Ten protokół opisuje prostą, opłacalną technikę sadzenia drzew w celu przywrócenia zdegradowanych wysp drzew Everglades, które doświadczyły powodzi. Projekt tworzy wyspę (pop-up), która początkowo unosi się w powietrzu i zwiększa wysokość, aby ułatwić przetrwanie i wzrost drzew w warunkach powodzi.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Prosta technika sadzenia w celu ponownego sadzenia drzew w miejscach, w których występują częste powodzie
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Wiele wysp drzew w Everglades straciło wysokość w ciągu ostatniego stulecia, a większość ich drzew obumarła, tak że teraz są pokryte roślinami zielnymi. Protokół ten opisuje prostą, opłacalną technikę sadzenia drzew potrzebną do przywrócenia zdegradowanych wysp drzew w Everglade. Projekt jest wzorowany na naturalnym procesie Everglades, który tworzy pływające wyspy torfowe, co pozwala drzewom przetrwać i rosnąć w zalanych warunkach i często prowadzi do rozwoju wysp drzewnych. Dostępne na rynku worki torfowe zostały wykorzystane jako podłoże do wzrostu i zakładania doniczkowych rodzimych sadzonek drzew. Konfiguracja pop-up początkowo unosiła się na wodzie i zapewniała dodatkową wysokość, aby zminimalizować zalanie, z pojedynczym rodzimym gatunkiem drzew i pojedynczym kolcem nawozu drzewnego. Podczas 3-letniego badania obejmującego 105 wyskakujących okienek, większość roślin przetrwała (80%), a wiele z nich dobrze się rozwijało. Ustalenie, czy ta technika może zakładać drzewa na zdegradowanej wyspie drzew, będzie wymagało dłuższych badań i szeroko zakrojonych testów terenowych.
Wprowadzenie
Naturalna rekolonizacja zdegradowanych wysp drzew Everglade przez rodzime gatunki drzew jest możliwa poprzez rozsiewanie nasion, jeśli w pobliżu znajdują się wyspy z różnorodnością gatunków drzew1,2. Według Sklara i van der Valk1 przywrócenie mocno zapadniętych wysp drzew może być możliwe, "poprzez podniesienie wysokości ich głów, chociaż takie wysiłki byłyby kosztowne i pracochłonne". Obecnie w pobliżu zdegradowanych (znanych również jako "duchy") wysp drzew w Everglades Water Conservation Area (WCA)-2A (jeden z pięciu WCA stworzonych w celu magazynowania wody i zapobiegania zalaniu okolicy) jest bardzo mało rodzimych (pożądanych) drzew. obszary miejskie i rolnicze), aby dostarczyć nasiona potrzebne do rekolonizacji zdegradowanych wysp drzew3.
Aby podnieść wysokość wyspy z zadrzewionymi drzewami do ponownego zalesienia, musiałoby zostać przetransportowane na wyspę odpowiednie wypełnienie. Wymagałoby to budowy dróg dla ciężarówek lub stworzenia dróg wodnych dla barek, co doprowadziłoby do poważnych szkód w Everglades przy dużych kosztach finansowych. Potrzebna jest prosta, tania technika, aby ponownie zasiedlić zdegradowane wyspy drzew rodzimymi gatunkami drzew, które zapewnią wzniesienie (skrócą hydroperiod) i poprawią przeżywalność w zmiennej hydrologii endemicznej dla Everglades4.
Rozmiar tych wyskakujących okienek pozwala na łatwy transport do miejsca sadzenia. Daje to przewagę w porównaniu z konwencjonalnym zasypywaniem terenów i sadzeniem drzew, które mogą wymagać budowy dróg do transportu. Technika ta zmniejsza w ten sposób wpływ sadzenia drzew na środowisko. Ponadto te wyskakujące okienka mogą unosić się na wodzie przez pierwsze sześć miesięcy po wdrożeniu, aby umożliwić założenie drzewka. W konwencjonalnych scenariuszach sadzenia drzew drzewa mogą doświadczać zwiększonego stresu powodziowego podczas zakładania, jeśli poziom wody się podniesie.
