Long-Term Effects of Aeration and Fire on Invasion of Exotic Grasses in Mixed-Brush Plant Communities

Abstract

Invasion of exotic grasses into grasslands dominated by native plants changes fire cycles and reduces biodiversity. Brush management practices that create soil disturbance, such as aeration, may potentially result in invasion of exotic grasses and replacement of native vegetation. We tested the hypothesis that a long-term effect of aeration and prescribed burning is an increase in exotic grasses. The study was conducted at the Chaparral Wildlife Management Area in the western south Texas plains where four treatments were evaluated: aeration, warm-season burn, aeration followed by a warm-season burn, and no treatment (control). The experimental design was a randomized complete block with four replicates. We estimated percentage canopy cover of exotic grasses, native grasses, forbs, litter, bare ground, and woody and succulent plants in 2007. There was a multivariate main effect among treatments for the dependent variables absolute canopy cover of exotic grasses, native grasses, forbs, litter, and bare ground (Wilks’s Lambda F15,179.84=2.78, P=0.001). Variables that contributed to the significant overall effect included litter (F3,69=4.32, P=0.008) and native grasses (F3,69=6.11, P=0.001). The multivariate main effect of treatment was significant (Wilks’s Lambda F9,180.25=2.04, P=0.038) for the relative canopy cover of herbaceous species. Relative cover of exotic grasses was 31% higher (P = 0.024) in control than in the prescribed burn treatment. Native grasses relative cover was 30% higher (P=0.003) in prescribed burn than in the control treatment. We did not detect differences among treatments in the percentage of total woody and succulent plants canopy cover (P=0.083). Under the environmental conditions at the time of the study, aeration and/or prescribed burning do not increase exotic grasses./La invasión de zacates exóticos en pastizales dominados por plantas nativas modifica los ciclos del fuego y reducen labio diversidad. Las prácticas de manejo de arbustivas que crean disturbios al suelo, tales como aeración, potencialmente pudieran causar la invasión de zacates exóticos y reemplazar la vegetación nativa. Se examinó la hipótesis de que el efecto a largo plazo de la aireación y quema prescrita es un incremento de zacates exóticos. El estudio se realizó en el Chaparral Wildlife Management Area en las planicies del oeste del sur de Texas, donde se evaluaron cuatro tratamientos: aireación, quema de verano, aireación seguida de una quema de verano y sin tratamiento (control). El diseño experimental fue de bloques completamente al azar con cuatro repeticiones. Se estimaron porcentajes de cobertura ae ́rea de zacates exóticos, zacates nativos, hierbas, mantillo, suelo desnudo y plantas arbustivas y suculentas en 2007. Se encontró un efecto multivariado para las variables dependientes de cobertura aérea absoluta de zacates exóticos, zacates nativos, hierbas, mantillo y suelo desnudo entre tratamientos (Wilks’s Lambda F15,179.84=2.78, P=0.001). Las variables que contribuyeron al efecto significativo fueron mantillo (F3,69=4.32, P=0.008) y zacates nativos (F3,69=6.11, P=0.001). El efecto multivariado del tratamiento fue significativo (Wilks’s Lambda F9,180.25=2.04, P=0.038) para la cobertura aérea relativa de las especies herbáceas. La cobertura relativa de los zacates exóticos fue 31% mayor (P=0.024) en el control que en el tratamiento que quema prescrita. La cobertura de los zacates nativos fue 30% mayor (P=0.003) en quema prescrita que en el tratamiento control. No se detectaron diferencias entre tratamientos en el porcentaje de cobertura aérea total de plantas arbustivas y suculentas (P=0.083). Bajo las condiciones ambientales al momento del estudio, la aireación y/o quema prescrita no incrementaron los zacates exóticos.