No description available.

<p>Biological invasion is a major and growing threat to global biodiversity and human well-being, but research on the impacts of invaders on their recipient environments lags behind that on the mechanisms driving invader establishment and spread. The total impact of an invader is defined by its range size, abundance per unit area, and per-capita effect, with both per-capita effects and abundance varying over time and across the invader’s range. These context-dependencies are determined, in part, by functional differentiation between the invader and its recipient system. In this thesis, I investigate how functional differentiation between invaders and their recipient communities regulates the impact of plant invaders on community diversity and/or biomass production.</p> <p>First, I compare the effects of invasive Callery pear (<em>Pyrus calleryana</em> Decne.) to functionally similar native trees in three early-successional meadow environments in Indiana’s eastern corn belt plains. Despite my prediction that <em>P. calleryana</em> would have greater negative effects on the total biomass and diversity of the understory plant community compared to native trees, I found that <em>P. calleryana</em> had no significant impact on total cover, species richness, or Shannon’s or Simpson’s diversity indices for the understory community, compared to native <em>Liriodendron tulipifera</em> L., <em>Platanus occidentalis</em> L., or non-tree control plots. Likewise, <em>P. calleryana</em> had no significant impact on the native, introduced, woody, or native tree subsets of the understory community. These results indicate that the trait differences between <em>P. calleryana</em> and functionally similar native trees – and thus the per-invader effect of <em>P. calleryana</em> on its recipient community – are not of a great enough magnitude to produce changes in the understory community composition of these highly invaded, low diversity meadow environments with relatively new and sparse <em>P. calleryana</em> invasions. </p> <p>I then investigate the role of functional overlap in moderating invader impacts in California serpentine grassland communities through the lens of classic niche theory, which predicts that functional differentiation minimizes competition and therefore allows functionally distinct invaders to achieve higher establishment success but lower per-capita effects on their recipient communities. I tested this prediction by establishing small-scale experimental communities composed of individual or multiple functional groups differentiated by phenology – early-season annuals, nitrogen-fixing early-season annuals, and late-season annuals – and seeding these communities with early- or late-season invaders. I found that as invader density increased, effects on resident community biomass depended on complex patterns of invader and resident functional overlap. Across all resident community functional groups, the high density of early-season invaders enables them to capture a greater portion of total community biomass than late-season invaders, but early-season invaders reduce the ratio of resident:total invader biomass production by less, per-unit-biomass, than late-season invaders. These results highlight the need to consider both niche and fitness differences in predicting invader impacts and the complex nature of resident-invader interactions, which may not be sufficiently captured by coarse functional groups.</p>

Les invasions biologiques sont reconnues comme une menace importante pour les écosystèmes, en particulier pour les écosystèmes côtiers. Originaire d’Asie, la macroalgue verte Codium fragile ssp. fragile (synonyme de ssp. tomentosoides, ci-après Codium) a été observée pour la première fois dans l’est du Canada en 1989 et prolifère depuis sur toutes les côtes du sud du golfe du Saint-Laurent. Cette algue est connue pour s’établir sur les côtes rocheuses, mais il a récemment été observé qu’elle est également capable de coloniser les habitats sableux et d’y former de denses populations en se fixant sur les rhizomes de la plante marine Zostera marina. L’objectif principal de cette thèse était de connaître les impacts de l’établissement de Codium dans les herbiers marins des îles de la Madeleine. L’étude du recrutement de Codium a démontré que l’expansion de la population de Codium était possible au sein des herbiers marins étudiés, mais que la colonisation était plutôt lente. De plus, il a été observé que le succès d’établissement de Codium dans les herbiers marins était variable spatialement. Là où Codium peut atteindre une grande biomasse, une expérience in situ a démontré que cela peut avoir un effet négatif sur la densité de zostère et les réserves d’hydrates de carbone dans les rhizomes. L’opacité du couvert algal serait le mécanisme expliquant ces observations en ayant pour effet de limiter la croissance clonale de la zostère, ainsi qu’influencer son allocation d’énergie. Ces effets