Az eurázsiai vízimadár (Myriophyllum spicatum) elterjedésének megakadályozása a Nagy Tavakban

Az eurázsiai vízimadár, Myriophyllum spicatum invazív tulajdonságai és ökológiai hatásai

Invazív tulajdonságok

Alacsony tápanyagigénye mellett az EWM gyökerein keresztül képes tápanyagokat felvenni az üledékből, képes elviselni és jól növekedni olyan területeken, ahol alacsony a tápanyagok koncentrációja a vízoszlopban, amikor más makrofiták éheznek (Smith 1990). Az aszályos években is képes jól növekedni, amikor a környező vízgyűjtőből történő lefolyásból kevés a tápanyag bevitele a víztestekbe.

A nem őshonos fajok általi inváziónak számos ökológiai és gazdasági következménye van. Megváltoztatják az ökológiai közösségeket, csökkenthetik az ökoszisztémák által nyújtott szolgáltatásokat (erdészeti termékek, halászat, mezőgazdasági rendszerek), és kihatnak a rekreációs tevékenységekre (Horsch és Lewis 2009).

Ökológiai hatások

Van néhány ökológiai előnye annak, ha az EWM egy víztestben van? Például az EWM egy alacsony minőségű élelmiszer a vízimadarak számára (Elser 1967, Nichols 1975), oxigént termel, tápanyagokat szűr, stabilizálja a szubsztrátumot, és alacsony sűrűségben menedékhely és táplálék néhány gerinctelen állat és hal számára (Keast 1984, Engel 1987); az EWM sűrű populációi azonban gyakran jelentős ökológiai hatásokhoz vezetnek, és hatással vannak az őshonos élőhelyekre és az őshonos organizmusokra. Az EWM megzavarhatja a táplálékhálókat mind a torkolati, mind az édesvízi víztestekben, azonban a hatás nem olyan elterjedt a torkolati rendszerekben (Duffy és Baltz 1998, Martin és Valentine 2011, Martin és Valentine 2014). Az invazív fajok fontos veszélyt jelentenek a biológiai sokféleségre, másodsorban az élőhelyek veszteségei után (Wilcove et al. 1998). Kimutatták, hogy az EWM 2-3 év alatt kiszorítja az őshonos fajokat. Például az EWM felváltotta az angolnafélét a Mendota-tónál (WI) (Lind és Cottam 1969), az Elodea-t a Deviled Lake-ben (WI) (Lillie és Budd 1992), valamint a natív makrofiták sok populációját a Wingra-tóban, Madison közelében (Wichita County) (Nichols és Mori 1971) ).

Vízkémia és minőség

Mint sok vízi invazív faj, az EWM is megváltoztathatja a víz kémiai és fizikai tulajdonságait, ha sűrű állományokban nő. Kimutatták, hogy az EWM lebomlása felgyorsítja az eutrofizációt azáltal, hogy tápanyagokat, különösen foszfort szabadít fel a hordozóból az üledékből a növényi szövetekbe a növekedés során (Carpenter 1980). Mivel az EWM önmetszi leveleit, és ősszel is elhal, az EWM nagy populációi biomassza felhalmozódását eredményezik az üledékben. Az EWM biomassza lebontása és a mikrobák megnövekedett légzési aránya alacsonyabb oldott oxigénszintet eredményez a vízoszlopban (Grace 1978, Bates 1985). A sűrű állományt képező invazív növények, például az EWM csökkenthetik a keveredést; ezért a víz-atmoszféra határfelületben oldott légköri oxigén nem diffundál az egész vízoszlopban (Fleming and Dibble 2015). Az EWM áramlási korlátozása és a vízoszlop keveredése a hőmérsékleti profil akár 10 ° C/méter változását is eredményezheti (Dale és Gillespie 1977, Aiken et al. 1979), tovább csökkentve az oldott oxigént.

Fény rendelkezésre állása

Az EWM sűrű előtetőket képezhet, különösen a zavaros vizekben, amelyek megakadályozzák a fény bejutását a szubsztrátumba, korlátozva az alatta lévő makrofiták növekedését (Madsen et al. 1991). Az EWM korán növekszik és gyorsan megnyúlik, ezáltal versenyelőnyt biztosít a fény számára az őshonos növényekkel szemben, beleértve az őshonos északi vízimalmát (Valley and Newman 1998). Sekély, tisztább vízben, ahol a fény nem korlátoz, az EWM versenyhátrányba kerülhet, ha bevett őshonos növényekkel növekszik (Abernethy et al. 1996, Valley and Newman 1998), különösen akkor, ha az őshonos növénysűrűség magas (Agami és Waisel 2002 ).