Przetestowano wiele projektów i stwierdzono, że większa wysokość pop-upu (orientacja worka), jeden nawóz drzewny w celu dodania składników odżywczych oraz posadzenie pop-upu z pojedynczym drzewkiem osiągnęły najlepszą konfigurację do wdrożenia na wyspie zdegradowanych drzew w Everglade4. Chociaż inni badacze opisują sadzenie drzew w celu przywrócenia zalesionych obszarów podmokłych5,6, o ile nam wiadomo, żadna z opisanych technik sadzenia nie zwiększała wysokości w celu zmniejszenia hydroperiodu.
Ta procedura naśladuje tworzenie pływających wysp drzew Everglades, które powstają z torfu, który odrywa się od podłoża skalnego i wypływa na powierzchnię. Rośliny wyżynne mogą tworzyć "wyskakujące" lub pływające wyspy, które ostatecznie przemieszczają się i osiadają na powierzchni torfu, stając się tak zwaną wyspą drzew "bateryjnych"1,7.
Gatunki drzew na wyspie Everglades mają różną tolerancję na powodzie dla wzrostu i przetrwania8,9,10. W kontrolowanym badaniu Jones i in. wykazali znaczenie hydroperiodu dla przetrwania gatunków wysp drzew Everglades9. Stoffella i in. stwierdzili, że względne wzniesienie (do powierzchni wody) miało różny i głęboki wpływ na przetrwanie i wzrost posadzonych rodzimych gatunków drzew, ze względu na specyficzną tolerancję każdego gatunku na powodzie10. Gatunki drzew można dobierać do konkretnych warunków, w jakich panują. Opisana tutaj technika sadzenia drzew może zapewnić dodatkowe wzniesienie, a co za tym idzie, źródło nasion drzew w dawniej zalesionych regionach, które utraciły wysokość i są obecnie narażone na środowisko powodziowe, które jest szkodliwe dla rodzimych gatunków drzew.
Dawniej zalesione regiony, które doświadczają przedłużonych okresów hydroperiodu, mogą skorzystać z tej metody, aby ponownie wprowadzić gatunki drzewiaste na te obszary. Ta technika zapewnia podniesienie, zmniejszając w ten sposób hydroperiod. Ponadto drzewa będą budować glebę (biomasę korzeni i liści) oraz stanowić źródło nasion do dalszej kolonizacji tego obszaru.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie i transport do miejsca sadzenia
- Zdobądź 2 lub 3 galony (7 lub 11 l) sadzonek lokalnie uprawianych drzew rodzimych (w plastikowych doniczkach), komercyjne worki torfowe (o wymiarach 0,3 x 0,46 x 0,6 m3), kolce do nawozów do drzew i krzewów, taśmę klejącą, rurę z polichlorku winylu (PVC) (długość od 2 do 3 m, średnica 0,8 cala (2,1 cm), harmonogram 40), nóż do pudełek, worki na śmieci, oraz metalowy pręt lub pręt zbrojeniowy (o długości od 1 do 2 m, średnicy 1,3 cm) do przebijania worków torfowych. Potencjalne gatunki drzew mające zastosowanie w Everglades to Annona glabra, Ficus aurea i Acer rubrum. Zaleca się noszenie rękawic roboczych.
- Określ najlepsze miejsce do rozmieszczenia wyskakujących okienek, zwykle w wysokim obszarze wyspy drzew duchów, z co najmniej 0,3 m torfu pozostałego nad podłożem skalnym, gdzie zalanie byłoby zminimalizowane w porze deszczowej.
- Sadzonki transportu, komercyjne worki torfowe (po jednym na drzewko), kolce nawozowe do drzew i krzewów (po jednym na drzewko), taśmę klejącą (odpowiednia liczba rolek), rurę PVC (dwie na drzewko) oraz inne narzędzia i materiały do miejsca sadzenia (zwykle łodzią powietrzną).