n’étaient cependant pas perceptibles dans les herbiers naturellement envahis. Comme démontré par l’expérimentation, les effets sur la zostère ont lieu que lorsque Codium atteint une grande densité; or l'abondance de Codium varie annuellement et surtout les grandes biomasses sont peu fréquentes au sein des herbiers naturellement envahis. Il fut également démontré que les thalles de Codium offrent un habitat distinct des tiges de zostère pour l’épifaune, qui était plus abondante et diversifiée sur Codium. À plus grande échelle, la présence de Codium dans les herbiers influençait la distribution des poissons en favorisant la densité de certaines espèces. Finalement, aucun effet nuisible n’a été détecté sur la faune indigène. / Biological invasions are recognized as an important threat to ecosystems, in particular for coastal ecosystems. Native of Asia, the green seaweed Codium fragile ssp. fragile (synonymous of ssp. tomentosoides, herafter Codium) was first observed in eastern Canada in 1989 and has since been proliferous along the coasts of the southern Gulf of the St. Lawrence. This alga is known to establish on rocky shores, but it has recently been observed colonizing soft bottom habitat also, in particular forming dense canopies on eelgrass (Zostera marina) rhizomes. The main objective of this thesis was to identify the impacts of Codium establishment on eelgrass beds of the îles de la Madeleine. The study of Codium recruitment has shown that population expansion is possible within the studied eelgrass beds, but the colonization was rather low. Moreover, the success of Codium establishment in eelgrass beds varied spatially. Where Codium can reach a high biomass, An in situ experiment revealed that areas with high biomass of Codium can negatively effect eelgrass density and carbohydrate storage in rhizomes. A possible cause for these observations could be the shading created by algal cover, affecting clonal growth by eelgrass as well as influencing the plants allowance of energy. However, these effects were not detectable in naturally invaded beds. As shown, negative effects on eelgrass beds only occured when Codium biomass was high, an infrequent phenomenon that varied annually in the naturally invaded beds. It was also shown that thalli of Codium offer a distinctly different habitat than eelgrass shoots, resulting in more diverse and abundant epifauna on Codium. At a larger scale, the presence of Codium in eelgrass beds was found to influence fish distributions, by promoting higher density of certain species. However, no adverse effects were detected on native fauna.

Mining has caused ecosystem losses worldwide, with surface mining disturbing >2.4 million hectares in the United States since 1930. The Appalachian region of the US is home to extensive temperate deciduous forests that provide many ecosystem services and economic benefits. However, >400,000 hectares of forest have been lost due to surface coal mining, with most not being restored back to native forests or other productive land uses. These areas are left fragmented, heavily modified, unmanaged, and densely invaded by non-native plants. Autumn olive (Elaeagnus umbellata) is one of the most prevalent invasive species on reclaimed mines in Appalachia and viewed as one of the main hindrances to the successful reclamation of mined land to restore native forests. In order to better assess the impact autumn olive can have on reclamation success, we characterize autumn olive's performance in various reclamation scenarios and also how the management of autumn olive affects hardwood tree establishment. We review how exotic species impact restoration outcomes, and advocate for a better understanding of how these species could contribute towards a more ecological understanding of reclamation. Reclamation goals are currently assessed after 5 years, prioritizing short-term goals (e.g. erosion control) instead of longer-term goals such as the return of ecosystem function. With a better understanding of plant function and ecological processes, we hope to continue to advance successful reclamation on surface mined lands. / Master of Science in Life Sciences

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Invasive species are among the most important global conservation threats. Their management is one of the key conservation challenges that will have to be addressed in the next few decades. The study of real invasions and their management in natural ecosystems provides an opportunity to gain important information on theoretical and applied aspects of biological invasions. This project focuses on the broader ecological context of invasive ant management in an ecologically sensitive island habitat. The thesis has three main components: 1) assessing the role of the invasive ant Pheidole megacephala in the ecosystem and evaluating its threat to the system, 2) evaluating a low-impact management program for the ant, and 3) using a community-level approach to assess