Response of plant and gastropod species to knotweed invasion

Invasive species of the knotweed complex (Fallopia sp.) have repeatedly been shown to decrease diversity of native local biota. While effects on plant species richness are well established, effects on invertebrate and in particular gastropod species richness are less well understood. We recorded cover of plant species and diversity and abundance of gastropod species in four plots (1 m × 1 m) with Fallopia japonica and compared these to paired control plots without F. japonica at 15 sites along the river Birs (Switzerland) in early summer (June) and autumn (September). Knotweed and control plots did not differ in site characteristics and soil parameters.Average plant species richness in F. japonica plots was 50% lower compared to control plots. This reduction was significant for woody species as well as for herbaceous species. However, species richness of early flowering annuals did not differ significantly. Among the species most affected by knotweed were hop (Humulus lupulus) and European spindle tree (Euonymus europaeus) but also stand-forming species such as nettle (Urtica dioica) or ground elder (Aegopodium podagraria).Average snail species richness was significantly reduced in F. japonica plots. The reduction was pronounced in large (≥5 mm shell size) and long-lived (>2 years) snail species but not in slugs or small and short-lived snails. For example, large snails such as the Roman snail (Helix pomatia, −85%) or the red-listed species Bradybaena fruticum (−93%), showed reduced abundances in F. japonica compared to control plots. In contrast, the red-listed but small Vertigo pusilla (+92%) had higher abundances in F. japoinca plots. Principal component analyses revealed little overlap in plant communities or community composition of large snail species between F. japonica and control plots. Taken together, knotweed invasion decreased the cover of most plant species and abundance of large and long-lived gastropods.

ZusammenfassungInvasive Arten des japanischen Knöterichs (Fallopia sp.) reduzieren die Diversität der einheimischen Flora und Fauna. Dabei sind die Auswirkungen auf die Pflanzenvielfalt besser dokumentiert als jene auf Invertebraten, insbesonders auf Gastropoden. Im Frühsommer (Juni) und Herbst (September) erfassten wir die Artenvielfalt und Deckung von Pflanzenarten und die Artenvielfalt und Abundanz lebender Gastropoden in jeweils vier Plots (1 m × 1 m) mit hoher Dichte von Fallopia japonica und verglichen sie mit gepaarten Kontrollplots ohne F. japonica an 15 Standorten entlang der Birs (Schweiz). Plots mit F. japonica und Kontrollplots unterschieden sich nicht in den erhobenen Standort- und Bodenparametern.Die durchschnittliche Anzahl Pflanzenarten in Plots mit F. japonica war gegenüber den Kontrollplots um 50% reduziert. Die Reduktion war sowohl für holzige als auch krautige Arten signifikant. Einzig die Artenzahl früh blühender, einjähriger Arten zeigte keinen Unterschied zwischen den Plotstypen. Unter den am stärksten betroffenen einheimischen Arten waren der Hopfen (Humulus lupulus) und das Pfaffenhütchen (Euonymous europaeus). Aber auch bestandsbildende Arten wie etwa die Brennnessel (Urtica dioica) oder der Geißfuß (Aegopodium podagraria) waren durch F. japonica in ihrer Deckung stark reduziert.Die durchschnittliche Anzahl der Schneckenarten war in Plots mit F. japonica signifikant reduziert. Die Reduktion war vorwiegend auf grosse (Schalengrösse ≥ 5 mm) und langlebige (>2 Jahre) Arten zurückzuführen während Nacktschnecken, sowie kleine oder kurzlebige Arten weniger betroffen waren. Unter den grossen, langlebigen Arten mit stark reduzierten Abundanzen waren charismatische Arten wie die Weinbergschnecke (Helix pomatia, −85% im Vergleich zur Kontrolle) oder die gefährdete Art Bradybaena fruticum (−93%). Im Gegensatz dazu hatte die gefährdete, aber kleine Art Vertigo pusilla (+92%) höhere Abundanzen in Plots mit F. japonica. Eine Hauptkomponenten-Analyse zeigte eine sehr geringe Überlappung der Pflanzengesellschaften und der großen Schneckenarten in F. japonica und Kontrollplots. Alles in allem reduzierte der invasive Knöterich die Deckung der meisten Pflanzenarten sowie die Abundanz der großen und langlebigen Schneckenarten.