Een eenvoudige aanplant techniek voor het opnieuw vaststellen van bomen waar frequente inundatie treedt op

Summary

Dit protocol beschrijft een eenvoudige, kosteneffectieve aanplant techniek voor het herstel van aangetaste Everglades boom eilanden die ervaring inundatie. Het ontwerp creëert een eiland (pop-up) die aanvankelijk drijft en voegt hoogte ter bevordering van de boom overleven en groeien onder natte omstandigheden.

Abstract

Veel van de Everglades boom eilanden tot misbruik van bevoegdheden in de afgelopen eeuw hebben verloren en de meeste van hun bomen gestorven zodanig dat zij zijn nu helemaal bezaaid met kruidachtige planten. Dit protocol beschrijft een eenvoudige, kosteneffectieve aanplant techniek nodig voor het herstel van aangetaste Everglade boom eilanden. Het ontwerp is patroon na een natuurlijke Everglades proces dat creëert drijvende eilanden van de turf, waardoor boom overleven en groeien in natte omstandigheden en vaak tot het ontwikkelen van boom eilanden leidt. Verkrijgbare turf tassen werden gebruikt als het medium voor de groei en de oprichting van ingemaakte inheemse boom aanplant. De pop-configuratie dreef aanvankelijk en voorzien van extra hoogte te minimaliseren inundatie, met een enkele inheemse boom soorten plantgoed en een enkele boom meststof piek. Tijdens een 3 jaar durende studie met 105 pop-ups, bloeide de meeste planten overleefd (80%) en veel. Bepalen of deze techniek de bomen op een eiland aangetaste boom tot stand kan brengen vergt langere studies en uitgebreide veldproeven.

Introduction

Natuurlijke recolonization van aangetaste Everglade boom eilanden door inheemse boomsoorten is mogelijk door middel van zaad versnippering als er nabijgelegen eilanden met een verscheidenheid aan boom soorten^{1,2 zijn}. Volgens Sklar en van der Valk¹ herstellen van zwaar gesubsidieerde boom eilanden mogelijk "door verhoging van de hoogte van hun hoofd, hoewel dergelijke inspanningen zou duur en arbeidsintensief." Momenteel zijn er zeer weinig inheemse (wenselijk) bomen aanwezig zijn in de buurt van de aangetaste (ook bekend als "ghost") boom eilanden in Everglades Water Conservation Area (WCA)-2A (een van de vijf WCAs gemaakt voor het opslaan van water voor en voorkoming van overstromingen van het omringende stedelijke en landbouwgebieden) zodat de zaden die nodig zijn voor het aangetaste boom eilanden³heideterreinen.

Om de hoogte van een eiland gesubsidieerde boom voor herbebossing, zou passende vulling moeten worden vervoerd naar het eiland. Dit zou vereisen aanleg van wegen voor vrachtwagens of waterwegen voor schepen, wat leidt tot ernstige schade aan de Everglades in een grote financiële kosten maken. Een eenvoudige, low-cost techniek is moest repopulate aangetaste boom eilanden met inheemse boomsoorten die tot misbruik van bevoegdheden bieden zal (verminderen hydroperiod) en overleven onder de variabele hydrologie endemisch in de Everglades⁴te verbeteren.

De grootte van deze pop-ups kunt het gemak van vervoer naar de aanplant site. Dit biedt een voordeel ten opzichte van conventionele vullen van gebieden en de aanplant van bomen waarvoor wegen kunnen worden gebouwd voor het vervoer. Deze techniek vermindert dus de ecologische impact van aanplant activiteit. Daarnaast is deze pop-ups hebben het vermogen om te zweven voor de eerste zes maanden na de implementatie, zodat de oprichting van het plantgoed. Onder conventionele boom aanplant van scenario's, kunnen de bomen ervaren toegenomen overstromingen stress tijdens vestiging als de waterstanden stijgen.

Een aantal ontwerpen werden getest en het werd bepaald dat grotere pop-up hoogte (zak geaardheid), één boom meststof spike toevoegen van voedingsstoffen, en planten van de pop-up met een enkele plantgoed de beste configuratie voor implementatie op een Everglade gedegradeerd bereikt boom eiland⁴. Hoewel andere onderzoekers de aanplant van bomen beschrijven voor het herstellen van beboste wetland gebieden^5,6, om onze kennis, geen van de aanplantrechten technieken beschreven toegevoegd hoogte ter vermindering van de hydroperiod.