ecosystem response to ant removal. The ant occupied almost 30% of the island‘s total land area and reached extremely high densities in some areas. The ant was associated with exotic hemipteran scale insects through trophobiotic mutualisms that facilitated high ant and hemipteran abundances. The highly destructive scale insect Pulvinaria urbicola was among the hemipterans that benefited from ant attendance. High levels of hemipteran feeding resulted in dieback of functionally important and threatened native Pisonia trees, which represented a significant threat to the forest ecosystem. A management program was initiated in response to this threat, consisting of baiting with selective hydramethylnon-based bait delivered in bait stations, accompanied by detailed pre-and post-baiting monitoring. The method was highly effective at suppressing the ants, whilst preventing bait uptake by non-target organisms. It was also cost-effective and adaptable to ant density in the field, but was only effective over short distances. The method may be applicable to other sensitive environments with similar challenges. After ant control, the ant-scale mutualism was decoupled and the Pu. urbicola population collapsed. There were variable responses in different taxa to the removal of these highly abundant exotic species, the most important of which was the recovery in Pisonia trees. Shoot condition and foliage density improved and there was a decrease in sooty mold. Herbivory on Pisonia increased due to recovery of native canopy herbivores, but the overall impact was far less than that of the exotic hemipterans. Soil surface arthropods, a group that may have been vulnerable to the treatment method, were unaffected by baiting. Instead, they increased significantly after ant removal, confirming the ant‘s impact on other arthropods. Other ant diversity and non-ant arthropod abundance increased post-baiting, including the endemic ant Pheidole flavens farquharensis and some functionally important insects such as the Indian cockroach. Natural enemies that interacted predictably with the mutualists were influenced by management. Predators of hemipterans increased significantly after ant removal and were instrumental in the scale population collapse, whereas parasitoids of hemipterans that benefited from the mutualism declined. Additionally, groups that were unrelated to the mutualism were indirectly influenced by management. The natural enemy assemblage as a whole showed recovery to pre-invasion conditions. The study shows how widely interconnected and influential the ant was in the ecosystem. It highlights the threat of the species in natural systems as well as the complex responses following invasive ant removal. Yet, it also demonstrates the potential to safely and effectively manage the species, thereby raising the opportunity for ecosystem recovery. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Indringerspesies is van die belangrikste globale bedreigings vir natuurbewaring. Hulle bestuur is van die grootste bewaringsuitdagings wat in die volgende paar dekades aangespreek moet word. Die studie van werklike invalle en hul bestuur in natuurlike ekosisteme bied 'n geleentheid om belangrike inligting te verkry oor teoretiese en toegepaste aspekte van biologiese indringing. Hierdie projek fokus op die breër ekologiese konteks van uitheemse mier bestuur in 'n ekologies sensitiewe eiland habitat. Die tesis het drie hoofkomponente: 1) die beoordeling van die rol van die indringer mier Pheidole megacephala in die ekosisteem en evaluering van sy bedreiging vir die sisteem, 2) die evaluering van 'n lae-impak bestuursprogram vir die mier, en 3) die gebruik van 'n gemeenskaps-vlak benadering om ekosisteem reaksie op mierverwydering te assesseer. Die mier het byna 30% van die totale landoppervlak van die eiland beslaan en het in party areas baie hoë digthede bereik. Die mier was geassosieer met uitheemse dopluis spesies in mutualismes wat hoë mier en dopluis getalle gefasiliteer het. Die hoogs beskadigende dopluis Pulvinaria urbicola was een van die spesies wat bevoordeel is deur die mutualisme. Hoë vlakke van dopluis voeding het die terugsterwe van funksioneel belangrike, bedreidge inheemse Pisonia bome veroorsaak, wat ʼn groot bedreiging vir die ekosisteem verteenwoordig het. ‗n Bestuursprogram is geïmplimenteer as gevolg van hierdie bedreiging, wat bestaan het uit selektiewe hidrametielnoon-gebaseerde lokaas wat in die veld geplaas is in lokaashouers, vergesel deur intensiewe monitering voor en na lokaasplasing. Die metode was hoogs effektief in die onderdrukking van die miere en het lokaasinname deur nie-teiken organismes verhoed. Dit was ook koste-effektief en aanpasbaar volgens mierdigtheid in die veld, maar was slegs effektief oor kort afstande. Die metode mag van toepassing wees in ander sensitiewe omgewings met soortgelyke uitdagings. Na mierbeheer is die mier-dopluis mutualisme ontkoppel en die Pu. urbicola bevolking het drasties verminder. Daar