Disturbance and Nutrient Availability Drive Absinthe (Artemisia absinthium) Invasion in a Native Rough Fescue Grassland

Abstract

ABSTRACT Understanding plant invasion is a critical issue in the conservation of native grasslands. Diverse and productive plant communities may inhibit invader establishment via biotic resistance, whereas disturbances may facilitate invasion by weakening resistance. These factors may also interact, yet their combined effects on invasion are unclear. Absinthe (Artemisia absinthium) is an invasive herbaceous species of North American grasslands that can impact biodiversity and forage production, yet little is known about its invasion ecology. To fill this gap, we established an experiment manipulating disturbance via herbicide and fire, as well as resources via fertilizer addition, to explore mechanisms of absinthe invasion into native grassland. We transplanted absinthe seedlings into treated plots, then measured survival and growth along with changes in the plant community. Absinthe survival was approximately 65%, except in undisturbed plots with added fertilizer where it was reduced by 50%. High survival also corresponded with the abundance of other invaders suggesting potential facilitation among invaders. Absinthe growth, conversely, was higher in disturbed plots especially when fertilizer was added. Combined, these results indicate that productive communities may have greater biotic resistance to absinthe invasion but that, when disturbed, these communities are at the greatest risk. RÉSUMÉ Comprendre les invasions végétales est une question critique pour la conservation des prairies indigènes. Les communautés végétales diversifiées et productives peuvent limiter l'établissement des plantes invasives par la résistance biotique, tandis que les perturbations peuvent faciliter l'invasion en diminuant la résistance. Ces facteurs peuvent aussi interagir, mais leurs effets combinés sur l'invasion sont mal compris. L'absinthe (Artemisia absinthium) est une espèce herbacée invasive des prairies nord-américaines qui peut affecter la biodiversité et la production fourragère, mais les connaissances sur son écologie invasive sont limitées. Afin de combler cette lacune, nous avons établi un dispositif expérimental où nous avons fait varier les perturbations (herbicides et feu) et les ressources (addition de fertilisant) pour étudier les mécanismes d'invasion des prairies indigènes par l'absinthe. Nous avons transplanté des plantules d'absinthe dans les parcelles expérimentales, puis nous avons mesuré la survie et la croissance ainsi que les changements de la communauté végétale. La survie de l'absinthe était d'approximativement 65%, sauf dans les parcelles non perturbées avec ajout de fertilisant, où elle était réduite de 50%. Un haut taux de survie était aussi associé à l'abondance d'autres espèces invasives, suggérant un mécanisme de facilitation. La croissance de l'absinthe était plus élevée dans les parcelles perturbées, particulièrement quand du fertilisant était ajouté. Une fois combinés, ces résultats indiquent que les communautés productives peuvent avoir une résistance biotique plus élevée à l'invasion par l'absinthe, mais que lorsqu'elles sont perturbées, ces communautés encourent un risque plus élevé.