Arboreta reveal the invasive potential of several conifer species in the temperate forests of western Europe

Identifying emerging invasive species is a priority to implement early preventive and control actions. In terms of the number of invasive tree species, forestry represents the second largest pathway of introduction, with an invasive debt likely existing for alien conifers in Europe. In the early 1900s, a network of arboreta was established in southern Belgium to assess the wood production potential of prospective conifer and broadleaved species. Here, we use eight arboreta as natural experiments to identify alien conifers presenting invasive behavior. Through systematic sampling, we quantified the natural regeneration of alien conifers and recorded local environmental variables. For each species, regeneration density, dispersal distances, and age structure were analyzed. Generalized mixed effects models were fitted to test the effect of planted area and tree-stand type on regeneration. The environmental space occupied by regenerating alien conifers was evaluated using principal component analysis. Out of 31 planted alien species, 15 (48%) were identified in natural regeneration, of which eight (26%) exhibited important regeneration density and dispersal distances. The most invasive species were Tsuga heterophylla and Abies grandis, confirming earlier field observations. Both large planted areas and areas planted with alien conifer species increased the density of regeneration. Species that had the highest regeneration density tolerated a wide range of environmental conditions, including shaded understory, which could lead to the invasion of mature, undisturbed forests. This study showed that 17% of the studied alien conifers are potentially invasive because they show important regeneration, long-distance dispersal, and, of importance, have already produced offspring that have matured and are capable of creating new satellite populations. In conclusion, our results provide a guideline for future planting operations, recommending extreme caution when planting these species in the temperate forests of Western Europe. ---- Identifier les espèces invasives émergentes est prioritaire afin de pouvoir mettre des actions de contrôle en place. En termes de nombre d'espèces d'arbres invasifs, la sylviculture est la deuxième voie d'introduction la plus importante, et une dette d'invasion existe probablement pour les conifères en Europe. Au début des années 1900, un réseau d'arboreta forestier fut établi en Belgique afin d'étudier le potentiel de production de diverses espèces résineuses et feuillues. Dans cette étude, nous avons utilisé huit arboreta pour identifier les espèces de conifères exotiques présentant un caractère invasif. A travers un échantillonnage systématique, nous avons quantifié la régénération naturelle de conifères exotiques et mesuré des données environnementales locales. Pour chaque espèce, la densité de régénération, les distances de dispersion et la structure d'âge furent analysées. Des modèles généralisés à effets mixtes furent utilisés pour tester l'effet de la surface de plantation et du type de peuplement sur la densité de régénération. L'espace environnemental de chaque espèce fut également délimité à l'aide d'une PCA. Sur les 31 espèces de conifères fréquement plantées, 15 (48 %) ont été identifiées dans la régénération naturelle, et huit (26 %) se régénèrent et se dispersent abondamment. Les espèces les plus invasives sont Tsuga heterophylla et Abies grandis, confirmant des observations de terrain, suivis de Thuja plicata et Pseudotsuga menziesii. De larges plantations et des peuplements résineux augmentent tout deux la densité de régénération de conifères exotiques. Les espèces se régénérant le plus tolèrent des conditions environnementales assez larges, dont un sous-étage ombragé, ce qui pourrait permettre l'invasion de forêts matures. Cette étude montre que 17 % des conifères étudiés sont potentiellement invasifs car ils se régénèrent abondamment, se dispersent à longue distance et produisent des descendants matures, capables de créer des populations satellites. En conclusion, notre étude fournit des recommandations pour de futures plantations, et nous appelons à la prudence concernant la plantation de ces espèces.