was verskillende reaksies in verskillende taxa tot die verwydering van die oorvloedryke eksotiese spesies, maar die belangrikste reaksie was die herstel van Pisonia bome. Spruittoestand en blaardigtheid het verbeter en daar was ʼn afname in roetskimmel. Herbivorie op Pisonia het toegeneem as gevolg van ʼn herstel in inheemse herbivore, maar die algehele impak was veel minder as dié van die eksotiese dopluis. Grondoppervlak gelidpotiges, 'n groep wat kwesbaar kon wees vir die behandelingsmetode, was onaangeraak deur die lokaas, maar het beduidend na mierverwydering vermeerder. Mierdiversiteit het vermeerder en die Seychelles endemiese mier Pheidole flavens farquharensis is hervestig. Ander gelidpotiges het ook vermeerder, insluitend funksioneel belangrike spesies soos die Indiese kakkerlak. Natuurlike vyande wat geassosieer was met die mutualiste is beïnvloed deur die mierbestuur. Predatore van dopluis het beduidend toegeneem na mierverwydering en was hoogs betrokke by die vermindering van dopluis, terwyl parasiete van dopluis, wat voordeel getrek het uit die mutualisme, gedaal het. Daarbenewens is groepe wat onverwant was aan die mutualisme indirek beïnvloed deur mierbestuur. Die algehele natuurlike vyand gemeenskap het herstel na pre-indringing toestand. Die studie toon hoe wydverbind en invloedryk die mier was in die ekosisteem. Dit beklemtoon die bedreiging van die spesies in natuurlike stelsels asook die komplekse reaksies wat uitheemse mierverwydering volg. Tog demonstreer dit die potensiaal om die spesies veilig en doeltreffend te bestuur, en sodoende die geleentheid vir ekosisteemherstel te skep.

Les prédateurs introduits, tels que les chats (Felis silvestris catus) et les rats (Rattus spp), constituent la principale cause de raréfaction et d'extinction d'oiseaux insulaires. L'impact de la prédation sur les populations d'oiseaux est généralement quantifié grâce à l'identification morphologique des restes d'oiseaux dans les échantillons alimentaires de prédateurs. Une synthèse bibliographique réalisée dans cette thèse soulève les biais qualitatifs et quantitatifs liés à la difficulté d'identification des restes d'oiseaux. Les méthodes moléculaires permettent aujourd'hui de détecter et d'identifier avec précision l'ADN de proies cibles dans le régime alimentaire des prédateurs. Une part importante de cette thèse a consisté à optimiser le protocole moléculaire et en particulier les étapes de sélection des amorces taxon-spécifiques et de l'extraction de l'ADN des proies. La comparaison des performances des méthodes morphologique et moléculaire a mis en évidence la puissance de cette dernière dans la détection et l'identification des espèces d'oiseaux consommées par les chats et rats de l'île de Niau (Polynésie Française). L'étude des interactions trophiques directes (prédation) et indirectes (compétition alimentaire) entre trois prédateurs invasifs (R. exulans, R. rattus et F. s. catus) et un oiseau menacé d'extinction, le Martin-chasseur des Gambier (Todiramphus gambieiri) a montré un très faible impact sur cet oiseau par prédation, mais un fort potentiel de compétition alimentaire avec les 2 Rattus sp., en particulier pour les lézards Scincidae et certains arthropodes terrestres. Des perspectives de conservation du Martin-chasseur sont proposées et discutées. / Introduced predators, particularly cats (Felis silvestris catus) and rats (Rattus spp) are recognized as a major factor of rarefaction and extinction of island bird species. The impact of predation on bird populations is usually assessed through the morphological identification of bird remains in predator diet samples. A review conducted in this thesis highlighted the qualitative and quantitative biases related to the difficulty of detecting and identifying the consumed bird species in predator diet samples. Molecular methods allow the accurate detection and identification of targeted prey DNA in the diet of predators. A large part of the work entailed here has been to optimize the molecular protocol and particularly the key steps of the selection of.taxon-specific primer pairs and the extraction of prey DNA. A comparative study of the performances of both morphological and molecular methods highlighted the strength of the latter in the detection and identification of the bird species preyed by cats and rats on Niau island (French Polynesia). The study of the direct (predation) and indirect (competition for food) trophic interactions between three invasive predators (R. exulans, R. rattus and F. s. catus) and a critically endangered bird, the Tuamotu Kingfisher (Todiramphus gambieiri), demonstrated a very low impact of cats and rats on the population of Tuamotu Kingfisher through predation, but a high potential for food competition between this bird and the two species of rats, particularly for lizards (Scincidae) and some terrestrial arthropods. Finally, management perspectives regarding the conservation of Kingfisher Gambier are proposed and discussed.

