Evaluation of weed risk assessment under present and future climate conditions in Tenerife (Canary Islands)

Abstract

Biological invasions are a major threat to global biodiversity, and are listed as one of the main factors contributing to biodiversity decline. Since the 16th century, the number of new alien species has increased exponentially, indicating ongoing and potentially escalating invasions in the near future. The threats posed by invasive species are further exacerbated in the context of climate change, making it important to assess the species climatic range by the end of the century in order to inform and adapt management techniques. In fact, once alien species have become established in a new environment, they are difficult to eradicate. Invasive species assessment protocols are therefore essential for early detection. This becomes even more important in oceanic archipelagos like the Canary Islands, which have long been recognized as ecological systems particularly vulnerable to biological invasions. The aim of this MsC Thesis is to (i) evaluate and test weed risk assessment protocols to select the best performing predictive tool for invasive species in Tenerife, (ii) apply these protocols to assess the invasion risk of alien species whose status on the island has not yet been identified, and (iii) predict how these invasion risks may change in the context of climate change. Based on a series of traits documented for each of 113 alien species, belonging to the Asparagaceae, Cactaceae, Crassulaceae, Fabaceae, and Poaceae in Tenerife including both invasive and non-invasive species, the capacity of the ‘Risk Assessment for Central Europe’ (TWRA-WG) protocol, specifically designed for Europe, and the ‘Australian Weed Risk Assessment system’ (TWRA) protocol, to identify invasive species, was tested. The TWRA-WG protocol was slightly more accurate in correctly identifying the invasive status of these species. The limitations of the protocols are discussed. In particular, the evaluation of the protocols highlighted their inefficiency for the Poaceae. In almost all cases, these species were classified as invasive, even when experts considered them to be non-invasive. This can be explained by the numerous traits possessed by many of these species, almost always classifying them as invasive. Furthermore, a slight, but significant sensitivity of the TWRA protocol was also detected in relation to the number of questions answered. The identified invasion status can therefore vary according to the amount of information available on the species. It would therefore be necessary to increase the minimum number of responses required to classify the status of a species. The protocols were applied to assess the invasive potential of 10 alien species not previously classified by experts. Among them, 6 species have been identified as invasive and should be included in the lists of species at risk on the island. The projection of species niches onto future climatic layers suggested that most of these species will be disadvantaged by climate change, as the climatically favourable range of seven of the nine modelled species is predicted to decrease by 2071-2100. In light of these results, it would be relevant to extend the analysis to other alien plant groups present on the Canary Islands. 34 genera contain alien species whose invasive status has yet to be determined in Tenerife. Such an approach would allow for the adaptation of invasive species management to account for their potential future distribution influenced by climate change, thereby helping to protect local biodiversity.

Les invasions biologiques constituent une menace majeure pour la biodiversité mondiale et sont considérées comme l'un des principaux facteurs contribuant au déclin de la biodiversité. Depuis le XVIe siècle, le nombre de nouvelles espèces exotiques a augmenté de manière exponentielle. Les menaces posées par les espèces invasives sont encore exacerbées dans le contexte du changement climatique, d'où l'importance d'évaluer l'aire de répartition climatique d'ici la fin du siècle afin d'informer et d'adapter les techniques de gestion. Les protocoles d'évaluation des espèces invasives sont donc essentiels pour une détection précoce. Ceci est d'autant plus important dans les archipels océaniques comme les îles Canaries, qui sont depuis longtemps reconnus comme des systèmes écologiques particulièrement vulnérables aux invasions biologiques. L'objectif de ce mémoire est (i) d'évaluer et de tester les protocoles d'évaluation des risques liés aux espèces invasives afin de sélectionner l'outil prédictif le plus performant pour les espèces invasives à Tenerife, (ii) d'appliquer ces protocoles pour évaluer le risque d'invasion des espèces exotiques dont le statut sur l'île n'a pas encore été identifié, et (iii) de prédire comment ces risques d'invasion peuvent évoluer dans le contexte du changement climatique. Sur la base d'une série de traits documentés pour chacune des 113 espèces exotiques, appartenant aux Asparagaceae, Cactaceae, Crassulaceae, Fabaceae, et Poaceae à Tenerife, comprenant à la fois des espèces envahissantes et non envahissantes, la capacité du protocole 'Risk Assessment for Central Europe' (TWRA-WG), spécifiquement conçu pour l'Europe, et du protocole 'Australian Weed Risk Assessment system' (TWRA), à identifier les espèces invasives, a été testée. Le protocole TWRA-WG a été légèrement plus précis pour identifier le statut invasif de ces espèces. Les limites des protocoles sont discutées. En particulier, l'évaluation des protocoles a mis en évidence leur inefficacité pour les Poaceae. Dans presque tous les cas, à cause des nombreux traits que possèdent beaucoup de ces espèces, elles ont été classées d’invasives, même lorsque les experts ne les considéraient pas comme tel. En outre, une sensibilité légère mais significative du protocole TWRA a également été détectée en fonction du nombre de questions auxquelles il a été répondu. Il serait donc nécessaire d'augmenter le nombre minimum de réponses requises pour classer le statut d'une espèce. Les protocoles ont ensuite été appliqués pour évaluer le potentiel invasif de 10 espèces exotiques qui n'avaient pas encore été classées par les experts. Parmi elles, 6 espèces ont été identifiées comme invasives et devraient être incluses dans les listes d'espèces présentant un danger pour la biodiversité de l'île. La projection des niches des espèces aliens sur les futures couches climatiques suggère que la plupart de ces espèces seront désavantagées par le changement climatique, puisque l'aire de répartition climatiquement favorable de sept des neuf espèces modélisées devrait diminuer d'ici 2071-2100. À la lumière de ces résultats, il serait pertinent d'étendre l'analyse aux 34 genres qui contiennent des espèces exotiques à Tenerife et dont le statut d'invasion n'a pas encore été déterminé. Une telle approche permettrait d'adapter la gestion des espèces invasives pour prendre en compte leur future distribution potentielle influencée par le changement climatique, aidant ainsi à protéger la biodiversité locale.