Resumen de Patrones de introducción deliberada, predicción de invasiones y análisis de impactos de especies de plantas ornamentales en España

Álvaro Bayón Medrano

• español

  La introducción de especies no nativas invasoras es de gran preocupación en el contexto del cambio global debido a los impactos ambientales y socioeconómicos (por ejemplo, sobre la salud humana, sobre infraestructuras, sobre agricultura y silvicultura) que pueden causar. Para las especies de plantas no nativas, la introducción deliberada de ornamentales es una de las vías de entrada más importantes. En el proceso de intoducción de plantas ornamentales, los valores estéticos y de utilidad son muy relevantes para seleccionar ciertos rasgos, pero también hay características que pueden ser seleccionadas para hacer frente a las condiciones climáticas del área de plantación. Por lo tanto, para evitar la introducción y propagación de las especies ornamentales más dañinas es importante identificar las especies que pueden causar mayores impactos, así como sus rasgos biológicos en relación con las características geográficas y socioeconómicas de las ciudades en que están plantadas. En esta tesis, analizamos los rasgos morfológicos y funcionales asociados con el uso de plantas ornamentales no nativas. También hemos evaluado el potencial invasor de estas especies y los impactos que pueden causar. Con esta información presente, hemos establecido listas para la priorización de especies para el manejo, que tienen como objetivo establecer protocolos para prevenir invasiones biológicas. Las especies del estudio fueron 914 especies de plantas comerciales de 21 grandes viveros, y 474 especies de plantas leñosas de 46 parques y jardines urbanos de España. Como resultado principal de nuestra evaluación, hemos agrupado las especies en seis listas, de la siguiente manera: Listas de Prioridad. Compuestas por ocho especies invasoras reguladas, que no deberían venderse en viveros, cuatro de ellas plantadas de manera irregular en parques urbanos. Destacamos una especie, Ailanthus altissima, debido a que aparece en casi la mitad de los parques y está disponible en el comercio, pero también está regulada como especie invasora tanto por la legislación española como europea. La presencia de estas especies a la venta en viveros o plantadas en parques urbanos indica que la regulación no se está aplicando con la suficiente eficiencia. Listas de Atención. Compuestas por especies invasoras y potencialmente invasoras con alto nivel de causar impactos potenciales, tanto ambientales como socioeconómicos. La lista de atención está compuesta por 68 especies vendidas en viveros y 47 especoes presentes en parques y jardines. Ambas listas de atención —la de los viveros y la de los parques— tienen especies en común, como Robinia pseudoacacia y Eucalyptus globulus, ambas especies con un elevado potencial de invasión. Listas de Vigilancia. Estas listas contienen especies invasoras y potencialmente invasoras con pocos o ningun impacto potencial. Las listas de vigilancia tienen 27 especies en viveros y 12 especies en parques. Ambas tienen especies en común. Listas Verdes. Formadas por especies que no tienen potencial invasor. Solo seis especies han sido identificadas, y solo una especie leñosa, Ficus benjamina, está en la lista verde de parques. El resto de las especies fueron incluidas, ya fuera en Listas de Incertidumbre (es decir, especies cuyo potencial de invasión no pudimos analizar, y que requieren de una revisión adicional una vez que se disponga de mejores datos) o en Listas de Datos Deficientes (es decir, especies para las que no había suficiente información que analizar). Además, para clasificar las especies de las listas de atención y vigilancia, proporcionamos un sistema novedo semicuantitativos denominado “Índice de Prioridad”, basado en cuatro factores: los impactos ambientales y socioeconomicos que la especie puede causar, su potencialidad de invasion cuantificada por una evaluación de riesgos de malezas (WRA, por sus siglas en inglés ‘Weed Risk Assessment’) establecido por primera vez en Australia, y un indicador del interés de la especie para las personas, el valor de tendencia estándar (STV, por sus siglas en inglés ‘Standard Trending Value’) cuantificado mediante Google Trends. Hemos comprobado que para las especies de viveros, no existe relación entre su estado de invasion (es