliottii Engelm is presently considered an invasive species in the Brazilian savanna (Cerrado) in São Paulo State. The aim of this study was to compare P. elliottii with two other Pinus species, P. caribaea Moret and P. oocarpa Shiede ex Schltdl according to: seed viability and germinability, in laboratory; survival of seedlings soon after germination and their growth, in greenhouse; germination at field conditions; and seed rain inside the plantation. The distance of seed distance dispersal was also verified for P. elliottii. The seeds for the laboratory tests were collected in Águas de Santa Bárbara (Santa Barbara Ecological Station - EEcSB; Águas de Santa Bárbara Forest - FASB) and Itirapina (Itirapina Experimental Station - EExI). First, the seeds were placed in water to separate the full from the empty seeds (flutuability). Then full seeds were tested by viability (tetrazolium) and germinability. Germinated seeds were monitored until the cotyledons were visible and some of those were monitored up the 24th week to verify their growth rate. In the EEcSB, seeds of the three species were sown at different levels of soil moisture to observe the germination in the field. In order to quantify the species seed rain seed collectors were installed inside the Pinus spp. stands, in both EEcSB-FASB and EExI. The distance of P. elliottii seed spread was evaluated only at the EEcSB, during the greater period of seed dispersion (March to May), at the distances of 10, 30, 60, 100, 150 and 250 m from the planted areas. The results of laboratory tests showed that P. caribaea and P. elliottii have the highest proportions of full seeds (> 70%) and P. oocarpa and P. elliottii, the highest viability (> 90%) and germination rates (> 90%). Among the germinated seeds of the three species more than 90% developed to seedling stage. Concerning seedling growth, P. caribaea and P. oocarpa showed greater vigor than P. elliottii. In the field, the three species showed similar and very low germination rates (<1.5% of the total sown), preferably in more humid soils. The seed rain of P. elliottii inside the plantation stand was much higher (at least twice) compared to the other two species. The dispersal distance of P. elliottii seeds was higher in the first 30 m, but reached 150 m. The results show that P. caribaea and P. oocarpa are able to become invaders due to their high values of seed viability and germination, and vigor growth, however, the determining factor for the invasive success of P. elliottii is probably its higher propagule pressure, caused by several human mediated introductions, and high production of seeds.

No description available.