Get access

Influence of Exotic Earthworms on the Soil Organic Horizon and the Rare Fern Botrychium mormo

Authors


*Current address: School of Forestry, University of Montana, Missoula, MT 59812, U.S.A., email mjgundal@yahoo.com

Abstract

Abstract: Forests north of the last glacial extent have no native earthworms. Exotic earthworms are now colonizing forests that are naturally free of earthworms. It is currently unknown how these exotic earthworms might affect rare plants. To determine whether there is an association between the presence of an exotic earthworm species and extirpation of the rare fern Botrychium mormo, I surveyed 28 populations documented and counted previously. I estimated current population sizes of B. mormo, soil horizon thickness, earthworm species present, and carbon content, nitrogen content, and pH of the A soil horizon. Two earthworm species were abundant, Lumbricus rubellus and Dendrobaena octaedra. Dendrobaena octaedra had no significant association with any soil variable or with B. mormo extirpation. Lumbricus rubellus was significantly associated with B. mormo extirpation and a mull humus type. Where L. rubellus was present, O1 and O2 horizons were significantly thinner. I conducted a laboratory microcosm experiment to determine whether L. rubellus could create the conditions it was associated with in the field. Microcosms with L. rubellus resulted in a significant reduction in the thickness of the O1 and O2 horizon and a significant increase in the thickness of the A horizon. This experiment suggests that L. rubellus created the conditions with which it was associated in the field. The intrinsic rate of increase (r) of B. mormo was best explained by the O2 depth, which implies that this soil layer supplies a critical resource. My results support the idea that exotic earthworms alter the forest floor, leading to negative changes in native vegetation.

Abstract

Resumen: Los bosques al norte de la última extensión glacial no tienen lombrices de tierra nativas. Lombrices de tierra exóticas están colonizando bosques que se encuentran libres de lombrices de tierra de manera natural. Actualmente no se sabe cómo estas lombrices de tierra exóticas pueden afectar plantas raras. Para determinar si existe una asociación entre la presencia de una especie de lombriz de tierra exótica y la extirpación del helecho raro Botrychium mormo, evalué 28 poblaciones documentadas y contadas previamente. Estimé los tamaños poblacionales de B. mormo, el grosor del horizonte del suelo, las especies de lombrices de tierra presentes y C, N y pH del horizonte de suelo A. Dos especies de lombrices de tierra fueron abundantes Lumbricus rubellus y Dendrobaena octaedra. D. octaedra no tuvo una asociación significativa con ninguna de las variables del suelo ni con la extirpación de B. mormo. L. rubellus estuvo significativamente asociada con la extirpación de B. mormo y un tipo de humus. Donde se encontraba presente L. rubellus, los horizontes O1 y O2 fueron significativamente más delgados. Realicé un experimento de microcosmo en laboratorio para determinar si L. rubellus podría crear las condiciones en las que estaba asociado en el campo. El microcosmo con L. rubellus resultó en una reducción significativa del grosor de los horizontes O1 y O2 y un incremento significativo en el grosor del horizonte A. Este experimento sugiere que L. rubellus creó las condiciones con las que estaba asociado en el campo. La tasa intrínseca de crecimiento (r) de B. mormo fue mejor explicada por la profundidad del O2, esto implica que esta capa del suelo aporta un recurso crítico. Mis resultados apoyan la idea de que las lombrices terrestres exóticas alteran el suelo del bosque, conduciendo a cambios negativos en la vegetación nativa.

Ancillary