Floristic composition and potential invasiveness of alien herbaceous plants in Western Mexico / Composición florística y potencial de invasión de plantas herbáceas exóticas en el occidente de México

ABSTRACT

Abstract Introduction: Numbers of alien plant species are rising around the globe, but not all of them become invasive. Whereas introductions have been documented for several decades in some regions of the world, knowledge on alien species in Western Mexico is limited. Here, we study roadside vegetation along an elevational gradient, which includes a protected area. Objective: We analysed the floristic composition of herbaceous alien species, their distribution patterns, and their relationship with various environmental factors. A relative importance value index (IVI) identified the most important and, therefore, probably invasive taxa. Methods: During 2017 and 2018, roadside vegetation was documented with 4-6 transects every 300 altitudinal meters, from 0 to 2 100 m, for a total of 37 transects. Each transect consisted of five 1 m² plots. All herbaceous species were registered and alien taxa identified. A cluster analysis distinguished grouping of species based on elevation. The potentially invasive species were identified by their IVI, based on the sum of relative frequency and density values. The influence of environmental variables was analysed with a canonical correspondence analysis. Results: Most alien species were grasses; other families were represented by one or two species. The species were grouped into three main clusters. The first group included rare species, the second consisted of species restricted to higher altitudes, and the third group were tropical taxa with a distribution from sea level to medium altitudes. The most important potentially invasive species were Urochloa maxima, Melinis repens, Eragrostis ciliaris and Cynodon dactylon, all African grasses introduced for grazing. The IVI of the species was related to tree cover, leaf litter depth and surface stone cover for some species and, for others, to soil compaction, distance to major roads and elevation. Conclusions: The alien ruderal species clustered according to the general climate (temperate vs. tropical). Grasses of African origin are of highest concern as invasive species. Although most introductions are related to human disturbance, each species becomes dominant under certain environmental conditions. Thus, management programs must be specifically adjusted to each individual invasive alien.

RESUMEN

Resumen Introducción: El número de especies de plantas exóticas está aumentando en todo el mundo, pero no todas las especies se convierten en invasoras. Si bien para algunas regiones la introducción de especies se ha documentado durante varias décadas, para el occidente de México los conocimientos sobre especies exóticas son escasos. Aquí, estudiamos la vegetación de los bordes de las carreteras a lo largo de un gradiente altitudinal en una región que incluye un área protegida. Objetivos: Estudiamos la composición florística de las herbáceas exóticas, sus patrones de distribución y su relación con diversos factores ambientales. El índice de valor de importancia (IVI) de las especies identificó las especies más importantes, y por lo tanto probablemente invasoras. Métodos: Durante el 2017 y 2018 se documentó la vegetación del borde de la carretera con 4-6 transectos en cada nivel de elevación de 300 m, de 0 a 2 100 m, para un total de 37. Cada transecto constó de cinco parcelas de 1 m². Se registraron todas las especies herbáceas y se identificaron las especies introducidas. Un análisis de agrupamiento identificó los grupos de especies basado en sus patrones de distribución relacionadas con la elevación. Las especies potencialmente invasoras se identificaron por su IVI, basado en la suma de la frecuencia relativa y la densidad relativa. La influencia de las variables ambientales fue estudiada mediante un análisis de correspondencia canónica. Resultados: La mayoría de las especies exóticas fueron pastos, otras familias estuvieron representadas por una o dos especies. Las especies formaron tres grupos principales. El primero incluyó especies raras; el segundo las especies distribuidas principalmente en elevaciones altas, y el tercero incluyó los taxones con una distribución desde el nivel del mar hasta elevaciones medias. Las especies más importantes y potencialmente invasoras fueron Urochloa maxima, Melinis repens, Eragrostis ciliaris y Cynodon dactylon, todas gramíneas africanas introducidas como forraje para el ganado. El IVI de las especies se relacionó con la cobertura de árboles, profundidad de hojarasca y con pedregosidad para algunas especies, y para otras con la compactación del suelo, la distancia a carreteras (federales) y elevación. Conclusiones: Las especies ruderales exóticas se agruparon según el clima general (templado vs. tropical). Las gramíneas de origen africano son las que más preocupan como especies invasoras. Aunque la mayoría de las introducciones están relacionadas con las alteraciones humanas, cada especie se vuelve dominante en determinadas condiciones ambientales. Por ello, los programas de manejo deben ajustarse específicamente a cada especie exótica invasora.