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常淹发生的重构树简易造林技术

Published: January 26, 2018 doi: 10.3791/56636
Automatic Translation
1, 1
1South Florida Water Management District

Summary

该协议描述了一个简单, 成本效益高的树木种植技术, 以恢复退化的沼泽地树岛的经验淹没。设计创造了一个岛屿 (弹出), 最初漂浮和增加海拔, 以促进树木的生存和生长在洪水条件下。

Abstract

在过去的一个世纪里, 许多沼泽地树的岛屿已经失去了海拔, 它们的大部分树木已经死亡, 以至于现在都被草本植物覆盖。该协议描述了一种简单、经济高效的植树技术, 用于恢复退化的湿地树岛。设计是仿照一个自然的大沼泽地过程, 创造漂浮的泥炭岛, 这使得树木的生存和生长在水淹的条件, 往往导致树木岛屿的发展。商业上可用的泥炭袋被用作生长和建立盆栽乡土树苗的培养基。弹出式配置最初漂浮, 并提供额外的海拔, 以减少淹没, 与一个单一的本地树种树苗和单一的树肥料穗。在为期3年的研究涉及105流行的 ups, 大多数植物存活 (80%) 和许多蓬勃发展。确定这种技术是否能在退化的树岛上建立树, 需要更长的研究和广泛的野外试验。

Introduction

天然树种重新退化的湿地树岛是可能通过种子散布如果有附近的岛屿与多样性的树种1,2。根据 Sklar 和 van der Valk1恢复严重消退的树木岛可能是可能的, "通过提高他们的头的海拔, 虽然这样的努力将是昂贵的和劳动密集型。目前, 在大沼泽地水源涵养区 (WCA) 的退化 (也称为 "幽灵") 树岛附近有很少的当地 (可取的) 树木--2 a (五 WCAs 中的一个, 用来储存水, 防止周围城市的洪水泛滥,农业地区) 为 recolonizing 退化的树群岛提供所需的种子3。

为了提高一个下沉的树木岛的海拔, 重新造林, 适当的填充将不得不运往岛上。这就要求为卡车修建道路, 或为驳船建造水路, 从而造成大沼泽地的严重损失, 代价巨大。一个简单, 低成本的技术是需要重新填充退化的树木岛与当地树种, 将提供海拔 (减少 hydroperiod), 并改善生存的可变水文地方病的大沼泽地4。

这些弹出式 ups 的大小可以方便运输到种植地点。这比传统的填土区和植树的方法更具优势, 因为这可能需要兴建道路以供运输。这一技术减少了植树活动的生态影响。此外, 这些弹出式 ups 有能力漂浮的初始六月后, 部署, 允许建立树苗。在传统的植树方案下, 如果水位上升, 树木在建立时可能会遇到水淹压力增加的情况。

一些设计进行了测试, 并确定了更大的弹出高度 (袋方向), 一棵树肥料穗增加养分, 和种植弹出与单树苗达到最佳配置的部署后, 湿地退化树岛4。虽然其他研究人员描述了植树以恢复森林湿地的面积5,6, 根据我们的知识, 没有任何的种植技术描述增加海拔减少 hydroperiod。

这个过程模仿了漂浮的沼泽地树海岛的形成从泥煤打破从基岩和漂浮到表面。旱地植物可以建立一个 "弹出" 或漂浮的树岛, 最终移动和定居到泥炭表面, 成为所谓的 "电池" 树岛1,7。

大沼泽地树岛树种有不同的耐受洪水的生长和生存8,9,10。在一项受控研究中, 琼斯et al.显示了 hydroperiod 对大沼泽地树岛物种生存的重要性9。Stoffella et al.发现, 相对海拔 (对水面) 有不同的和深刻的影响种植本地树种的生存和生长, 由于每个物种的具体耐受性泛滥10。树种可以选择的特定条件存在。这里描述的植树技术可以提供额外的海拔, 因此, 以前森林地区的树木种子来源已经丧失海拔, 现在受淹没环境, 对当地树种有害。

以前的森林地区, 经验延长 hydroperiods 可能受益于这种方法, 重新引入木本物种到这些地区。这项技术提供了海拔, 从而减少了 hydroperiod。此外, 树木将建立土壤 (根和叶生物量), 并提供一个种子来源, 继续殖民化的地区。