Deze procedure bootst de vorming van het Everglades boom eilanden die voortvloeien uit turf die breekt met het fundament en drijft aan de oppervlakte drijven. Hooggelegen planten kunnen tot stand brengen aan formulier een eiland "pop-up" of zwevende boom die uiteindelijk verplaatst en vestigt zich op het oppervlak van turf en wat wordt genoemd een "batterij" boom eiland^1,7.

Everglades boom eiland boomsoorten hebben verschillende toleranties aan overstromingen voor groei en overleving^8,9,10. In een gecontroleerde studie, Jones et al. aangetoond dat het belang van de hydroperiod voor het voortbestaan van Everglades boom eiland soorten⁹. Stoffella et al. vond dat relatieve hoogte (tot het wateroppervlak) variërende en diepgaande gevolgen voor de aangeplante inheemse boom soorten overleven en groeien, als gevolg van de specifieke tolerantie van elke soort overstromingen van¹⁰. Boomsoorten kunnen worden geselecteerd voor de specifieke voorwaarden aanwezig. De aanplant techniek beschreven hier kan bieden extra hoogte en bijgevolg boom zaad bronnen in voorheen beboste regio's die hoogte hebben verloren en zijn nu onderworpen aan een inundatie milieu dat is schadelijk voor de inheemse boomsoorten.

Voorheen kunnen beboste regio's die ervaring van uitgebreide hydroperiods profiteren van deze methode woody soorten naar deze gebieden opnieuw in te voeren. Deze techniek biedt hoogte, waardoor de hydroperiod. Bovendien zullen de bomen bouwen bodem (wortel en blad biomassa) en een zaadbron voorzien in verdere kolonisatie van het gebied.

Protocol

1. voorbereiding en vervoer naar locatie planten

1. Verkrijgen van 2 of 3 gal (7 of 11 L) aanplant van lokaal geteelde inheemse bomen (in plastic potten), commerciële turf zakken (meten 0.3 x 0,46 x 0.6 m³), boom en struik meststof pieken, plakband, polyvinylchloride (PVC) pijp (2 tot 3 m lengte, 0.8 in (2.1 cm) diameter 40 plannen), vak cutter, Prullenbak zakken en een metalen staaf of wapening (1 tot 2 m in lengte, doorsnede 1.3 cm) om het doorprikken van de zakken van turf. Potentiële boomsoorten die van toepassing zijn op de Everglades zijn Annona glabra, Ficus aurea, en Acer rubrum. Werk handschoenen wordt sterk aanbevolen.
2. Het bepalen van de beste locatie voor de implementatie van de pop-ups, meestal in een hoog deel van het spook boom eiland met ten minste 0,3 m van turf nog boven het fundament waar inundatie tijdens het natte seizoen zou worden geminimaliseerd.
3. Vervoer aanplant, commerciële turf zakken (één per plantgoed), boom en struik meststof spikes (één per plantgoed), plakband (aantal rollen als passende), PVC pijp (twee per plantgoed), hulpmiddelen en andere materialen naar de aanplant locatie (meestal per moerasboot).

2. pop-vergadering

Opmerking: Monteer de ingemaakte plantgoed en pop-up (stappen 2.1-2.6) in de boot vóór het plaatsen van het in het water over het eiland van de boom (stap 3)

1. Schuif de plastic pot uit de wortels van het plantgoed en de bodem van de pot, en een groot gat in de bodem van de pot, of verwijderen van de gehele bodem van de pot van elke plantgoed met behulp van een vak mes of schaar (Figuur 1).
2. Schuif de pot met de open bodem terug naar de wortels van de plantgoed en de bodem van de pot voor plaatsing in de zak van turf.
3. Maak een 20 tot 30 cm X-vormige snede (iets groter dan de diameter van de pot) in de zak van de turf in het midden van wat zal het bovenoppervlak, met behulp van een cutter vak.
4. Verwijder over 2.000 tot 5.000 cm³ (ongeveer de helft van het volume van de pot) van de inhoud van de zak van de turf uit de X-vormige opening en de plaats in een prullenbak zak voor verwijdering.
5. Stel de bodemloze pot met het plantgoed binnen het X-vormige opening/depressie gemaakt door het verwijderen van de turf uit het zakje turf. De bodemloze pot moet gaan over halverwege in de X-vormige opening, met de punten (driehoeken) wijzen tegen de zijkanten van de pot (Figuur 2). De aanplant zitten in de potten extra hoogte en fysieke ondersteuning te bieden.
6. Zet de pot in plaats met verschillende wikkelingen van plakband, rond de pot en die betrekking hebben op de zak driehoeken. Dit brengt de tas driehoeken aan de pot (Figuur 3) en de pot op zijn plaats te houden tijdens de komende 2-3 jaar van groei. Hiermee maakt u de pop-up.

