Research Paper

Macroinvertebrate colonisation associated with native and invasive leaf litter decomposition

Colonisation de macro-invertébrés associée à la décomposition de la litière de feuilles d'indigènes et d'envahissantes

¹ Aquatic Systems Research Group, Department of Ecology and Resource Management, University of Venda, Thohoyandou 0950, South Africa
² GEOMAR, Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, 24105 Kiel, Germany
³ Department of Biological Sciences and Biotechnology, Botswana International University of Science and Technology, Palapye, Botswana
⁴ Department of Zoology and Entomology, Rhodes University, Makhanda 6140, South Africa
⁵ Stellenbosch Institute for Advanced Study, Stellenbosch 7600, South Africa

^* Corresponding author: rossnoelcuthbert@gmail.com (RNC); dalutatenda@yahoo.co.uk (TD)

Received: 22 January 2020
Accepted: 9 June 2020

Abstract

Lake and reservoir ecosystems are regarded as heterotrophic detritus-based habitats which are dependent on both autochthonous and allochthonous organic matter for the majority of energy inputs. In particular, allochthonous detritus is in particular important for the trophic dynamics of microbial organisms, macroinvertebrates and benthic plants in freshwaters. Here, we assess macroinvertebrate colonisation, and quantify decomposition rates, of leaf litter from species of native and invasive plants in a small agricultural reservoir. Native fig Ficus sycomorus and silver cluster–leaf Terminalia sericea were compared to invasive tickberry Lantana camara and guava Psidium guajava, whereby macroinvertebrate colonisation was assessed over time. Leaf treatments had a significant, group-specific effect on abundances and composition among focal macroinvertebrates. Invasive leaves reduced Physidae and Oligochaeta abundances, yet Ostracoda were significantly more abundant in the presence of invasive P. guajava. Chironomidae relative abundances increased under invasive L. camara treatments, whilst differences among leaf treatment effects on Coenogrionidae abundances were not statistically clear. In turn, macroinvertebrate diversity did not differ significantly among plant treatment groups. The decomposition rate of the leaf litter demonstrated differences among the species, following a decreasing order of L. camara > F. sycomorus > T. sericea > P. guajava. The study results highlight that leaf litter species identity among invasive and native plants plays an important role in the colonisation of macroinvertebrates in small reservoirs, thereby differentially supporting aquatic environments and food webs. However, differences were not uniform across invader-native groupings. Nonetheless, certain invasive leaf litter decomposes faster than native litter, with possible implications for broader nutrient dynamics and subsequent community composition.

Résumé

Les écosystèmes des lacs et des réservoirs sont considérés comme des habitats hétérotrophes à base de détritus qui dépendent à la fois des matières organiques autochtones et allochtones pour la majorité des apports énergétiques. En particulier, les détritus allochtones sont extrêmement importants pour la dynamique trophique des organismes microbiens, des macroinvertébrés et des plantes benthiques d'eau douce. Ici, nous évaluons la colonisation des macroinvertébrés et quantifions les taux de décomposition de la litière de feuilles de quatre espèces de plantes indigènes et envahissantes dans un petit réservoir agricole. Le figuier indigène Ficus sycomorus et la Terminalia sericea à feuilles argentées ont été comparés au mÛrier envahissant Lantana camara et à la goyave Psidium guajava, ce qui a permis d'évaluer la colonisation des macroinvertébrés dans le temps. Les traitements foliaires ont eu un effet significatif, spécifique au groupe, sur l'abondance et la composition des macroinvertébrés focaux. Les feuilles d'envahissantes ont réduit l'abondance des Physidés et des Oligochètes, alors que les Ostracodes étaient significativement plus abondants en présence de P. guajava envahissante. L'abondance relative des Chironomidae a augmenté en présence de L. camara, tandis que les différences entre les origines foliaires sur l'abondance des Coenogrionidae n'étaient pas statistiquement claires. De même, la diversité des macro-invertébrés n'a pas différé de manière significative entre les groupes de plantes. Le taux de décomposition de la litière de feuilles a montré des différences entre les espèces, suivant un ordre décroissant de L. camara > F. sycomorus > T. sericea > P. guajava. Les résultats de l'étude soulignent que l'identité des espèces de la litière parmi les plantes envahissantes et indigènes joue un rôle important dans la colonisation des macroinvertébrés dans les petits réservoirs, soutenant ainsi de manière différenciée les environnements aquatiques et les réseaux alimentaires. Cependant, les différences n'étaient pas uniformes entre les groupes d'espèces indigènes et envahissantes. Néanmoins, certaines litières de feuilles envahissantes se décomposent plus rapidement que les litières indigènes, ce qui peut avoir des conséquences sur la dynamique des nutriments en général et sur la composition des communautés qui en résultent.