2. Zestaw pop-up
UWAGA: Złóż doniczkowe drzewko i pop-up (kroki 2.1-2.6) w łodzi przed umieszczeniem go w wodzie nad wyspą drzew (krok 3)
- Zsuń plastikową doniczkę z korzeni drzewka i ziemi doniczkowej i wytnij duży otwór w dnie doniczki lub usuń całe dno każdej doniczki za pomocą noża do pudełek lub nożyczek (Rysunek 1).
- Wsuń doniczkę z otwartym dnem z powrotem na korzenie drzewka i ziemię doniczkową w celu włożenia do worka torfowego.
- Wykonaj od 20 do 30 cm nacięcie w kształcie litery X (nieco większe niż średnica doniczki) w worku torfowym pośrodku tego, co będzie górną powierzchnią, za pomocą noża do pudełek.
- Usuń około 2,000 do 5,000 cm3 (około połowy objętości doniczki) zawartości worka torfowego z otworu w kształcie litery X i umieść w worku na śmieci w celu usunięcia.
- Ustaw doniczkę bez dna z drzewkiem w otworze/wgłębieniu w kształcie litery X utworzonym przez usunięcie torfu z worka torfowego. Doniczka bez dna powinna znajdować się mniej więcej w połowie wysokości otworu w kształcie litery X, z punktami (trójkątami) skierowanymi w górę w stosunku do boków doniczki (Rysunek 2). Sadzonki pozostawia się w doniczkach, aby zapewnić dodatkowe podniesienie i wsparcie fizyczne.
- Zabezpiecz garnek na miejscu za pomocą kilku uzwojeń taśmy klejącej, wokół garnka i zakrywając trójkąty torby. Spowoduje to przymocowanie trójkątów torebki do doniczki (Rysunek 3) i utrzymanie doniczki na miejscu przez następne 2-3 lata wzrostu. Spowoduje to utworzenie wyskakującego okienka.
3. Rozmieszczenie wyskakujących okienek
- Ustaw wyskakujące okienko w wodzie. Wejdź do wody i przenieś pływające wyskakujące okienko do miejsca sadzenia.
- Przymocuj wyskakujące okienko do miejsca za pomocą dwóch odcinków PVC o długości około 2 do 3 m wprowadzonych przez worek po obu stronach drzewka, w około jednej trzeciej do pół m podłoża (gleba pod workiem) (Rysunek 3).
- Przebij worki na górze, na dole i po bokach, wbijając metalowy pręt (pręt zbrojeniowy) całkowicie przez worek, tworząc otwory (co najmniej cztery na górze/na dole i po cztery z każdej strony), aby umożliwić przedostanie się wody i wyłonienie korzeni (Rysunek 3). Wyskakujące okienka będą unosić się w powietrzu przez około 6 miesięcy.
- Włóż jeden napój nawozu do drzew całkowicie w górną część worka w jednym z miejsc pokazanych na Rysunek 3.
4. Kontynuacja konserwacji, pomiarów i usuwania tworzyw sztucznych
- Wracaj na miejsce tak często, jak uznasz to za konieczne, szczególnie po silnych burzach i odnotowuj stan i przeżywalność, a także mierz wysokość i średnicę podstawy każdego pozostałego drzewa w ujęciu rocznym.
- Po 3 latach wróć na miejsce z nożami/nożyczkami do pudełek i workami na śmieci, aby usunąć doniczki i plastik z worka na torf i poddać je recyklingowi. Doniczkę i plastik z torby (góra i boki) można łatwo wyjąć bez naruszania drzewka; plastik pod workiem torfowym może być niedostępny (Rysunek 4).