Hatások az élelmiszer-web dinamikájára

Az EWM sűrű állományai szintén befolyásolják a halevő ragadozók arányát. Például a nagydarab basszusoknak nehézségekbe ütközik a sűrű EWM állományokba való belépés és a zsákmányszerzés (Engel 1987), ami a kékfű növekedését és a basszus csökkenését eredményezheti.

Az EWM alacsony minőségű élelmiszer-forrás, így bár ehető lehet, a vízimadarak nem kedvelik. Az EWM sűrű populációi kiszorítják a kívánt növényfajokat, ami a vízimadarak alacsony minőségű élőhelyéhez vezet (Elser 1967).

Az élőhelyre gyakorolt hatások

A sűrű állományok megváltoztatják a gerinctelenek és a halak eloszlását is (Frodge et al. 1990, Boylen et al. 1999). Az 1900-as évek közepén az EWM-t tavakba ültették a halak élőhelyének javítása érdekében, és enyhe fertőzések esetén az EWM a gerinctelenek és a halak javát szolgálta. Szubsztrátként szolgál, amelyen táplálék nőhet, valamint menedékhelyként szolgál a kicsi, táplálkozó halak számára is (Pardue és Webb 1985, Killgore et al. 1989, Chaplin and Valentine 2009, Valinoti et al. 2011). Másrészt a sűrű növényzet csökkenti a nagyobb ragadozó halak, például a nagyszájú sügér ragadozó sikerét, ami e halak populációjának csökkenéséhez vezet (Engel 1987). Az EWM csökkenti az ívás sikerét azáltal, hogy lefedi az ívóhelyeket (Newroth 1985.).
A sűrű fertőzések megváltoztatják a víztest hidrológiáját, lassítva az áramlást és a hullámhatásokat. Ezután az állóvíz biztosítja az élőhelyet a szúnyogoknak (Bates 1985) és a Schostosomatidae parazitáknak, amelyek viszketést okoznak az úszóknak (cercarialis dermatitis) (Jacobs 2009).
Az oldott oxigén csökkenése a vízoszlopban a keveredés csökkenésével és a fokozott bomlással a halakat és más állatokat is kiszoríthatja (Madsen et al. 1991, Madsen 2005, Fleming and Dibble 2015).

7. ábra: Az EWM-mel behatolt tó szén-dioxid-áramlását ábrázoló ábra (narancssárga nyilak) és (kék nyilak) növénytársulások között. Érzékben Kovalenko és Dibble, 2014 (Kovalenko és Dibble 2014). Az ábra elkészítéséhez felhasznált képeket a nyilvánosságtól szerezték be, Creative Commons licenccel rendelkeztek, vagy a weboldal szerzője biztosította őket. (Inset Photo kredit: Alexander, Hope: Amerikai Nemzeti Levéltár és Iratigazgatás, Bauer, Scott: Agrárkutatási Szolgálat Képgaléria, Hayes-Pontius, Erin: Vermont EPSCoR Streams Project, Masclef, Am? D? E - Atlas des plantes de France. 1891, The New International Encyclop? Dia, 1905. 19., p. 805, Thom ?, Otto Wilhelm Flora von Deutschland,? Sterreich und der Schweiz 1885, Gera, Németország, Trepte, Andreas: www.photo-natur.de., USDA, NRCS. 2013. A NÖVÉNYEK Adatbázis (https://plants.usda.gov, 2013. augusztus 26.). National Plant Data Team, Greensboro, NC 27401-4901 USA, USA Nemzeti Óceáni és Légköri Igazgatósága, Kevyn Juneau, Michigani Műszaki Egyetem)

Az eurázsiai és a hibrid vízimadarak sűrű populációt alkothatnak, ami csökkenti a vízoszlopba behatoló fényt, és megnehezítheti a nagy halak eligazodását. A betétek a hibrid görögmadár populációt mutatják a víz felszíne alól. (K. Juneau)

