Invasion, competition and resource use by a native and invasive grass in the Brazilian savanas

No Brasil, varias espécies de gramíneas africanas introduzidas se tornaram importantes invasoras dos cerrados e constituem uma das principais ameaças para a sua biodiversidade. Atributos envolvendo trade-offs evolutivos que influenciam na adaptabilidade das espécies - aquisição, alocação e perda de recursos pelas plantas por meio de competição, facilitação, estresse e distúrbio - irão influenciar o desempenho dos indivíduos e a manutenção das populações nas comunidades vegetais. Deste modo, e de extrema importância entender quais os mecanismos que levam uma espécie invasora a ter um desempenho melhor sobre as espécies nativas. Comparações envolvendo características entre espécies exóticas e nativas podem levar a uma melhor compreensão sobre o processo da invasão. Diante disso, este trabalho procurou identificar algumas das estratégias competitivas adotadas por uma gramínea invasora, Urochloa decmbens, e por uma gramínea nativa, Echinolaena inflexa, em ecossistema de cerrado. Para verificar aspectos relativos às estratégias de colonização das espécies foram analisadas suas fenologias reprodutivas, as taxas de viabilidade e de germinação das sementes. Em um experimento com plantas envasadas, sementes de ambas as espécies foram semeadas em diferentes proporções relativas uma a outra. Três censos foram realizados durante o período de um ano para avaliar a sobrevivência, crescimento e fecundidade das espécies. Medidas da capacidade fotossintética e das taxas de assimilação foram tomadas para ambas as espécies tanto em parcelas puras quanto em parcelas mistas; também foi quantificada a área foliar especifica e total das espécies. No experimento com as plantas envasadas, quando sementes de ambas as espécies foram colocadas juntas, a nativa teve seu crescimento suprimido pela invasora. Nos tratamentos puros, os indivíduos da espécie nativa cresceram em tamanho, mas somente três se tornaram reprodutivos. No entanto, muitos indivíduos da espécie invasora cresceram em tamanho e se reproduziram em todos os tratamentos, mostrando uma alocação de recursos tanto para crescimento quanto para reprodução. A espécie invasora apresentou uma taxa fotossintética maior, porem ambas as espécies tiveram sua capacidade fotossintética e sua taxa fotossintética reduzida nos parcelas mistas, sugerindo que a competição afeta tanto a espécie nativa como a espécie invasora. Uma vez que a espécie nativa possui área foliar especifica menor em relação à espécie invasora, espera-se que ela apresente uma perda menor de nutrientes e, conseqüentemente, uma maior conservação/retenção dos nutrientes, o que favoreceria sua persistência em ambientes como o cerrado. No entanto, com a ocorrência de distúrbios e possíveis alterações na disponibilidade de nutrientes, a gramínea nativa pode ser deslocada pela invasora, que apresenta maior capacidade de colonizar novas áreas por meio de maiores taxas de germinação e estabelecimento; e maior produtividade, apresentando maiores taxas fotossintéticas, sendo mais eficiente no uso do nitrogênio.Many African grasses have been introduced in Brazil and have invaded areas of Brazilian savannas, thus becoming a major threat to the biological diversity of this biome. Traits involving evolutionary trade-offs that influence the species adaptive strategies, such as differences in nutrient uptake, nutrient loss and biomass allocation in response to plant competition and facilitation, and environmental stress and disturbance, will influence individual performance and population maintenance in plant communities. Therefore, it is extremely important to identify the mechanisms associated with invasiveness that lead to a better performance of exotic species over co-occuring natives. Comparisons involving traits of both native and exotic species may lead to a better understanding concerning the success of invasions. This study sought to recognize possible competitive strategies adopted by an invasive grass, Urochloa decmbens, and a native grass, Echinolaena inflexa, in a Brazilian savanna. In order to identify aspects relative to their colonization strategies, the reproductive fenologies and seed viability and germination rates of both species were analyzed. An experiment with potted plants was performed where seeds of both species were sown in different relative proportions to each other. Three census were carried out during a period of 12 months to evaluate survival, growth and fecundity of both species. Gas exchange and chlorophyll fluorescence were quantified for each species in pure and mixed stands in the field; total and specific leaf area for both species were also measured. In the potted experiment, when seeds of both species were sown together, the growth of the native species was suppressed by the exotic species. In pure treatments, however, individuals of the native species grew in size, but only 2% reproduced. On the other hand, individuals of the exotic species grew in size and reproduced in all treatments, demonstrating that this species allocated enough resources for both growth and reproduction. The photosynthetic rates were greater for the invasive species, however, in mixed stands, both species had their photosynthetic rates and capacities decreased. The smaller specific leaf area of the native species suggests lower rates of nutrient loss than the invasive species, which would favor its persistence in nutrient poor environments, as the Brazilian savannas. Yet, with the occurrence of disturbances and variable nutrient availabilities, the native species might be displaced by the invasive species, since the later possesses traits leading to a higher competitive ability in such conditions