Le Parc National de Kahuzi-Biega (PNKB) se localise dans l’Est de la R.D. Congo, à une trentaine des kilomètres au Nord de la ville de Bukavu, (province du Sud-Kivu). Ce parc couvre une superficie de 6.000 km² dont 5.400 km² situés en basse altitude (600-1200 m d’altitude) et 600 km² constituent le secteur de haute altitude occupée par les forêts de montagne (1800-3308 m).<p><p>Depuis environ une décennie, la liane indigène Sericostachys scandens Gilg & Lopr. (Amarantaceae) se répand rapidement dans les forêts de montagne au PNKB. L’extension de cette liane, et ses conséquences supposées sur la biodiversité et la régénération de la forêt inquiètent les gestionnaires du Parc.<p><p>Le travail a examiné trois aspects de l’écologie de l’invasion par S. scandens dans le Parc.<p>Premièrement, on a examiné les traits fonctionnels susceptibles d’expliquer une aptitude élevée à l’invasion chez S. scandens. Une approche comparative avec trois espèces de lianes non envahissantes coexistant dans le même habitat montre que S. scandens présente une allocation de biomasse aux diaspores significativement plus élevée. En plus, elle combine une reproduction sexuée intense et une capacité de reproduction végétative. Cette liane se distingue également des trois autres par un taux de ramification plus élevé. Par contre, les traits foliaires ne sont pas systématiquement différents. De même, le taux de germination des graines de S. scandens ne diffère pas significativement de ceux des autres lianes étudiées. Cependant, il est significativement plus élevé en canopée ouverte qu’en canopée fermée, et en forêt ombrophile qu’en forêt de bambous. L’ensemble des traits qui caractérisent S. scandens peut contribuer à expliquer sa plus grande capacité d’invasion, comparativement aux trois autres lianes.<p>Deuxièmement, on a examiné les attributs des écosystèmes susceptibles de les rendre vulnérables à l’invasion. Les résultats suggèrent que les perturbations favorisent les invasions dans les écosystèmes. Les perturbations (coupes, feu, …) qui ont accompagné les conflits dans la zone du Parc sont, très probablement, le facteur ayant déclenché l’invasion. <p>Enfin, le travail a examiné les impacts de l’invasion sur la biodiversité et la régénération des forêts. Les résultats montrent que, effectivement, S. scandens a un impact négatif, et que cet impact pourrait contribuer à renforcer le succès invasif de S. scandens (feed-back positif).<p><p>Le travail aboutit à des recommandations pour la gestion du Parc. La gestion doit avant tout être préventive, c’est-à-dire i) empêcher de nouveaux déboisements et ii) éliminer S. scandens au tout début de son installation dans un site perturbé.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le changement climatique et les invasions biologiques sont parmi les plus grandes menaces de la biodiversité et leurs impacts pourraient augmenter jusqu’à la fin du siècle. Parmi les espèces envahissantes, les fourmis sont un groupe particulièrement néfaste dû à leurs impacts sur les espèces natives, les processus écosystémique, la santé, l’agriculture et l’économie. L’objectif de cette thèse était de prédire les invasions de fourmis – en particulier avec le changement climatique qui pourrait favoriser les invasions en éliminant des barrières thermiques. J’ai utilisé trois approches complémentaires afin d’étudier le potentiel de différentes espèces à envahir : des modèles de distribution, des expériences comportementales et l’analyses d’une base de données de traits écologiques. J’ai modélisé l’aire favorable pour 15 espèces de fourmis parmi les pires, à la fois globalement, par continents, et dans les 34 hotspots de biodiversité. La distribution potentielle de seulement cinq espèce est prédite de diminuer (jusqu’à 35.8%) avec le changement climatique et l’aire potentielle diminue pour la plupart des espèces jusqu’à 63.2%. Les hotspots d’invasions de fourmis se situaient surtout dans des régions tropicales et subtropicales et ils correspondent particulièrement aux hotspots de biodiversité. Contrairement à ce qui est généralement admis, le changement climatique et les invasions biologiques n’agiront pas de manière synergique pour les fourmis. Par contre, les invasions de fourmis resteront probablement un problème global majeur, en particuliers dans les zones où les hotspots de biodiversité et les hotspots d’invasion se superposent. Les