thumb|Buffelgras Buffelgras (Cenchrus ciliaris) is een soort uit het geslacht lampenpoetsergras (Cenchrus). De soort is veelvuldig, over grote delen van de wereld, geïntroduceerd. Buffelgras is zeer geschikt als begrazingsgewas doordat het na begrazing weer goed in staat is terug te groeien en omdat het gras diep geworteld is en dus niet door de grazers tijdens het eten uit de grond getrokken wordt. Door de grote droogteresistentie van buffelgras is het in staat om na een periode van lange droogte weer terug te groeien. Dit maakt buffelgras zeer concurrentiekrachtig ten opzichte van de inheemse vegetatie. Het invoeren van buffelgras heeft ertoe geleid dat het gras een ware plaag geworden is, met als gevolg dat de biodiversiteit in introductiegebied verlaagd wordt.
Morfologische en fysiologische kenmerken Buffelgras is een gras dat ingedeeld wordt in het geslacht Cenchrus. Vroeger werd het nog tot Pennisetum gerekend. Het is een C4 gewas dat zijn oorsprong kent in de globale regio van Afrika tot Azië.Sherwood, R. T., C. C. Berg, and B. A. Young. 1994. Inheritance of aposporyDaehler, C. C., and D. A. Carino. 1998. Recent replacement of native pili Deze grassoort wordt gekenmerkt door zijn grote droogteresistentie. De combinatie van de eigenschappen droogteresistentie met het grote sterke wortelstel van het gras zorgen ervoor dat het gras zich prima kan handhaven in droge gebieden, zoals savannen.
Omdat buffelgras een lage koude-tolerantie kent, komt het gras alleen voor in gebieden dat zeer milde winters kent. De vermeerdering van buffelgras is vooral generatief via zaadvorming. Om tot een succesvolle kiem te komen, moet buffelgras bestoven worden om ervoor te zorgen dat er een endosperm gevormd wordt dat nodig is voor de kieming.Bashaw et.al 1961 Apomixis and Sexuality in Buffelgrass, Crop Science. pagina 412-41 Wat opvalt aan buffelgras is dat het meestal geassocieerd wordt met een dood gewas, terwijl het vooral gebruikt wordt en bedoeld is als veevoedergewas. Het is hier zeer geschikt voor omdat het een goede voedingswaarde heeft en er door zijn grote waterefficiëntie een snel herstellende plant is.
Historie Sinds de 15de eeuw reist de mens meer en meer de wereld over. Dit heeft geleid tot de verspreiding van allerlei gewassen de wereld rond. Deze verplaatsing van uitheemse gewassen naar een gebied waar deze niet van nature voorkomen door menselijke activiteiten wordt introductie genoemd. Wanneer deze geïntroduceerde uitheemse soort zich goed vestigt en zich daar verwilderd spreekt men ook wel van ‘geïntroduceerde uitheemse soort’ (introduced alien species). Deze gewassen worden geïntroduceerd voor verschillende belangen zoals de menselijke gezondheid en economieHester R.E. and Harrison R.M. 2007. Biodiversity Under Threat. Issues in Environmental Science and Technology vol 25. pag.56-57 Maar leidt deze verspreiding in combinatie met de steeds grootschaligere landbouw niet tot grote problemen? Deze vraag is in ecologisch opzicht belangrijk voor het wereldwijde verlies van genetische biodiversiteit. Een van de wereldwijde meest voorkomende ecologische dreigingen voor de genetische variatie in de wereld is buffelgras. Deze plant is veelvuldig geïntroduceerd in de wereld omdat dit een gunstig veevoedergewas is. Deze eigenschap met het feit dat het zeer snel weer hergroeide na begrazing leidde tot de bijna wereldwijde verspreiding van deze grassoort. De oorsprong van Buffelgras ligt in Noord-Afrika, het Midden-Oosten, India en Indonesië.Whyte, R. O., Moir, T. R. G., and Cooper, J. P. (1959). Grasses in agriculture. FAO Agricultural Study No. 42. (FAO: Rome.) Dat werd vooral verspreid naar de landen zoals Australië en Amerika. Het leidde niet overal tot problemen maar in sommige ecosystemen heeft het desastreuze gevolgen. Zo leidde de introductie van buffelgras tot afname van de biodiversiteit in de vegetatie en het buffelgras groeide letterlijk uit tot een plaag.Humphries, S. E., Groves, R. H., and Mitchell, D. S. (1991). Plant invasionsFairfax, R. J., and Fensham, R. J. (2000). The effect of exotic pasture development on floristic diversity in central Queensland, Australia. Biological Conservation 94, 11–21. doi: 10.1016/S0006-3207(99) 00169- Men begon proeven op te zetten om te onderzoeken hoe de originele biodiversiteit weer teruggewonnen kon worden. Hiervoor werd er onder andere onderzoek gedaan naar de concurrentie kracht van dit gewas.