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Protocol

1. 准备和运输到种植地点

  1. 获得2或3加仑 (7 或 11 L) 本地生长的当地树木 (在塑料盆) 的树苗, 商业泥煤袋子 (测量 0.3 x 0.46 x 0.6 m3), 树和灌木肥料尖峰, 布基胶带, 聚氯乙烯 (PVC) 管子 (2 到 3 m 长度, 0.8 在 (2.1 cm) 直径, 附表 40), 箱刀, 垃圾袋, 和一个金属杆或钢筋 (1 到2米长, 1.3 厘米直径) 刺穿泥炭袋。适用于沼泽地的潜在树种有番)、榕奥利亚、和宏虫.强烈推荐佩戴工作手套。
  2. 确定部署弹出式 ups 的最佳位置, 通常位于幽灵树岛的高处, 至少有0.3 米的泥炭残留在基岩上, 在雨季期间, 洪水将降到最低。
  3. 运输树苗, 商业泥煤袋子 (每棵树苗一棵), 树和灌木肥料尖峰 (每棵树苗), 布基胶带 (适当的卷数), PVC 管子 (二每棵树苗) 和其他工具和材料到种植地点 (典型地汽船)。

2. 弹出式程序集

注: 将盆栽树苗和弹出 (步骤 2.1-2.6) 在船上之前, 把它放在水中的树岛 (步骤 3)

  1. 把塑料壶从树苗的根部和花盆的泥土上滑下来, 在壶底上切一个大洞, 或者用一把刀或剪刀 (图 1) 将每个树苗罐的底部全部移开。
  2. 滑动锅与开放底部回树苗根和盆栽土壤插入到泥炭袋。
  3. 做一个20到 30 cm X 形切口 (稍大于壶直径) 在泥煤袋子在什么将是上部表面的中心, 使用一个箱子切削刀。
  4. 从 X 形开口处取出大约2000至5000厘米的3 (大约二分之一的罐体的体积), 将其放在垃圾袋中进行拆卸。
  5. 设置在 X 形开口/凹陷内的树苗, 从泥炭袋中除去泥炭而形成的无底盆。无底的罐子应该是在 X 形开口的一半左右, 点 (三角形) 指向锅的两侧 (图 2)。树苗留在盆中, 以提供额外的海拔和身体的支持。
  6. 将锅固定在有几圈胶带的地方, 绕过花盆, 覆盖包三角。这将把包的三角形贴在花盆上 (图 3), 并在未来2-3 年的增长中保持锅的位置。这将创建弹出。

3. 弹出式部署

  1. 把汽水放在水里进入水和移动浮动弹出到种植网站。
  2. 拴在弹出的地方与两个约2至3米长的 PVC 管插入通过袋在任何一侧的树苗, 到约1/3 到一个半米的基板 (土壤下袋) (图 3)。
  3. 通过将金属棒 (螺纹钢) 完全穿过袋子来刺穿顶部、底部和两侧的包, 创建开口 (至少四在顶部/底部和每边四), 以允许水进入, 并允许根出现 (图 3)。弹出式 ups 将漂浮约6月。
  4. 在图 3中显示的一个位置上, 将一棵树肥穗完全插入包的顶部。

4. 跟踪维护、测量和去除塑料

  1. 如有必要, 应经常返回现场, 特别是在发生严重风暴事件后, 并注意到条件和生存情况, 并每年对剩余树木的树高和基底直径进行测量。
  2. 3年后, 回到现场, 用箱刀/剪刀和垃圾袋, 从泥煤袋中取出盆和塑料并回收。从袋子 (顶部和两侧) 的锅和塑料容易地被去除, 不用干扰树苗;泥炭袋下面的塑料可能无法访问 (图 4)。
  3. 每年返回该网站以评估生存和增长。

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Representative Results

使用此技术的研究4在一个0.32 公里的2沼泽地物理模型11中进行, 在一个山脊上模拟一个幽灵树岛上的测试。在这项研究中, 两个袋方向的高度 (低: 0.3 米, 高: 0.46 米), 一个对两个树苗每袋生长, 测试以及使用的树木肥料穗, 以促进生存和增长。使用了三种树苗: 奥利亚、F. 虫、和.对于每种物种, 5 复制4治疗和2套控制, 共种植了35个人的每一个硬币。在研究中生长的大多数树苗存活下来并茁壮成长, 生长依赖于治疗4。存活率为 80%, 18 F. 奥利亚和 3 A. ) 在3年研究结束时发现死亡。结果表明, 最简单和最有效的配置有一个单一的树苗, 并提供了较高的轮廓0.46 米 (更高的高度, 更少的洪水), 一个肥料穗, 没有额外的浮选。由于双植袋的日生长率低于对照, 此处理不应使用4。与单一穗状花序相比, 幼苗接受两种肥料穗的生长减少可能归因于过度受精。通过改变土壤化学和土壤微生物群落, 以及导致不良的根系形成和减少的吸水率12, 提出了过度施肥造成的不良增长。

