Native-species seed additions do not shift restored prairie plant communities from exotic to native states

Exotic- and native-dominated communities can exist as alternate states in landscapes, but whether exotic-dominated states are persistent in the face of propagule pressure from native species is not well known. Here, we asked whether adding native seeds to low diversity, exotic-dominated patches would shift them to a more diverse, native state by using a long-term experiment with tallgrass prairie species in Iowa, USA. Previous work established that community assembly history led to alternate exotic or native states of perennial species. We added native seeds to plots in the spring after removing aboveground biomass with fire. We found that an experimental seed addition did not cause a shift from exotic to native states. Plots seeded eight years earlier in spring and without a priority effect continued to have the highest abundance and diversity of native species and lowest proportion of exotics. Our results suggest that exotic-dominated states in restorations can persist in the face of native species propagule pressure. Thus, assembly history can play a strong role in generating and maintaining alternate states over long time frames that are relevant to restoration. New restoration projects in exotic-dominated landscapes should maximize effort toward establishing native species during initial stages of restoration.

ZusammenfassungVon Exoten bzw. Einheimischen dominierte Gemeinschaften können als alternative Zustände in einer Landschaft existieren, aber darüber, ob von Exoten dominierte Gemeinschaften unter dem Diasporendruck der einheimischen Arten überdauern können, ist wenig bekannt. Hier fragten wir, ob die Zugabe von einheimischen Samen zu wenig diversen, exotenbeherrschten Arealen diese hin zu einem diverseren, einheimischen Zustand verändern würde. Hierzu nutzten wir ein langfristiges Experiment mit Arten der Tallgrass-Prairie in Iowa (USA). Frühere Arbeiten hatten ergeben, dass die Historie der Gemeinschaftsbildung zu wechselweise exotischen und einheimischen Gemeinschaften der perennierenden Arten führte. Wir säten einheimische Samen im Frühjahr auf Arealen aus, nachdem die oberirdische Biomasse abgebrannt worden war. Wir fanden, dass eine experimentelle Samenzugabe keinen Wandel vom exotischen zum einheimischen Zustand verursachte. Areale, auf denen acht Jahre zuvor im Frühjahr ohne Prioritätseffekt gesät worden war, behielten die höchste Abundanz und Diversität einheimischer Arten und den geringsten Anteil an Exoten. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass von Exoten beherrschte Gemeinschaften bei Rekultivierungen unter dem Diasporendruck einheimischer Arten persistieren können. Somit kann die Historie einer Gemeinschaft über lange Zeiträume, die für die Rekultivierung relevant sind, eine wichtige Rolle bei Bildung und Erhalt von alternativen Zuständen spielen. Neue Rekultivierungsprojekte in von Exoten dominierten Landschaften sollten besondere Anstrengungen unternehmen, einheimische Arten während der frühen Phasen der Rekultivierung zu etablieren.