Patterns and processes of biological invasion: The Chinese mitten crab in San Francisco Bay

Abstract The Chinese mitten crab, native to coastal rivers and estuaries of central Asia, has invaded several European countries over the past century, causing widespread concern because of its periodically extreme abundance and burrowing behavior that causes bank erosion. San Francisco Bay and its tributaries contain the first and, currently, only known established population of the Chinese mitten crab in North America. Discovered in South San Francisco Bay in 1992, the mitten crab has spread rapidly to cover several thousand km2 surrounding the Bay. Between 1995 and 2001, we monitored distribution, population dynamics, and life history attributes of the Chinese mitten crab in San Francisco Bay and its tributaries. Burrow densities increased from a mean of 6 burrows/m2 in 1995 to >30 burrows/m2 in 1999 in tidal portions of South Bay tributaries. Mitten crabs are associated with: tidally influenced portions of Bay tributaries as young juveniles; with freshwater streams (≤250 km from their confluence with the Bay) as older, migrating juveniles; and with the open waters of the Bay as reproductive adults after migrating from fresh water to reproduce between late fall and early spring. Population size peaked in 1998, with 750,000 crabs counted in fall migration in a North Bay tributary and 2.5 crabs/tow collected from North Bay breeding grounds; abundance subsequently declined greatly (2500 crabs in the same river system, 0.8 crabs/tow). Average size of adult crabs diverged between the North Bay population, which increased in size between 1996 and 2001, and the South Bay population, which decreased. The rapid establishment and spread of this species, its tolerance for a wide range of biotic and abiotic conditions, and its cyclical population dynamics pose challenges for control. Die in Flussen und stuaren Zentralasiens beheimatete Chinesische Wollhandkrabbe hat im letzten Jahrhundert einige europaische Lander erobert und verursacht weit verbreitete Bedenken, aufgrund ihrer periodisch auftretenden extremen Haufigkeit und ihres Grabverhaltens, das Ufererosion verursacht. In der Bucht von San Francisco und ihren Zuflussen befindet sich die erste und bisher einzige etablierte Population der Chinesischen Wollhandkrabbe in Nordamerika. Nach ihrer Entdeckung im Suden der Bucht von San Francisco 1992 hat sich die Wollhandkrabbe schnell uber einige tausend Quadratkilometer in der Umgebung der Bucht ausgedehnt. Zwischen 1995 und 2001 untersuchten wir die Verbreitung, die Populationsdynamik und die Eigenschaften der Lebensweise der Chinesischen Wollhandkrabbe in der Bucht von San Francisco und ihren Zuflussen. Die Dichte der Hohlen nahm in den Gezeitenbereichen der Zuflusse in der sudlichen Bucht von einem Mittelwert von 6 Hohlen/m2 1995 auf >30 Hohlen/m2 1999 zu. Wollhandkrabben sind als junge Juvenile mit gezeitengepragten Bereichen der Zuflusse der Bucht assoziiert, als altere, wandernde Juvenile mit Suswasserflussen (≤250 Kilometer vom Zusammenfluss mit der Bucht) und als reproduktive Adulte mit dem offenen Wasser der Bucht, nachdem sie zwischen Spatherbst und zeitigem Fruhjahr zur Reproduktion aus dem Suswasser eingewandert sind. Die Populationsgrose erreichte 1998 mit 750.000 Krabben ihren Hohepunkt, die wahrend der Herbstmigration in einem Zufluss der nordlichen Bucht gezahlt wurden, sowie mit 2,5 Krabben/Schleppzug, die in den Brutarealen der nordlichen Bucht gesammelt wurden. Anschliesend nahm die Haufigkeit sehr stark ab (2500 Krabben in dem gleichen Fluss, 0,8 Krabben/Schleppzug). Die durchschnittliche Grose der adulten Krabben unterschied sich zwischen der Population der nordlichen Bucht, deren Grose zwischen 1996 und 2001 zunahm, und der Population der sudlichen Bucht, bei der sie abnahm. Die rasend schnelle Etablierung und Ausbreitung dieser Art, ihre Toleranz fur einen weiten Bereich biotischer und abiotischer Faktoren und ihre zyklische Populationsdynamik stellen eine Herausforderung fur ihre Kontrolle dar.