Subsidies to ecological management of the biological invasion by a palm tree in Atlantic forest areas

A introdução de espécies exóticas, resultando em processos de invasão biológica em ambientes naturais, é um dos efeitos humanos indiretos que atualmente mais ameaçam a biodiversidade global. Apesar das invasões biológicas causarem muitos impactos negativos, elas ainda são pouco estudadas nos ambientes tropicais megadiversos. A palmeira australiana Archontophoenix cunninghamiana, inicialmente introduzida para fins ornamentais, tornou-se invasora de fragmentos remanescentes de Mata Atlântica no estado de São Paulo. Foi sugerida como ação de manejo a substituição da A. cunninghamiana pela palmeira nativa Euterpe edulis. Assim, o objetivo geral deste estudo foi comparar os estágios demográficos inicias dessas duas espécies de palmeiras, visando subsidiar a substituição de A. cunninghamiana em fragmentos florestais invadidos. Realizamos experimentos no interior de um fragmento florestal urbano (Reserva Florestal do Instituto de Biociências, São Paulo/SP) impactado pela espécie invasora. No interior do fragmento, analisamos a chuva de sementes local (por meio de coletores distribuídos acima do solo), a longevidade das sementes (realizando um experimento de soterramento) e o estabelecimento de plântulas resultantes de semeadura direta de ambas as espécies. Em laboratório, testamos os efeitos diretos e indiretos da espécie invasora sobre a germinação de E. edulis, respectivamente por meio de experimentos de germinação conjunta e por meio da liberação de substâncias alelopáticas em soluções de lixiviados das folhas e frutos de A. cunninghamiana. A palmeira invasora não apresentou nenhum efeito sobre a germinação e formação de plântulas da E. edulis. Mesmo assim, a palmeira nativa apresentou desempenho inferior nesses estágios, devido às suas baixas taxas de germinação e de viabilidade resultando em poucas plântulas formadas, o que evidenciou um gargalo demográfico próprio da espécie. A composição da chuva de sementes indicou uma elevada pressão de propágulos da palmeira invasora sobre a comunidade nativa, já que mais de 30% das sementes zoocóricas encontradas pertenciam a A. cunninghamiana. O experimento de longevidade indicou que ambas as espécies apresentaram bancos de sementes transientes, o que é vantajoso no controle da espécie exótica, mas desvantajoso quando se deseja reintroduzir a palmeira nativa por meio de semeadura. No experimento de semeadura direta, a sobrevivência das plântulas de ambas as espécies também apontou um desempenho melhor de A.cunninghamiana. Portanto, nossos resultados demonstraram vantagens da palmeira invasora nos estágios demográficos inicias quando em o-ocorrência com a E. edulis, em condições florestais naturais. Por isso, recomendamos ações de manejo direcionadas majoritariamente aos indivíduos reprodutivos da A. cunninghamiana, já que eles produzem elevadas quantidades de sementes, que se estabelecem rapidamente.The introduction of alien species in natural habitats resulting in processes of biological invasions is one of the indirect human actions which nowadays threaten global biodiversity. Although bioinvasions usually cause huge negative impacts in the native biota, they are still little studied in the megadiverse tropical environments. The Australian palm tree Archontophoenix cunninghamiana, initially introduced for ornamental purposes, became an invader in remnant patches of the Atlantic forest, in São Paulo state. The substitution of A. cunninghamiana by the native palm Euterpe edulis has been proposed as a management action. The main objective of this study was to compare the first demographic stages of these two palm species, aiming at subsidizing the substitution of A. cunninghamiana in invaded forest patches. We performed experiments inside an urban Atlantic forest patch (Reserva Florestal do Instituto de Biociências, São Paulo/SP) impacted by the invasive species. Inside the fragment we assessed local seed rain (through seed traps distributed above soil level), seed longevity (performing a burying experiment) and seedling establishment (resulting from direct seed sowing) of both species. At laboratory, we tested both direct and indirect effects of the invasive species over E. edulis germination through combined experiments - species were put to germinate together - and by testing for the release of allelopathic substances from A. cunninghamiana leaves and fruits on leachate solutions. The invasive palm did not show any effect on E. edulis germination and seedling formation. Even so, the native palm showed lower performance at these stages, due to low germination and viability rates, and consequently little seedling formation, evidencing a demographic bottleneck. The seed rain composition indicated high propagule pressure of the invasive palm over the forest community, since more than 30% of the zoochorous seeds belonged to A. cunninghamiana. The longevity experiment showed transient seed banks for both species, what is advantageous for controlling the alien species but not for reintroducing the native palm through seed sowing. In the seed sowing experiment, seedling survival of both species together pointed to a much better performance of A. cunninghamiana. In conclusion, our results showed advantages of the invasive palm in the initial phases when co-occuring with E. edulis in the forest conditions. We then recommend management actions directed primarily to A. cunninghamiana reproductive individuals, as they provide high amounts of seeds that quickly establish