Solidago canadensis impacts on native plant and pollinator communities in different-aged old fields

Secondary succession in former arable fields (i.e. old fields) might be altered by the colonization of invasive alien species, with possible community-wide impacts, hindering the ability of old fields to become species-rich communities. However, the effects of invasive species on local communities have rarely been addressed in the light of secondary succession. Therefore, we studied the impact of the highly invasive Solidago canadensis on plant and pollinator communities along a gradient of invasion severity in old fields with different ages (1–20 years since last ploughing) in Southern Transylvania, Romania. We asked whether the invasion of S. canadensis causes shifts in (1) the composition and diversity of plant communities, and (2) pollinator communities along the successional gradient. Further, we asked (3) to what extent the presence of S. canadensis affected flower visitation of native plant species by pollinators. According to our results, the invasion reduced the native plant species richness throughout succession, although the most profound negative effect on plant diversity and vegetation naturalness was exerted in older successional communities. The invasion of S. canadensis had a negative effect on the abundance of bees irrespective of the old field age; however, there was no similar negative effect on hoverflies. Native flowers experienced reduced visitation by wild bees, honey bees and hoverflies due to the augmented presence of S. canadensis. Therefore, the invasion of this perennial plant species diverts the trajectory of vegetation succession, alters the mutualistic links between the native elements of these old fields, and causes a non-desired alternative stable states to be installed.

ZusammenfassungDie sekundäre Sukzession auf ehemaligen Feldern könnte durch die Besiedelung mit invasiven fremden Arten verändert werden, die möglicherweise die ganze Gemeinschaft beeinflussen, indem sie die Entwicklung hin zu artenreichen Gemeinschaften erschweren. Indessen wurden die Einflüsse von invasiven Arten auf lokale Gemeinschaften selten in Hinblick auf die sekundäre Sukzession betrachtet. Wir untersuchten deshalb den Einfluss der hoch-invasiven Kanadischen Goldrute (Solidago canadensis) auf Pflanzen- und Bestäubergemeinschaften entlang eines Gradienten unterschiedlich starker Invasion auf alten Feldern unterschiedlichen Alters (1 bis 20 Jahre seit dem letzten Pflügen) in Süd-Transsilvanien (Rumänien). Wir fragten, ob Invasion durch die Goldrute Veränderungen in der Zusammensetzung und Diversität der Pflanzen- und Bestäubergemeinschaften entlang des Sukzessionsgradienten hervorruft. Desweiteren fragten wir, inwieweit die Anwesenheit der Goldrute den Blütenbesuch an einheimischen Pflanzen beeinflusst. Die Invasion reduzierte den Artenreichtum der einheimischen Pflanzen über die gesamte Sukzession hinweg, aber der stärkste negative Effekt auf die Pflanzendiversität und die Natürlichkeit der Vegetation erfolgte in den älteren Sukzessionsgemeinschaften. Die Goldruten-Invasion hatte unabhängig vom Alter der Felder einen negativen Effekt auf die Abundanz der Bienen, aber es gab keinen gleichartigen Effekt auf die Schwebfliegen. Einheimische Pflanzen erfuhren einen reduzierten Blütenbesuch durch Wildbienen, Honigbienen und Schwebfliegen, der der vermehrten Anwesenheit der Goldrute geschuldet war. Deshalb ändert die Invasion durch diese ausdauernde Pflanzenart den Verlauf der Vegetationssukzession, ändert die mutualistischen Verbindungen zwischen den einheimischen Arten der ehemaligen Felder und verursacht die Etablierung eines unterwünschten, alternativen stabilen Zustandes.