3. pop-implementatie

1. Stel de pop-up in het water. Invoeren van het water en de drijvende pop-up naar de aanplant site.
2. De pop-up in plaats met twee ongeveer 2 tot 3 m lange lengtes van PVC pijp ingevoegd via de zak aan weerszijden van het plantgoed, ongeveer een derde tot de helft m van de ondergrond (grond onder de zak) ketting (Figuur 3).
3. Het doorprikken van de zakken op de bovenkant, onderkant en zijkanten door het rijden van de metalen staaf (betonstaal) volledig door de zak, maken van openingen (ten minste vier in de boven/beneden) en vier in elke kant zodat het water in te voeren en toe te staan van de wortels naar voren (Figuur 3). De pop-ups wordt een zwevende werkbalk voor ongeveer 6 maanden.
4. Plaats één boom meststof spike volledig in de bovenkant van de zak op een van de locaties die zijn afgebeeld in Figuur 3.

4. follow-up voor onderhoud, metingen en kunststof verwijderen

1. Terug naar de site zo vaak als nodig, vooral bij zware storm gebeurtenissen geacht en Let op de voorwaarde en de overleving, en meten van de hoogte van de boom en basale diameter van elke resterende boom op jaarbasis.
2. Na 3 jaar, terug naar de site met vak cutters/schaar en trash tassen te verwijderen van de potten en plastic uit de zak van turf en recycleren hen. De pot en de plastic uit de zak (boven- en zijkanten) zijn gemakkelijk verwijderd zonder verstoring van het plantgoed; de plastic onder de turf zak mogelijk niet toegankelijk (Figuur 4).
3. Terug naar de site op jaarbasis om overleving en groei te evalueren.

Representative Results

De studie met behulp van deze techniek⁴ werd uitgevoerd binnen een 0.32 km² Everglades fysieke model¹¹, op een bergkam te simuleren testen op een ghost boom eiland. Tijdens deze studie tas twee oriëntaties voor hoogte (lage: 0.3 m, hoog: 0.46 m), met een versus twee bomen per zak groeit, evenals het gebruik van boom meststof spikes overleving en groei te bevorderen werden getest. Drie soorten bomen werden gebruikt: A. glabra, F. aurea, en A. rubrum. Voor elke soort werden 5 wordt gerepliceerd van 4 behandelingen en 2 sets van besturingselementen aangeplant voor een totaal van 35 personen van elke soort. De meeste van de aanplant geteeld in de studie overleefde en bloeide, met groei afhankelijk is van de behandeling-⁴. Overlevingskansen was 80%, waarbij 18 F. aurea en 3 A. glabra gevonden dood aan het einde van de studie van 3 jaar. Resultaten wijzen erop dat de eenvoudigste en meest effectieve configuratie een enkele plantgoed heeft en de hogere Profiel van 0,46 m (grotere hoogte, minder overstromingen), met een meststof spike en zonder extra reserve-drijfvermogen geeft. Aangezien de dagelijkse groei in dubbele beplante zakken minder dan het besturingselement was, is deze behandeling mag geen gebruikte⁴. De afname van de groei door aanplant ontvangen twee pinnen van de meststof in tegenstelling tot een enkele piek kan worden toegeschreven aan over-bemesting. Over-bemesting is voorgesteld als zwakke groei veroorzaakt door bodem chemie en de bodem microbiële Gemeenschap veranderen, evenals leidt tot slechte wortel vestiging en verminderde water absorptie¹².