De concurrentiekracht van buffelgras wordt bepaald door meerdere aspecten. Hierbij moet zowel gedacht worden aan biotische en abiotische factoren. Zo is er in het verleden onderzoek gedaan naar introductie van buffelgras en de daarbij behorende gevolgen in landen als Australië en Zuid-Amerika. De vraagstelling die beantwoord wordt in het onderzoek van dit stuk betreft de concurrentiekracht van buffelgras op globale schaal. Om te beginnen moet er inzicht gekregen worden in de morfologische en fysiologische kenmerken van buffelgras. Dat gezegd te hebbende gaan we nu over tot de beantwoording van die vraag. Buffelgras (Cenchrus ciliaris) wordt gerekend tot de familie van de grassen wat inhoudt dat het een monocotyl is. De fotosynthese werkt volgens het C4 metabolisme. De vermeerdering is generatief en zelfbestuiving is mogelijk.
Concurrentiekracht In plaats van te vergemakkelijken, vermindert Cenchrus de vestiging van het inheemse Heteropogon. Actieve onderdrukking van Cenchrus was nodig om het Heteropogon grasland (= piligras) te herstellen. Zodra de concurrentie van Cenchrus werd verlaagd (door platbranding), was de Heteropogon weer snel opgericht en was kon die de Cenchrus overheersen. Dit bleek uit een studie met een duur van 3-4 jaar.Curtis C. Daehler and Erin M. Goergen. June 2005. Experimental Restoration of an IndigenousHawaiian Grassland after Invasion by Buffel Grass (Cenchrus ciliaris). Restoration Ecology Vol. 13, pp. 380–389 Pili gras is meer droogte tolerant dan buffelgras (Wilson et al 1980), en pilizaadjes zijn beter aangepast aan extreme droogte.Goergen, E., and C. C. Daehler. 2002. Factors affecting seedling recruitment in an invasive grass (Pennisetum setaceum) and a native grass (Heteropogon contortus) in the Hawaiian Islands. Plant Ecology 161:147-156. Pili is weer minder tolerant voor begrazing.Orr, D. M., C. J. Paton, and A. T. Lisle. 1997. Using fire to manage species composition in Heteropogon contortus (black speargrass) pastures. 1. Burning regimes. Australian Journal of Agricultural Research 48:795–801. Buffelgras heeft stevige sterk verankerde wortels waardoor dit gewas zeer geschikt ik voorbegrazing.Hodgkinson, 1989. K. C., M. M. Ludlow, J. J. Mott, and Z. Baruch. Comparative responses of the savanna grasses Cenchrus ciliaris and Themeda triandra to efoliation. Oecologia 79:45–52.
