Consequences of invasive grass removal on above and below ground ecosystem dynamics within abandoned agricultural land in the Laguna Cartagena National Wildlife Refuge, Puerto Rico

Abstract

In the tropics, abandoned pasturelands often remain in an arrested state of succession due to non-native grass invasions. Initial restoration approaches often focus on the direct removal of these species. To test if invasive grass removal positively affects ecosystem function, non-native grass was mechanically removed (i.e. completely, or aboveground) within abandoned agricultural land in Puerto Rico. Aboveground plant biomass recovered to pretreatment levels in within 6 months after treatment establishment. At the end of 2 years the dominant species in all treatment plots were still non-native grasses. Total plant available N was highest in the complete removal plots immediately after the non-native grass removal and quickly dropped to the levels found in the control and mowed treatments 4 months after treatment establishment. Fluxes of P were variable and showed no clear pattern, however, theses fluxes were consistently higher in aboveground removal and control plots throughout the experiment. Likewise, soil microbial composition and structure was highly variable across treatments. At least in the short term, complete vegetation removal resulted in higher species richness by stimulating emergence of non-native species and provided a pulse of N.

Zonas tropicales con pastizales abandonados a menudo permanecen en un estado detenido de sucesión, primordialmente a causa de gramíneas no-nativas. El enfoque de técnicas restaurativas tiende a ser la eliminación de gramíneas no-nativas. Con la meta de determinar si la remoción de gramíneas invasoras impacta positivamente distintos procesos en el ecosistema, gramíneas invasoras fueron mecánicamente removidas (completamente, y a nivel del suelo) en terrenos agrícolas abandonados en Puerto Rico. Seis meses luego de establecer los tratamientos, la biomasa vegetal sobre el suelo volvió a niveles de pre-tratamiento. Luego de 2 años de experimentación, todas las parcelas estaban dominadas por gramíneas no-nativas. Inmediatamente, luego de la remoción completa de gramíneas no-nativas, hubo un pulso de N, el cual bajó a niveles de control y remoción a nivel del suelo en 4 meses luego de establecer los tratamientos. Los flujos de P no establecieron un patrón claro, y fueron variables durante todo el experimento. Sin embargo, los flujos de P, fueron más altos en las parcelas control y donde las gramíneas no nativas se removieron a nivel del suelo. Similarmente, la composición microbiana en el suelo fue variable durante todo el experimento. No obstante, por lo menos a corto plazo, la remoción completa de gramíneas no nativas resultó en un incremento en la riqueza de especies, y en la aparición de leguminosas que probablemente proveyeron el pulso de N.