Importance of seed bank for the management of invasive Acacia dealbata

Abstract

The management of invasive plants is a hard task, which may be further hampered by the existence of extensive and long-lived seed banks. Acacia dealbata is an Australian tree considered one of the most aggressive invasive plant species in Portugal; the species is known to produce a persistent seed bank, but its extension and viability hasn’t been explored. In this work we aim to characterize the seed bank of A. dealbata, namely its extension, germinability and viability, in order to contribute to the management of the species, but also increase knowledge about its ecology. The extension of the seed bank was assessed by collecting soil samples in invaded stands and adjacent areas and counting the seeds. These were then germinated at 25ºC and some were exposed to an initial temperature of 60ºC, aiming to assess the effect of extreme soil temperature in dormancy breaking. Results showed that beneath canopy the seed bank averaged 4 608 seed/m2 (± 820), but maximum values can reach 62 747 seeds/m2. In areas adjacent to the invaded stands a mean value of 9 seeds/m2 (± 5) was found, with maximum values of 632 seeds/m2. Although only 8,6% of the seeds germinated without any stimulus, in total 89,7% of the seeds found showed to be viable after scarification, with 81% of the seeds remaining dormant in the soil. Of the seeds exposed to 60ºC almost 64% germinated without any physical stimulation, suggesting that extreme soil temperatures, reached in hot days, may break seed dormancy. Multivariate analysis showed that the probability of accumulating high numbers of seeds in soil decreases with higher stoniness and root density, and increases with higher A. dealbata density and with fewer fire events. Our results show that the soil seed bank of A. dealbata is numerous and viable, suggesting that risk of reinvasion after plant removal is very high. It was also shown that the species has the ability to disperse seed beyond invaded stands Although frequently disregarded, this study alerts for the need to include extensive and long-lived seed banks in the management of invasive plants, since these hidden legacies may quickly hamper control efforts. Alternatives to deal with such seed banks are discussed.

O controlo de plantas invasoras é uma tarefa árdua, dificultada pela existência de bancos de sementes extensos e com longa viabilidade. A espécie Acacia dealbata é uma árvore nativa da Austrália, considerada como uma das espécies invasoras mais agressivas em Portugal. Sabe-se que o seu banco de sementes permanece viável no solo por muitos anos, no entanto a sua extensão e a viabilidade das sementes não são ainda conhecidos. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar esse banco de sementes, a sua extensão, viabilidade e germinabilidade, de forma a contribuir para a sua gestão e para o conhecimento geral sobre a ecologia da espécie. A extensão do banco de sementes foi avaliada através da recolha de amostras de solo em áreas invadidas e zonas adjacentes não invadidas, realizando-se depois a contagem das sementes. Depois de contabilizadas, as sementes foram postas a germinar a 25ºC, sendo que uma parte foi exposta a uma temperatura inicial de 60ºC, com o objetivo de perceber se temperaturas extremas no solo podem quebrar a dormência das sementes. Os resultados indicam que nas áreas invadidas o banco de sementes tem uma densidade média de 4 608 sementes/m2 (± 820), sendo que os valores máximos observados foram de 62 747 sementes/m2. Nas áreas adjacentes observaram-se em média 9 sementes/m2 (± 5), com um valor máximo de 632 sementes/m2. Apesar de apenas 8,6% das sementes terem germinado sem qualquer estímulo, 89,7% do banco de sementes germinou após a escarificação das sementes, indicando que 81% das sementes armazenadas no solo se encontram dormentes. Das sementes inicialmente expostas a 60ºC, cerca de 64% germinaram sem escarificação, sugerindo que a ocorrência de temperaturas anormalmente altas pode estimular a germinação. De acordo com a análise estatística efetuada a probabilidade o número de sementes acumuladas no solo diminui com o aumento de pedregosidade e com a densidade de raízes; por outro lado, o banco de sementes aumenta com densidade de A. dealbata e em áreas sujeitas a menos incêndios. Os resultados obtidos demonstram a elevada viabilidade e densidade do banco de sementes de A.dealbata, evidenciando o elevado risco de reinvasão de áreas onde se realizam ações de controlo da espécie. Este estudo alerta para a necessidade de incluir a gestão do banco de sementes nos planos de controlo de espécies invasoras,alertando para o facto de a espécie ser capaz de dispersar sementes atém das áreas invadidas. Estas características transformam o banco de sementes numa herança escondida, que pode dificultar as ações de controlo. São discutidos diferentes métodos possíveis para lidar com bancos de sementes.