Gazdasági hatások

Becslések szerint az invazív fajok világszerte 1,4 billió dollárba kerülnek (Pimentel et al. 2001). Az Egyesült Államokban az invazív fajokkal kapcsolatos kezelési és termelési veszteségek 120 milliárd dollárba kerülnek évente (Pimentel et al. 2005). Egy becslés szerint a vízi invazív fajok 14,2 milliárd dolláros károkat, veszteségeket és kezelési erőfeszítéseket eredményezhetnek (Pimentel 2005). Csak a 2,4-D alkalmazásával történő vízi gyomkezelés országosan 17 millió dollárba kerülhet, és akár 10 milliárd dollár közvetlen és közvetett gazdasági hatást is eredményezhet (Rockwell 2003, Lovell et al. 2006). Csak a Nagy Tavak régiójában található vízi invazív fajok becslése szerint évente több mint 100 millió dollárba kerülnek (Rosaen és mtsai 2012). 1999-ben Michigan állam 4,2 millió dollárt fordított invazív fajokra, ebből 3,4 millió dollárt fordítottak az ellenőrzési erőfeszítésekre (GAO 2000). Az EWM becslése szerint az Egyesült Államokban évente 400 millió dollárba kerül az ellenőrzés és a károkozás (Pimentel 2005). Ez arra utal, hogy az EWM ellenőrzés hektáronkénti átlagos költsége megközelítőleg 2000 dollár (Pimentel 2005).

A vízi invazív fajokhoz kapcsolódó költségek magukban foglalják a közvetlen üzemeltetési költségeket, például a herbicid vásárlást, a növények alkalmazásához vagy fizikai eltávolításához szükséges munkát, az ipari létesítményekre és a vízkezelési műveletekre gyakorolt hatásokat, valamint a turizmus csökkenése miatt a helyi jövedelmek csökkenését. A vízi utak hozzáférhetetlenné válhatnak a hajók számára, és a hajók eltömődhetnek, ami viszont befolyásolhatja a szállítási sebességet és növelheti a takarítási költségeket. A közvetett költségek magukban foglalhatják az alacsony haltermelés vagy az elrontott halászfelszerelések, valamint a befolyásolt műveletek és az idegenforgalom és a rekreáció csökkenése miatt megnövekedett élelmiszerárakat (Rosaen et al. 2012).

Az EWM jelenléte bebizonyosodott, hogy nagy hatással van a földértékekre (Horsch és Lewis 2009, Zhang és Boyle 2010, Rosaen és mtsai 2012). A Wisconsinban gyűjtött adatok szerint az ingatlantulajdonosok átlagosan körülbelül 30 000 dollárral hajlandóak többet fizetni egy EWM-mentes tavon lévő ingatlanért, és az EWM jelenléte átlagosan 8% -kal csökkenti az ingatlanok (föld és építmények) értékét, a földterület értéke pedig 13 % (Horsch és Lewis 2009). A Csendes-óceán északnyugati részén fekvő lakástulajdonosok hajlandók sokkal nagyobb összegeket, több mint 94 000 dollárt fizetni, hogy az EWM-mentes tavakon éljenek, ami az ingatlanérték 19% -os csökkenésének felel meg (Olden és Tamayo 2014). Zhang és Boyle (2010) által készített modell azt sugallja, hogy az ingatlanértékek exponenciálisan csökkennek, amikor az EWM lefedettség nő egy tóban. Ha az EWM például 50-10% -ról 70-10% -ra növekszik, akkor az ingatlanérték 6,4% -kal csökken. Az ingatlanértékek csökkenése közvetlenül az ingatlanadó csökkenését is eredményezheti, így kevesebb bevételt eredményezhet a helyi önkormányzatok számára (Olden és Tamayo 2014).

Egy 2011-ben végzett felmérés szerint a wisconsini földtulajdonosok hajlandók fizetni

Évente 570 USD egy olyan programért, amely megakadályozza az EWM behatolását a tavakba. Ez jóval kevesebb, mint a parti ingatlanonként becsült évi 1800 dolláros jóléti veszteség, vagy az EWM betörése után 20 000 és 35 000 dollár közötti tőkevesztés (Provencher et al. 2012); ezért meg kell tenni az EWM proaktív megakadályozását a tavakba való bejutás terén.

Az invazív vízijármű megrongálhatja a hajócsavarokat és a csónakázási felszereléseket (K. Juneau)