Invader versus natives: Effects of hydroperiod on competition between hydrophytes in a tropical freshwater marsh

The La Mancha freshwater marsh (Veracruz, Mexico) has heterogeneous water and ground levels; spatial variation that is reflected in its vegetation's distribution. The invasive grass Echinochloa pyramidalis grows in relatively dry areas, whereas native species, including Sagittaria lancifolia and Typha domingensis, dominate the wettest parts of the marsh. To determine the effects of hydroperiod on competition between the invasive and native hydrophytes, we designed a field experiment based on replacement series of pairs of species under different hydroperiod treatments. The results demonstrate that E. pyramidalis performs best under permanently dry conditions. Under almost permanently flooded conditions, S. lancifolia produced more cover than the invasive grass did, while T. domingensis produced cover and biomass similar to those of the invasive species. Besides the effects of the dominance of E. pyramidalis over the native species, this dominance produced changes in the soil level on a microtopographic scale. Plots under permanently dry conditions and with high E. pyramidalis cover exhibited a slight increase in surface height. We conclude that La Mancha's weed invasion is a consequence of the deliberate introduction of E. pyramidalis into the relatively dry areas of the wetland. This weed, a non-indigenous grass, has gradually advanced towards the wetter areas, changing the marsh's topography and hydroperiod in the process, and inducing changes in species composition.

ZusammenfassungDas La Mancha-Süsswasserfeuchtgebiet (Veracruz, Mexico) weist unterschiedliche Wasserstände und Bodenstufen auf, ein räumlicher Wechsel, der in der Vegetationsverteilung zum Ausdruck kommt. Das invasive Gras, Echinochloa pyramidalis, wächst in relativ trockenen Gebieten, während einheimische Arten wie Sagittaria lancifolia und Typha domingensis, auf den feuchtesten Stellen dominieren.Um den Einfluss von Hydroperiode und Konkurrenz zwischen invasiven und einheimischen Hydrophyten zu bestimmen, legten wir ein Freilandexperiment mit Austauschreihen von Artenpaaren bei unterschiedlichen Hydroperioden an.Die Ergebnisse zeigen, dass E. pyramidalis am besten unter konstant trockenen Bedingungen wächst. Bei fast kontinuierlicher Überflutung produzierte S. lancifolia einen höheren Deckungsgrad als das invasive Gras, während T. domingensis einen Deckungsgrad und eine Biomasseproduktion ähnlich der der invasiven Art erreichte. Neben den Auswirkungen der Dominanz von E. pyramidalis über die einheimischen Arten, brachte diese Dominanz Änderungen der Microtopographie des Bodens mit sich. Bei konstant trockenen Flächen mit dichtem E. pyramidalis-Bewuchs kam es zu einem leichten Anheben der Bodenoberfläche.Wir schließen, dass die Invasion der La Mancha eine Folge der vorsätzlichen Einführung von E. pyramidalis in die relativ trockenen Teile des Feuchtgebietes ist. Dieses nicht einheimische Gras hat sich nach und nach in die nasseren Gebiete vorgearbeitet, wo es währenddessen Topographie und Hydroperiode verändert und Änderungen in der Artenzusammensetzung hervorruft.