Een plant kan op verschillende manieren concurrentiekrachtig zijn en zo als soort overleven. Er zijn planten die zich in zeer dichte vegetatie kunnen handhaven. Dit worden de zogenaamde k-strategen genoemd. De planten die zich niet goed in vegetatie kunnen handhaven worden de r-strategen genoemd. K-strategen zijn in staat hun energie te stoppen in niet-reproductieve activiteiten maar in andere eigenschappen, zodat k-strategen als volgroeide plant concurrentiekrachtiger zijn dan r-strategen. R-strategen hebben echter de mogelijkheid om zich snel te verspreiden door hun grote hoeveelheid energie die ze in reproductieve activiteiten stoppen.Gadgil, M. and Solbrig, O.T. 1972. The concept of r and k selection : evidence from wild flowers and some theoretical considerations. The American Naturalist, 106 : 14 31. Er bestaat veel twijfel waar je buffelgras zou kunnen indelen, want buffelgras is in staat zich snel te verspreiden op kale of lege vlakten maar weet zich dan ook goed te handhaven tegenover andere vegetatie.McIVOR J.G.2003. Competition affects survival and growth of buffel grass seedlings-is buffel grass a coloniser or an invader? Tropical grasslands Vol.37,176-181 Door de hoge zaadproductie en snelle ontkieming is buffelgras echter wel te bestempelen als een r-strateeg. Een manier waarop buffelgras bekendstaat zich te handhaven in systemen is de zogenaamde grass-fire cycle.Brooks, L.W., D’Anatonio,C.M.,Richardson,D.M., Grace, J.B., Keeley, J.E.,DiTOMASO, J.M., Hobbs, R.J., Pellant,M., Pyke,D.(2004). Effects of Invasive Alien plants on Fire Regimes. BioScience 54,677-688. Bij de grass-fire cycle zijn er kruiden met een redelijke hoeveel brandstof. Zo worden er kale vlaktes gecreëerd, zodat buffelgras zich snel kan verspreiden. De inheemse vegetatie is vaak niet in staat om zich nog te handhaven na een brand. Dit zorgt voor bijvoorbeeld grote problemen in Arizona, waarbij hectares vol staan met buffelgras en de kans op brand aanzienlijk toeneemt.Esque. T.C., Schwalbe, C.R. Lissow, J.A., Haines, D.F.,Foster D., Garnet, M.C.(2006) Buffelgrass fuel loads in Saguaro National Park, Arizona, increase fire danger and threaten native species. Park science 24, 33-37. Een berucht voorbeeld is de Mother’s Day fire in 1994 in Arizona. Hierbij werd 134 hectare vernietigd, waarbij er een reductie van 73% van de Palo verde boom en 24% van de Saguaro cactussen in 2000 plaatsvond. Dit demonstreert op een duidelijke manier hoe buffelgras een grote impact kan hebben op ecosystemen. De grass-fire cycle is een vorm van indirecte concurrentie, waarbij de kale vlakten snel gekoloniseerd worden door het buffelgras. Wanneer grote vlakten bedekt zijn met volwassen buffelgras is andere vegetatie niet in staat om te ontkiemen.
Er wordt geopperd dat het invasieve succes op van buffelgras ook te wijten is aan de geringe hoeveelheid water die nodig is voor ontkieming van buffelgras.Ward, J.P., Smith, S.E., McClaran, M.P.(2006). Water requirements for emergence of buffelgrass (Pennisetum Ciliare). Weed Science Society of America 54:720-725. Buffelgras heeft zo’n 6–7 mm neerslag nodig over 2 dagen tijd om op te komen, terwijl inheemse soorten in de Sonorawoestijn een minimum van 16 tot 35 mm neerslag nodig hadden om op te komen. Door deze snelle opkomst is buffelgras vaak sneller in staat zich als volwassen plant te ontwikkelen als de inheemse concurrentie. In droge gebieden zoals Midden-Amerika, grote stukken van Australië , Noord-Afrika en het Midden-Oosten is begrazing ook een belangrijke factor in de overleving, groei, concurrentie, compositie en voortplanting van planten.MOHAMED C., BELGACEM HENCHI AND MAKKI BOUKHRIS.1996. Impact of clipping on root systems of 3 grasses species in Tunisia J. Range Manage. 49:336-339 Begrazing wordt weleens gezien als een factor van natuurlijke selectie, waarbij de weerstand dat de begrazer ondervindt afhangt van de plant. Hoewel inheemse begrazers in Afrika de buffelgras populaties onder druk zetten, is dit niet het geval in de gebieden waar het geïntroduceerd is. In deze gebieden zoals de Sonoran woestijn consumeren de aanwezige dieren buffelgras op een nog veel kleinere schaal en is dus niet voldoende om de beruchte grass-fire cycle in Arizona te voorkomen.
Stadia