decir, invasora, naturalizada, subespontánea o aún ausente en la naturaleza) en España y su STV, ni con su puntuación de WRA, ni con la puntuación del Índice de Prioridad. Esto implica que el estado de una especie potencialmente invasora no influye en ninguno de los factores del Índice de Prioridad. Sin embargo, para las especies en los parques, encontramos que las especies con mayor STV tienen una mayor ocurrencia. Este resultado sugiere que la población puede realizar más búsquedas en línea de aquellas plantas que ven con mayor frecuencia en su entorno urbano. Las especies no nativas plantadas en parques urbanos pueden causar gran número de impactos en los ecosistemas naturales. Hemos documentado que la competencia y la modificación de los habitats pueden ser los impactos más comunes, seguido del daño a la salud humana. Cada especie con potencial de causar estos impactos están presentes, de media, en más de siete parques, y desafortunadamente, muchas especies pueden causar varios impactos a la vez. El grupo de impactos más relevante que puede causar una especie no nativa es la competencia, la toxicidad, la alteración de la sucesión natural y los daños en las estructuras del hábitat. También puede haber una alta correlación entre la toxicidad y la alelopatía, la agricultura y los daños a la salud humana. Hemos hallado que los parques con mayores temperaturas en el mes más frío tienen más plantas no nativas con flores conspicuas, lo que está relacionado con la polinización entomófila. Además, los parques con mayor rango de temperaturas anuales tienen menor tolerancia a la sombra y mayores valores de perfil de rusticidad. La rusticidad es un valor que cuantifica la habilidad para sobrevivir a la adversidad climática; menores valores de rusticidad implica supervivencia a menores temperaturas; el perfil de rusticidad de un parque es el valor mediano de la rusticidad de todas las especies de ese parque. Esas correlaciones muestran un posible sesgo de selección en la introducción de especies no nativas basada en sus rasgos, dependiendo de las condiciones climáticas de la ciudad en que han sido introducidas. Es probable que los rasgos de las plantas y los factores climáticos y socioeconómicos asociados con la introducción de las especies de plantas sean diferentes a los que se relacionan con el proceso de invasión. Por tanto, en esta tesis analizamos cómo la proporción de especies no nativas respecto al total de especies, y la proporción de especies establecidas (naturalizadas e invasoras) respecto al total de especies no nativas, se relacionan con las variables climáticas y socioeconómicas, y con los perfiles de rasgos de plantas de los parques. Hemos encontrado una menor proporción de especies no nativas en parques donde el rango mediano de rusticidad de las especies que los componen es mayor. Esto es probablemente debido a un sesgo en la introducción de especies, en el que la estética y otras características son más relevantes que la tolerancia climática. Además, hemos encontrado mayor proporción de especies no nativas en ciudades donde los hogares son mayores —relacionado con grupos familiares— y donde los habitantes sobre el medio ambiente. Sin embargo, el efecto de los grupos familiares es inverso, probablemente debido a la limitada cantidad de información, a una posible percepción positiva de la presencia de especies no nativas, o al hecho de que estas personas carezcan de voz directa en la toma de decisiones. Respecto a la proporción de especies establecidas, encontramos una correlación negativa con el rango de temperatura anual. Esto indica que las especies no nativas plantadas en ambientes poco continentales tienen una mayor propensión a establecerse, y por lo tanto, a invadir. Por lo tanto, se debe tener mucha precaución en los parques ubicados en áreas costeras y valles fluviales. En general, esta tesis destaca las dimensiones multivariantes que actúan cuando la sociedad selecciona especies ornamentales no nativas. Muchas de esas introducciones pueden terminar en invasiones y causar impactos. Esta tesis ha desarrollado una herramienta de base científica para evaluar estos riesgos. Esta herramienta puede ser utilizada por los administradores ambientales para priorizar y seleccionar qué especies de plantas no nativas se pueden plantar como ornamentales sin causar efectos nocivos a la sociedad y a los sistemas naturales