幼树的基本直径数据的高剖面泥炭袋方向取得了统计学意义上的处理效果, 以及低肥料处理数据之间的统计学意义上的差异相比, 控制和比较高肥料处理4。在研究的时间4 (图 4) 中, 花盆中的土壤表面和泥炭袋顶面的穿孔为草本植物和蕨类植物的定植提供了场所。此外, 柳树 (柳植物群落) 也侵入了一些流行音乐。

树苗对治疗的反应一般如预测的那样。受精树通常是最成功的 (和一穗治疗是更好的), 其次是控制 (单一种植), 浮选处理和双种植 (没有统计学意义的效果)4。

Figure 1
图 1: 树苗底部的去除照片将树苗根部和土壤从塑料罐中除去, 然后用一只切框刀将大的部分 (或完全底部) 的锅底除去。然后, 锅被替换在根和土壤上。所有照片都是由南佛罗里达水管理区。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 2
图 2: 在泥炭袋中插入无底的树苗罐, 两侧显示有切三角形.这张照片显示了一个包, 两个罐子插入, 虽然首选的方法是确定为一个壶每袋。显示的包也在低配置, 这不是首选的方向。有关首选最终方向, 请参阅图 3。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 3
图 3: 在部署后不久, 用无底的花盆管将树上的一棵树带到泥炭袋上的照片。完整的弹出显示漂浮在左边的地方;右侧显示更近的视图。标签)A: 泥炭袋;B: 盆栽树苗;C: 胶带绕罐放置到位;D: PVC 管系;E: 插入金属棒制成的孔;F: 肥料峰值 (双穗处理显示, 但是, 只添加一个穗是建议)。请单击此处查看此图的较大版本.

Figure 4
图 4: 一张弹出的照片, 下面的锅和袋清除.泥煤从袋子和罐子土壤现在被举行由也生长下来入基体的根。注意蕨类和其他植物, 已经殖民的泥炭丘剩余从弹出。请单击此处查看此图的较大版本.

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Discussion

这一建议的方法, 种植树木岛屿允许增加海拔和部署的树木从一个汽船, 而无需建设道路, 以填补每个地点。这就最大限度地减少了实施林木种植的成本和干扰。

这项技术的一个问题是, 把大量的 PVC 管、塑料袋和塑料盆放在曾经是树岛的沼泽特征上的美学和环境问题。目前的做法是在足够长的树建立 (大约3年) 后拆除塑料, 并妥善处理或回收塑料碎片。

塑料问题的另一个可能的解决办法是利用可生物降解材料的系 (木或竹竿), 盆 (泥炭盆), 和泥炭袋 (粗麻布或类似材料) 的意图, 密封材料将保持完整性和包含土壤和泥炭, 直到树树苗建立到位。由于本研究的目的是为了证明概念的证明和保持合理的成本, 原始容器的树木和泥炭被修改, 以使用本研究。这就允许实施一项基本研究, 其中集装箱材料在建立树期间可能保持完整性。

我们观察到, 在部署后大约30月后, 一些袋子开始裂开。塑料的去除应该发生, 当这第一次被观察避免塑料废物漂浮。在大约32月后, 从一些弹出式 ups 中取出塑料后的初步观察表明, 许多树苗和其他植物的根部, 在泥炭袋上拓殖, 可以维持泥炭的固结, 从而海拔完全由泥炭和盆栽土壤提供 (图 4)。

我们展示了一种有前途的技术, 在有限的访问和可变水文的地区种植树木的零售价低于20美元 (树苗 = 3-4 美元, 泥煤袋 = 11 美元, 其他材料 = 2-3 usd) 每弹出。这项技术将最适合在泥炭或有机土壤为基础的地区, 有可能恢复森林地区。我们开发了这项技术, 目的是在沼泽地恢复退化的树岛, 但它可以很容易地适应其他具有类似恢复目标的环境。