- Wracaj na miejsce co roku, aby ocenić przeżywalność i wzrost.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Badanie z wykorzystaniem tej techniki4 przeprowadzono w fizycznym modelu Everglades o powierzchni 0,32 km211, na grzbiecie w celu symulacji testów na wyspie z „martwych drzew” (ghost tree island). W trakcie badania przetestowano dwie orientacje worków pod kątem wysokości (niska: 0,3 m, wysoka: 0,46 m), z jednym lub dwoma sadzonkami w worku, a także zastosowanie szpilek z nawozem do drzew w celu promowania przeżywalności i wzrostu....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
To proponowane podejście do ponownego sadzenia wysp drzew pozwala na zwiększenie wysokości i rozmieszczenie drzew z łodzi powietrznej bez konieczności budowy dróg wymaganych do doprowadzenia wypełnienia do każdego miejsca. Minimalizuje to koszty i zakłócenia związane z wdrażaniem nasadzeń na wyspach drzew.
Problemem związanym z tą techniką są problemy estetyczne i środowiskowe związane z umieszczaniem dużej ilości rur PVC, plastikowych toreb i plastikowych doniczek na bagnach, które kiedyś był...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Prace te zostały wykonane pod nadzorem i nadzorem South Florida Water Management District, agencji stanu Floryda. Floryda cieszy się szerokim prawem dotyczącym rejestrów publicznych. Niniejszy dokument podlega temu prawu i jest uważany za część rejestru publicznego.
Podziękowania
To badanie zostało sfinansowane i przeprowadzone w ramach Sekcji Oceny Systemów Everglades w Dystrykcie Gospodarki Wodnej Południowej Florydy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sadzonki drzew rodzimych o pojemności jednego lub dwóch galonów w plastikowych doniczkach. | Lokalne szkółki roślin | rodzimych Nie dotyczy | Uzyskaj rodzime sadzonki drzew wyhodowane z lokalnie uzyskanych nasion |
| Komercyjne worki torfowe. 5 stóp sześciennych | Kanadyjski | mech torfowiec Lambert Lambert (6649801115) | Opis produktu: Mech torfowy Lambert jest doskonałym dodatkiem do gleby ze względu na jego zdolność zatrzymywania wody, napowietrzania gleby i jest całkowicie naturalny. Wszystkie opakowania mchu torfowego Lambert's są opatrzone logo OMRI (Organic Material Review Institute), co oznacza, że są one dopuszczone do stosowania w produkcji ekologicznej. Rozmiar: 5,5 stopy sześciennej. |
| Kolce do drzew Vigoro (kolce do nawożenia drzew i krzewów, 15 sztuk) | Vigoro, Swiss Farms Products Inc. | Model # 154205 | GWARANTOWANA ANALIZA (%) CAŁKOWITA ZAWARTOŚĆ PRODUKTU (ppm): Azot całkowity (N) 12,0000; Dostępny kwas fosforowy (P2O5) 5,0000; Rozpuszczalny potaż (K2O) 7.0000 |
| Rura PVC: 1/2 w harmonogramie 40 | JM Eagle | Model # 67447 | Każdy producent lub dostawca zrobi. |
| Taśma klejąca, 1-7/8 cala x 12 jardów | MSC Industrial Supply | Gorilla Heavy-Duty Duct Tape, model # 60012 | Każdy producent lub dostawca zrobi to. |
| Pręt metalowy (pręt zbrojeniowy o średnicy 1,3 cm, długości 1,2 m) | Weyerhaeuser | Model # 35616 | Każdy producent lub dostawca zrobi to. |
| Nóż do pudełek | Stanley | Model # STHT10273 | Każdy producent lub dostawca zrobi to. |
| Rękawice robocze | Mocny uchwyt | Model # 3101-96 | Każdy producent lub dostawca zrobi to. |
| Worki na śmieci (42 galony) | HUSKY | Model # HK42WC050B | Każdy producent lub dostawca zrobi to. |
Bibliografia
- Tree Islands of the Everglades. Sklar, F. H., van der Valk, A. G. , Kluwer Academic Press. Dordrecht, The Netherlands. (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Weinbaum, S. A., Johnson, R. S., DeJong, T. M. Causes and Consequences of Overfertilization in Orchards. HortTechnology. 2 (1), 112-121 (1992).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