modèles de distribution ont identifié de larges zones de recouvrement entre aires favorables de plusieurs espèces de fourmis envahissantes. Dans le futur, ces espèces pourraient arriver simultanément dans les mêmes régions et entrer en compétition. Dans une série d’expériences, j’ai testé les différences comportementales entre 7 espèces de fourmis envahissantes (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata et Pheidole megacephala). J’ai découvert deux stratégies comportementales différentes. Les interactions au niveau de la colonie ont suivi des processus démographiques plus complexes. De plus, j’ai mis au point deux expériences pour tester la capacité des fourmis envahissantes à explorer un nouvel espace et à exploiter des ressources. J’ai trouvé des différences significatives entre espèces et leur capacité à dominer par interférence comportementale était négativement corrélée à leurs capacités à découvrir et exploiter des ressources. Cette série d’expériences suggère que les ‘mécanismes’ d’invasion sont plus complexes que ce qui est généralement suggéré et que différentes espèces pourraient utiliser des stratégies comportementales différentes. Étant donné qu’il existe plus de 250 espèces de fourmis exotiques, il serait intéressant de pouvoir identifier à l’avance des futurs envahisseurs potentiels. Afin d’identifier des traits associés au caractère envahissant des fourmis, j’ai mis en place une base de données qui contient 2193 espèces de fourmis et 24 traits écologiques. J’ai effectué une analyse préliminaire de différences de traits entre fourmis natives et envahissantes qui a montré qu’il existe clairement des groupement distincts de natives et envahissantes, avec les espèces exotiques au milieu. Ces résultats pourraient servir de base pour construire un modèle prédictif des invasions de fourmis. Ces différentes approches (modèles, expériences, base de données) sont complémentaires car elles s’intéressent à des aspects différents du futur des invasions de fourmis qui sera vraisemblablement fortement influencé par le changement climatique. Le pires envahisseurs de demain ne seront probablement pas les même qu’aujourd’hui et les zones les plus à risque pourraient changer également. / Climate change and biological invasions are both among the greatest threats to biodiversity and their impacts might increase by the end of the century. Among invasive species, ants are a prominent group due to their negative impacts on native species, ecosystem processes, human and animal health, agro-ecosystems and the economy. The objective of this thesis was to forecast future ant invasions – especially in the light of on-going climate change, which is generally thought to favour invasive species by removing thermal barriers. I used three complementary approaches to study the potential of different ant species to invade in the future: species distribution modelling, behavioural experiments and the analysis of a database of ecological traits. I modelled suitable area for 15 of the worst invasive ant species, both currently and with predicted climate change, globally, regionally and within the world’s 34 biodiversity hotspots. Surprisingly, the potential distribution of only five species was predicted to increase (up to 35.8%) with climate change, with most declining by up to 63.3%. The ant invasion hotspots are predominantly in tropical and subtropical regions of South America, Africa, Asia and Oceanic islands, and particularly correspond with biodiversity hotspots. Contrary to general expectations, climate change and biological invasions will not systematically act synergistically for ants. In addition, I found that the impacts of climate change can change over time and even reverse the trend of the impact (i.e., an increase instead of a decrease or vice versa). However, ant invasions will likely remain as a major global problem, especially where invasion hotspots coincide with biodiversity hotspots. The species distribution models have identified large potentially overlapping distributions of several invasive ants. In the future, these species may arrive simultaneously in the same regions and compete with each other. In a series of experiments, I tested behavioural differences among 7 highly invasive ant species (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata and Pheidole megacephala). I discovered two different