Modeling the risk of aquatic species invasion spread through boater movements and river connections

Aquatic invasive species (AIS) are one of the greatest threats to the functioning of aquatic ecosystems worldwide. Once an invasive species has been introduced to a new region, many governments develop management strategies to reduce further spread. Nevertheless, managing AIS in a new region is challenging because of the vast areas that need protection and limited resources. Spatial heterogeneity in invasion risk is driven by environmental suitability and propagule pressure, which can be used to prioritize locations for surveillance and intervention activities. To better understand invasion risk across aquatic landscapes, we developed a simulation model to estimate the likelihood of a waterbody becoming invaded with an AIS. The model included waterbodies connected via a multilayer network that included boater movements and hydrological connections. In a case study of Minnesota, we used zebra mussels (Dreissena polymorpha) and starry stonewort (Nitellopsis obtusa) as model species. We simulated the impacts of management scenarios developed by stakeholders and created a decision-support tool available through an online application provided as part of the AIS Explorer dashboard. Our baseline model revealed that 89% of new zebra mussel invasions and 84% of new starry stonewort invasions occurred through boater movements, establishing it as a primary pathway of spread and offering insights beyond risk estimates generated by traditional environmental suitability models alone. Our results highlight the critical role of interventions applied to boater movements to reduce AIS dispersal. Modelo del riesgo de la invasion de especies acuaticas dispersadas por movimiento de botes y conexiones entre rios Las especies acuaticas invasoras (EAI) son una de las principales amenazas para el funcionamiento de los ecosistemas acuaticos a nivel mundial. Una vez que una especie invasora ha sido introducida a una nueva region, muchos gobiernos desarrollan estrategias de manejo para disminuir la dispersion. Sin embargo, el manejo de las especies acuaticas invasoras en una nueva region se complica debido a las amplias areas que necesitan proteccion y los recursos limitados. La heterogeneidad espacial de un riesgo de invasion es causada por la idoneidad ambiental y la presion de propagulo, que puede usarse para priorizar la ubicacion de las actividades de vigilancia e intervencion. Desarrollamos una simulacion para estimar la probabilidad de que un cuerpo de agua sea invadido por EAI para tener un mejor entendimiento del riesgo de invasion en los paisajes acuaticos. El modelo incluyo cuencas conectadas a traves de una red multicapa que incluia movimiento de botes y conexiones hidrologicas. Usamos como especies modelo a Dreissena polymorpha y a Nitellopsis obtusa en un estudio de caso en Minnesota. Simulamos el impacto de los escenarios de manejo desarrollado por los actores y creamos una herramienta de decisiones por medio de una aplicacion en linea proporcionada como parte del tablero del Explorer de EAI. Nuestro modelo de linea base revelo que el 89% de las invasiones nuevas de D. polymorpha y el 84% de las de N. obtusa ocurrieron debido al movimiento de los botes, lo que lo establecio como una via primaria de dispersion y nos proporciono informacion mas alla de las estimaciones de riesgo generadas por los modelos tradicionales de idoneidad ambiental. Nuestros resultados resaltan el papel critico de las intervenciones aplicadas al movimiento de los botes para reducir la dispersion de especies acuaticas invasoras. ResumenModelo del riesgo de la invasion de especies acuaticas dispersadas por movimiento de botes y conexiones entre rios Las especies acuaticas invasoras (EAI) son una de las principales amenazas para el funcionamiento de los ecosistemas acuaticos a nivel mundial. Una vez que una especie invasora ha sido introducida a una nueva region, muchos gobiernos desarrollan estrategias de manejo para disminuir la dispersion. Sin embargo, el manejo de las especies acuaticas invasoras en una nueva region se complica debido a las amplias areas que necesitan proteccion y los recursos limitados. La heterogeneidad espacial de un riesgo de invasion es causada por la idoneidad ambiental y la presion de propagulo, que puede usarse para priorizar la ubicacion de las actividades de vigilancia e intervencion. Desarrollamos una simulacion para estimar la probabilidad de que un cuerpo de agua sea invadido por EAI para tener un mejor entendimiento del riesgo de invasion en los paisajes acuaticos. El modelo incluyo cuencas conectadas a traves de una red multicapa que incluia movimiento de botes y conexiones hidrologicas. Usamos como especies modelo a Dreissena polymorpha y a Nitellopsis obtusa en un estudio de caso en Minnesota. Simulamos el impacto de los escenarios de manejo desarrollado por los actores y creamos una herramienta de decisiones por medio de una aplicacion en linea proporcionada como parte del tablero del Explorer de EAI. Nuestro modelo de linea base revelo que el 89% de las invasiones nuevas de D. polymorpha y el 84% de las de N. obtusa ocurrieron debido al movimiento de los botes, lo que lo establecio como una via primaria de dispersion y nos proporciono informacion mas alla de las estimaciones de riesgo generadas por los modelos tradicionales de idoneidad ambiental. Nuestros resultados resaltan el papel critico de las intervenciones aplicadas al movimiento de los botes para reducir la dispersion de especies acuaticas invasoras. Resumen