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Assessing the Potential to Restore Historic Grazing Ecosystems with Tortoise Ecological Replacements

Authors


Abstract

The extinction of large herbivores, often keystone species, can dramatically modify plant communities and impose key biotic thresholds that may prevent an ecosystem returning to its previous state and threaten native biodiversity. A potentially innovative, yet controversial, landscape-based long-term restoration approach is to replace missing plant-herbivore interactions with non-native herbivores. Aldabran giant (Aldabrachelys gigantea) and Madagascan radiated (Astrochelys radiata) tortoises, taxonomically and functionally similar to the extinct Mauritian giant tortoises (Cylindraspis spp.), were introduced to Round Island, Mauritius, in 2007 to control the non-native plants that were threatening persistence of native species. We monitored the response of the plant community to tortoise grazing for 11 months in enclosures before the tortoises were released and, compared the cost of using tortoises as weeders with the cost of using manual labor. At the end of this period, plant biomass; vegetation height and cover; and adult, seedling, flower, and seed abundance were 3–136 times greater in adjacent control plots than in the tortoise enclosures. After their release, the free-roaming tortoises grazed on most non-native plants and significantly reduced vegetation cover, height, and seed production, reflecting findings from the enclosure study. The tortoises generally did not eat native species, although they consumed those native species that increased in abundance following the eradication of mammalian herbivores. Our results suggest that introduced non-native tortoises are a more cost-effective approach to control non-native vegetation than manual weeding. Numerous long-term outcomes (e.g., change in species composition and soil seed bank) are possible following tortoise releases. Monitoring and adaptive management are needed to ensure that the replacement herbivores promote the recovery of native plants.

Estudiando el Potencial para Restaurar Ecosistemas Históricos de Forrajeo con Reemplazos Ecológicos de Tortugas Terrestres

Resumen

La extinción de grandes herbívoros, casi siempre especies clave, puede modificar dramáticamente a las comunidades de plantas e imponer umbrales bióticos claves que pueden impedir que un ecosistema regrese a su estado previo y que amenacen a la biodiversidad nativa. Una aproximación potencialmente innovadora, a largo plazo basada en el paisaje, pero controversial, consiste en reemplazar las interacciones herbívoro-planta faltantes con herbívoros no-nativos. Aldabrachelys gigantea y Astrochelys radiata son tortugas terrestres similares funcional y taxonómicamente a la especie extinta Cylindraspis spp., que fueron introducidas a Round Island, Mauricio, en 2007 para controlar a las plantas no-nativas que estaban amenazando la persistencia de especies nativas. Monitoreamos la respuesta de la comunidad vegetal al forrajeo de las tortugas durante 11 meses en encierros antes de que las tortugas fueran liberadas y comparamos el costo de usar a las tortugas como eliminadores de hierbas con el costo de usar labor manual. Al final de este periodo la biomasa vegetal, la altura y cobertura de la vegetación, y la abundancia de adultos, plántulas, flores y semillas eran entre 3–316 veces más grandes en terrenos control adyacentes que en los encierros con tortugas. Después de su liberación, las tortugas forrajearon a casi todas las plantas no-nativas y redujeron significativamente la cobertura de la vegetación, altura y producción de semilla, igualando los resultados del estudio de los encierros. Las tortugas en general no comieron especies nativas aunque sí consumieron aquellas especies nativas cuya abundancia incrementó después de la erradicación de mamíferos herbívoros. Nuestros resultados sugieren que las tortugas no-nativas introducidas son una aproximación más económica que el deshierbe manual para controlar a la vegetación no-nativa. Numerosos resultados a largo plazo (e.g., cambios en la composición de especies y el banco de semillas en el suelo) son posibles una vez liberadas las tortugas. Se requiere de monitoreo y manejo adaptativo para asegurar que los herbívoros de reemplazo promuevan la recuperación de las plantas nativas.

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