behavioural strategies among invasive ants. Interactions at the colony level, exhibited more complex demographic processes and more variability. Further, I investigated resource competition and differences in resource exploitation. I found significant differences among species, with competitive abilities that were negatively correlated with behavioural dominance. This series of experiments suggests that the ‘mechanisms’ of invasiveness are more complex than previously thought and that different invasive ant species may use different behavioural strategies. Since there are more than 250 exotic species of ants, it would be interesting to identify potential future invaders. In order to identify traits associated with invasiveness in ants, I set up a database with 2193 ant species and 24 ecological characteristics. I performed a preliminary analysis of trait differences between native and invasive ants that shows clearly different clusters of invasive and native species, with exotic species in between. These results could be used as a basis to construct a predictive model of future ant invasions. The different methods used (models, experiments, database) are complementary in that they explore different aspects of the future ant invasions which are likely to be influenced by on-going climate change. The worst invaders of tomorrow may not be the same as today and similarly, areas most at risk are likely to change.

Les invasions biologiques peuvent provoquer des pertes de biodiversité et ainsi de services écologiques. Cette thèse porte sur l'élaboration d'un modèle d'assemblage de réseau d'interactions, incluant tous les types d'interactions (trophiques et non trophiques), et respectant la conservation de la matière. Ce modèle montre un fort effet des interactions non trophiques sur les processus fonctionnels des écosystèmes (biomasse, production) et une diversité-dépendance des interactions interspécifiques; les mécanismes de la relation diversité-fonctionnement sont ainsi plus complexes dans les réseaux d'interactions que les réseaux trophiques. Le modèle prédit que les introductions d'espèces ont de forts impacts sur les propriétés des écosystèmes, que la résistance aux invasions et la robustesse vis-à-vis des extinctions d'espèces résidentes dues aux invasions augmentent avec la diversité spécifique, et sont maximales pour des interactions non trophiques de force et prévalence intermédiaires.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2004. / ENGLISH ABSTRACT: With only 1.76% conserved West Coast Renosterveld remaining it is crucial to prioritize the conservation and management of this fragile vegetation type. Because of its occurrence on fertile soils, renosterveld has been cleared for cultivation and other agricultural use and is thus fragmented to a critical point. These remaining fragments are subject to extensive edge effects and the exact parameters of a viable fragment must still be determined. The extent of alien grass species invasion into remnant renosterveld patches was determined using data collected using the line-intercept method. Sampling included three different management treatment areas adjacent to old lands: 1) a recently burned area, 2) a grazed area and 3) an unburnedlungrazed area providing a control sample. Additionally all small-scale soil disturbances along the lines were recorded. Results showed that Briza spp., Bromus spp. and Avena fatua were the most significant invading alien grass species. There was a significantly high variation between alien grass cover in each treatment, with the grazed area containing the highest overal! level of alien grass invasion. The control area, with the exclusion of fire and animal activity, showed minimum alien grass invasion. Edge effects were apparent in all treatments, but were lowest in the control area, where percentage alien grass cover significantly decreased after a distance of fifteen meters into the remnant patch. A weak positive correlation between the occurrence of alien grass and indigenous grass was found, as well as evidence of a weak association between alien grass cover and shrub cover. The possibility that small-scale soil disturbances could be an important contributing factor to alien grass invasion was supported by the positive correlation between disturbances and percentage alien grass cover. A positive correlation was found between the