ハワイの侵襲的植物からの葉のごみにおける急速な栄養サイクリング

侵入植物種の確立と拡散に寄与する生理学的特性も、生態系プロセスに影響を与える可能性があります。高い特異的葉領域、急速な成長率、葉の栄養濃度の上昇など、多くの侵襲的植物で一般的な特性は、ごみの質を向上させ、分解と栄養サイクリングの速度を増加させるはずです。これらの生態系の影響をテストするために、コントロールおよび窒素 +リン肥大化プロットのハワイ諸島からの11の下層植物の初期葉のごみ特性、分解速度、および栄養ダイナミクスを測定しました。これらには、5つの一般的な在来種が含まれ、そのうち4つはシダと、5つの被子植物と1つのシダを含む6つの攻撃的な侵入種でした。葉のリター減衰率の50倍の変動が見つかりましたが、ネイティブは0.2〜2.3年（-1）の速度で減衰し、侵略者は1.4〜9年（-1）で侵略者が崩壊しました。この違いは、ネイティブのシダレイターの分解速度が非常に低いことによって促進されました。受精は、2つのネイティブと2つの侵襲的種から葉のごみの減衰率を大幅に増加させました。ほとんどの侵襲的なごみタイプは、同等のネイティブのごみタイプよりも窒素とリンをより迅速かつ大量に失いました。3つのネイティブシダを除くすべてのごみタイプは、100日間の分解後に窒素を失いました。また、実験の終了までに初期リンの50％を除いて、最も反発性ネイティブシダを除くすべてのごみタイプが失われました（204-735日）。侵襲的な下層植物が在来種を置き換えると、浸潤性ゴミからの急速な分解と栄養放出により、栄養サイクリング速度が劇的に増加する可能性があります。多くの侵襲的植物が栄養豊富な土壌で繁栄するため、このような変化はハワイの侵入に対する肯定的なフィードバックを引き起こす可能性があります。

Physiological traits that contribute to the establishment and spread of invasive plant species could also have impacts on ecosystem processes. The traits prevalent in many invasive plants, such as high specific leaf areas, rapid growth rates, and elevated leaf nutrient concentrations, improve litter quality and should increase rates of decomposition and nutrient cycling. To test for these ecosystem impacts, we measured initial leaf litter properties, decomposition rates, and nutrient dynamics in 11 understory plants from the Hawaiian islands in control and nitrogen + phosphorus fertilized plots. These included five common native species, four of which were ferns, and six aggressive invasive species, including five angiosperms and one fern. We found a 50-fold variation in leaf litter decay rates, with natives decaying at rates of 0.2-2.3 year(-1) and invaders at 1.4-9.3 year(-1). This difference was driven by very low decomposition rates in native fern litter. Fertilization significantly increased the decay rates of leaf litter from two native and two invasive species. Most invasive litter types lost nitrogen and phosphorus more rapidly and in larger quantities than comparable native litter types. All litter types except three native ferns lost nitrogen after 100 days of decomposition, and all litter types except the most recalcitrant native ferns lost >50% of initial phosphorus by the end of the experiment (204-735 days). If invasive understory plants displace native species, nutrient cycling rates could increase dramatically due to rapid decomposition and nutrient release from invasive litter. Such changes are likely to cause a positive feedback to invasion in Hawai'i because many invasive plants thrive on nutrient-rich soils.