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Disclosures

这项工作是在佛罗里达州南佛罗里达水管理区的资助和监督下进行的。佛罗里达州享有广泛的公共记录法。本文件受该法律的规限, 并被视为公共记录的一部分。

Acknowledgments

这项研究由南佛罗里达水管理区的沼泽地系统评估科资助和进行。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
One or Two Gallon Native Tree Saplings in plastic pots. Local Native Plant Nurseries N/A Obtain native tree saplings grown from locally obtained seed
Commercial Peat Bags. 5 cubic ft. Lambert Lambert Canadian Sphagnum Peat Moss (6649801115) Product description: Lambert peat moss is an excellent soil amendment because of its capacity to retain water, aerate the soil and it is completely natural. All of Lambert's peat moss packages carry the OMRI (Organic Material Review Institute) logo, which indicates that they are approved for use in organic production. Size: 5.5 cu.ft.
Vigoro Tree Spikes (Tree and Shrub Fertilizer Spikes, 15-Count) Vigoro, Swiss Farms Products Inc. Model # 154205 GUARANTEED ANALYSIS (%) TOTAL IN PRODUCT (ppm): Total Nitrogen (N) 12.0000; Available Phosphoric Acid (P2O5) 5.0000; Soluble Potash (K2O) 7.0000
PVC Pipe: 1/2 in schedule 40 JM Eagle Model # 67447 Any manufacturer or supplier will do.
Duct Tape, 1-7/8 in x 12 yds MSC Industrial Supply Gorilla Heavy-Duty Duct Tape, Model # 60012 Any manufacturer or supplier will do.
Metal Rod (Rebar 1.3 cm diameter, 1.2 m long) Weyerhaeuser Model # 35616 Any manufacturer or supplier will do.
Box Cutter Stanley Model # STHT10273 Any manufacturer or supplier will do.
Work Gloves Firm Grip Model # 3101-96 Any manufacturer or supplier will do.
Trash Bags (42 gallon) HUSKY Model # HK42WC050B Any manufacturer or supplier will do.

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References

  1. Tree Islands of the Everglades. Sklar, F. H., van der Valk, A. G. , Kluwer Academic Press. Dordrecht, The Netherlands. (2002).
  2. Wetzel, P. R., et al. Maintaining tree islands in the Florida Everglades: nutrient redistribution is the key. Front Ecol Environ. 3 (7), 370-376 (2005).
  3. Aich, S., Ewe, S. M. L., Gu, B., Dreschel, T. W. An evaluation of peat loss from an Everglades tree island, Florida, USA. Mires and Peat. 14 (2014), 1-15 (2014).
  4. Dreschel, T. W., Cline, E. A., Hill, S. D. Everglades tree island restoration: testing a simple tree planting technique patterned after a natural process. Restor Ecol. , (2017).
  5. Stanturf, J. A., Conner, W. H., Gardiner, E. S., Schweitzer, C. J., Ezell, A. W. Recognizing and Overcoming Difficult Site Conditions for Afforestation of Bottomland Hardwoods. Ecol Restor. 22 (3), 183-193 (2004).
  6. Sharitz, R., Barton, C. D., DeSteven, D. Tree Plantings in Depression Wetland Restorations Show Mixed Success (South Carolina). Ecol Restor. 24 (2), 114-115 (2006).
  7. Brandt, L. A., Portier, K. M., Kitchens, W. M. Patterns of Change in Tree Islands in Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wildlife Refuge from 1950-1991. Wetlands. 20 (1), 1-14 (2000).
  8. Armentano, T. V., Jones, D. T., Ross, M. S., Gamble, B. W. Vegetation pattern and process in tree islands of the southern Everglades and adjacent areas. Tree Islands of the Everglades. Sklar, F. H., van der Valk, A. G. , Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, Netherlands. 225-281 (2002).
  9. Jones, D. T., Sah, J. P., Ross, M. S., Oberbauer, S. F., Hwang, B., Jayachandran, K. Growth and physiological responses of twelve tree species common in Everglades tree islands to simulated hydrologic regimes. Wetlands. 26 (3), 830-844 (2006).
  10. Stoffella, S. L., et al. Survival and growth responses of eight Everglades tree species along an experimental hydrological gradient on two tree island types. Appl Veg Sci. 13 (4), 439-449 (2010).
  11. Aich, S., Dreschel, T. W., Cline, E., Sklar, F. The development of a geographic information system (GIS) to document research in an Everglades physical Model. J Environ Sci Eng. 5 (2011), 289-302 (2011).
  12. Weinbaum, S. A., Johnson, R. S., DeJong, T. M. Causes and Consequences of Overfertilization in Orchards. HortTechnology. 2 (1), 112-121 (1992).

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环境科学 问题 131 植树 树树苗 泥炭 肥料穗 退化树群岛 浮动岛屿
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Dreschel, T. W., Cline, E. A. A… More

Dreschel, T. W., Cline, E. A. A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs. J. Vis. Exp. (131), e56636, doi:10.3791/56636 (2018).

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