occurrence of indigenous grass and small-scale soil disturbances, while shrub cover tended to be less associated with animal activity. It is concluded that the correct management regime could effectively control the excessive invasion of alien grass species into the remnant renosterveld patches. Grazing (including all animal activity and small-scale soil disturbances) was the main facilitator of alien grass establishment - even dominating the prominent consequences of edge effects by facilitating alien grass establishment much deeper into the remnant patches. It could be assumed that a precise balance of low-pressure grazing and fire management should be established to enable the effective control of alien grass species while maintaining optimum biodiversity. Keywords: renosterveld, alien grass, grazing, fire, management, small-scale soil disturbances / AFRIKAANSE OPSOMMING: Met slegs 1.76% oorblywende Weskus Renosterveld wat bewaar word, is die beskerming en effektiewe bestuur van hierdie bedreigde plantegroei 'n prioriteit. Die vrugbare grond waarop renosterveld voorkom, het veroorsaak dat dit uitgeroei word om eerder die kultivering van ekonomies produktiewe landbou gewasse moontlik te maak. Dus het renosterveld verminder en gefragmenteer tot 'n kritieke punt. Hierdie ooblywende klein areas bedek met renosterveld, is blootgestel aan ekstensiewe invloede van die omliggende areas en die presiese afmetings vir 'n effektiewe grate renosterveld fragment vir bewarings doeleindes, moel nog vasgestel word. Die male van uitheemse gras spesie indringing in hierdie renosterveld fragmente is ondersoek deur die versameling van data deur die lyn-onderskep metode. Drie verskillende bestuursstelsels vir renosterveld is ondersoek om vas te stel wat die ergste graad van uitheemse gras indringing voorkom. Die studie het 'n 1) onlangs gebrande area, 2) 'n beweide area en 3) 'n kontrole area (wat nie gebrand of bewei is nie) ondersoek. Alle kleinskaalse grond-versteurings langs die lyne is ook aangeteken. Die resultate het aangetoon dat Briza spp., Bromus spp. en Avena fatua, as uitheemse grasse, die belangrikste indringers was en dus die grootste bedreiging inhou. Daar was 'n beduidende hoë variasie tussen die mate van uitheemse gras bedekking aangeteken in elk van die bestuurs-stelsels. Die beweide area het die hoogste graad van uitheemse gras indringing getoon, terwyl die kontrole area (in die afwesigheid van vuur en weidings aktiwiteite) die meeste weerstand teen uitheemse gras indringing getoon het. Die invloed van die omliggende omgewing was ook duidelik sigbaar in al drie die bestuurs-stelsels, maar was duidelik minder in die kontrole area waar die persentasie uitheemse gras indringing aansienlik verminder het na 'n afstand van vyftien meter in die renosterveld fragment in. 'n Swak positiewe korrelasie tussen die voorkoms van uitheemse grasse en inheemse gras spesies was aangeteken, asook bewyse van 'n swak negatiewe assosiasie tussen die uitheemse gras spesies en die inheemse bosse. Soos verwag, is daar bewyse gevind vir die teorie dat kleinskaalse grond-versteurings 'n belangrike fasiliterende faktor is vir uitheemse gras vestiging. Daar was 'n duidelike positiewe korrelasie tussen hierdie grond-versteurings en die persentasie uitheemse gras grondbedekking. Dieselfde positiewe assosiasie was gevind tussen die inheemse gras en hierdie kleinskaalse grond-versteurings, terwyl die inheemse bossie duidelik minder verbind was met die verskynsel. Die gevolgtrekking is gemaak dat 'n korrekte bestuurs-plan die indringing van uitheemse grasse effektief sal kan beheer. Dier aktiwiteite (insluitende beweiding, grawe van gate, mier en termiet neste ens.), en dus kleinskaalse grond-versteurings. was die grootste fasiliteerders van uitheemse gras indringing en vestiging binne hierdie renosterveld stukke. Dit oorheers selfs die aansienlike effek wat invloede van die omringende omgewing op hierdie areas het, deur die uitheemse gras indringing selfs dieper in die fragmente in aan te help. Daar kan dus aangeneem word dat 'n presiese balans tussen lae-intensiteit beweiding (en dus fauna aktiwiteit) en veld brande vasgestel moet word vir die effektiewe beheer van uitheemse gras spesies terwyl die optimum bio-diversiteit terselfde tyd gehandhaafword. Sleutelwoorde: renosterveld, uitheemse grasse, beweiding, vuur, veldbestuur, kleinskaalse grond-versteurings