• English

  The introduction of non-native invasive species is of great concern in the context of global change because the environmental and socioeconomic impacts (e.g. on human health, on infrastructures, on agriculture and forestry) they can cause. For non-native plant species, the deliberate introduction of ornamentals is one of the most important pathways of entry. In the process of introduction ornamental plants, aesthetic and utility values are very relevant to select for certain traits, but there are also traits that might be selected to cope with the climatic conditions of the planting area. Therefore, to prevent the introduction and spread of the most harming ornamental species it is important to identify the species that might cause the greatest impacts as well as their biological traits in relation to geographical and socioeconomic characteristics of the towns where they are planted. In this thesis, we have analyzed the morphological and functional traits associated with the use of ornamental non-native plants. We have also assessed the invasive potential of these species and the impacts they might cause. With this information in hand, we have established lists for prioritizate of species for management which aim to establish protocols to prevent biological invasions. The species of study were 914 commercial plant species from 21 large nurseries, and 474 woody plant species from 46 urban parks and gardens in Spain. As the main result of our assessment, we have grouped the species in six lists as follow: Priority lists. Composed by eight invasive regulated species, that should not be sold by nurseries, four of them undudly planted in urban parks. We highlight one species, Ailanthus altissima, because it appears in almost half of the parks and is available in commerce, but is also regulated as invasive species by both the Spanish and European legislation. The presence of these species sold in nurseries or planted in urban parks indicates that the regulation is not being applied efficiently enough. Attention lists. Composed by invasive and potential invasive species with high level of causing potential impacts, both environmental and socioeconomic. The attention list is composed by 68 species sold in nurseries and 47 species present in parks and gardens. Both attention lists —the one of nurseries and the one of parks— have species in common, such as Robinia pseudoacacia and Eucalyptus globulus, both species showing a high potential of invasion. Watch lists. This lists contains invasive and potential invasive species with few or no potential impacts. The watch lists have 27 species in nurseries and 12 species in parks. Both lists have species in common. Green lists. Formed by species with no invasion potential. Only six species in nurseries were identified, and only one woody species, Ficus benjamina, is in the green list of parks. The rest of species where included, either in uncertainty lists (i.e. species whose potential of invasion we were unable to analyze, and which require further review once better data becomes available) or in data deficient lists (i.e. species for which there was not enough information to analyze). Furthermore, to rank species from the attention and watch lists we provide a novel semi-quantitative system named Priority Index, based on four factors: the environmental and socioeconomic impacts the species can cause, their invasive potential quantified by a weed risk assessment (WRA) first stablished in Australia and an indicator of the interest of the species to people, the standard trending value (STV) quantified by Google Trends. We have shown that for nursery species, there is no relation between their invasion status (i.e. invasive, naturalized, casual or are yet not present in the wild) in Spain and STV, nor with the WRA score or the Priority Index score. This implies that the status of a potential invasive species does not influence on any of the factors of the priority index. However, for species in parks we found that species with higher STV have a higher occurrence. This result suggests that population can perform more online searches for those plants that they see most frequently in its urban environment. Non-native species planted in urban parks could cause many impacts in natural ecosystems. We documented that competition and modification of habitats could be the most common potential impacts, followed by harm to human health. Each species with potential to cause these impacts are present on average in more than seven parks and unfortunately many species could cause several impacts at a time. The most relevant cluster of impacts a non-native species can cause is competition, toxicity, alteration of natural succession, and damages on habitat structures. There can also be a high correlation between toxicity and allelopathy with agriculture, and with damages to human health. We found that parks with highest temperatures in the coldest month have more non-native plants with conspicuous flowers, which is related to entomophilic pollination. Moreover, parks with the highest range of annual temperatures have lower tolerance to shadow and higher values of hardiness profile. The hardiness is a value that quantifies the ability to survive to climatic adversity; lower values of hardiness implies survival at lower temperatures; the hardiness profile of a park is the median value of the hardiness of all the plant species of this park. These correlations show possible selection biases in the introduction of non-native species based on their traits depending on the climatic conditions of the town where they have been introduced. The plant traits and the climatic and socioeconomic factors associated with the introduction of plant species are likely to be different to those related to the invasion process. Therefore, in this thesis, we analyzed how the proportion of non-native species respect to the total of species, and the proportion of established (naturalized and invasive) species respect to the total of non-native species, is related to climatic and socioeconomic variables, and to the plant trait profile of the parks. We found lower proportion of non-native species in parks where the median hardiness range of the species that compose them is higher. It is probably due to a bias in the introduction of species, in which aesthetics and other characteristics are more relevant than climatic tolerance. Furthermore, we found higher proportion of non-native species in cities where households are larger —related to family groups— and where inhabitants are older, probably due to the fact that younger people have higher awareness about environment. However, the effect on family groups is the reverse, probably due to the limited amount of information, a positive view of the presence of non-native species, or the fact that these people lack a direct voice in decision-making. Regarding the proportion of established species, we found a negative correlation with the annual temperature range. This indicates that non-native species planted in low continental environments have higher propensity to establish and, therefore, to invade. Therefore, high caution should be taken in parks located in coastal areas and river valleys. Overall, this thesis highlights the multivariate dimensions acting when society select ornamental non-native species. Many of these introduced species could become invasive and cause impacts. The thesis has developed a scientific based tool to assess these risks. This tool can be used by environmental managers to prioritize and select which species on non-native plants can be planted as ornamental without causing harming effects to the society and to natural systems