Plantgoed basale diameter gegevens voor de oriëntatie van de tas spraakmakende turf leverde een statistisch significante behandeling effect evenals een statistisch significant verschil tussen de lage meststof gegevens over de behandeling in vergelijking met de besturingselementen en ten opzichte van de High kunstmest behandeling⁴. Het oppervlak van de bodem in de potten en de perforaties in de oppervlaktelaag van de turf zakken geboden sites voor de kolonisatie van kruidachtige planten en varens in de tijd van de studie⁴ (Figuur 4). Wilgen (Salix caroliniana) binnengevallen bovendien verscheidene van de pop-ups als goed.

De aanplant gereageerd op de behandelingen in het algemeen zoals voorspeld. De bevruchte bomen waren over het algemeen de meest succesvolle (en de behandeling van een spike was nog beter), gevolgd door de besturingselementen (enkele planten), flotatie behandeling en dubbele aanplant (geen statistisch significante effecten)⁴.

Figuur 1: foto van de verwijdering van de bodem van de pot plantgoed. De plantgoed wortels en bodem zijn verwijderd uit de plastic pot en een groot deel (of de volledige onderkant) van de bodem van de pot wordt verwijderd met een vak cutter. De pot wordt dan vervangen via de wortels en bodem. Alle foto's zijn hoffelijkheid van de Zuid-Florida Water Management District. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 2: invoeging van bodemloze plantgoed pot in de zakken van turf, met gesneden driehoeken weergegeven op de zijkanten. De foto toont een tas met twee potten ingevoegd hoewel de voorkeursmethode was vastbesloten om te worden van een pot per zak. De bag ook aangetoond is in de configuratie van de laag-profiel, die niet de gewenste afdrukstand. Voor de voorkeur van de definitieve geaardheid, verwezen naar Figuur 3. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 3: foto's van het plantgoed van een A.glabra met de bodemloze pot duct-geplakt is aan de turf tas snel na implementatie. Volledige pop-up weergegeven drijvend in plaats aan de linkerkant; dichter weergeven weergegeven aan de rechterkant. (Labels) A: turf zak; B: ingegoten plantgoed; C: duct tape rond de pot te houden in de plaats; D: PVC pijp aanbinden; E: gaten gemaakt door het invoegen van een metalen staaf; F: meststof spikes (de twee-spike behandeling is echter aangetoond toe te voegen slechts één piek wordt aanbevolen). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figuur 4: foto van een pop-volgende pot en zak verwijdering. Turf uit de tas en de bodem van de pot worden nu bij elkaar gehouden door de wortels die ook uitgegroeid naar beneden tot het substraat. Opmerking de varens en andere planten die de heuvel van turf resterende middelen van de pop-up hebben gekoloniseerd. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Discussion

Deze voorgestelde benadering van herbeplanting boom eilanden kan de toename van de hoogte en implementatie van bomen van een moerasboot zonder de bouw van wegen nodig om opvulling aan elke site. Dit minimaliseert de kosten en verstoring van de boom eiland aanplant.

Een probleem met deze techniek is de esthetische en ecologische problemen in verband met het assembleren van een grote hoeveelheid PVC pijp, plastic zakken en plastic potten op een moeras-functie die vroeger een eiland van de boom. De huidige aanpak is het verwijderen van de kunststof na een voldoende lange periode van boom vestiging (ongeveer 3 jaar) en goed vervreemden of recyclen van het plastic puin.

Een andere mogelijke oplossing voor de kwestie van kunststof is te gebruiken van biologisch afbreekbaar materiaal voor het aanbinden (houten of bamboe stokken), potten (turf potten), en turf zakken (jute of een soortgelijk materiaal) met de bedoeling dat de insluiting materiaal voor de integriteit zorgen zou en bevatten de bodem en de turf totdat de boom plantgoed werd opgericht in plaats. Aangezien het doel van deze studie was om aan te tonen de proof-of-concept en de kosten redelijk te houden, werden de oorspronkelijke containers van de bomen en de turf aangepast voor gebruik in deze studie. Hierdoor konden voor de uitvoering van een fundamentele studie waarin de container materialen waren waarschijnlijk om integriteit te behouden voor de duur van de vestiging boom.

Wij hebben geconstateerd dat sommige van de zakken begon te splitsen uit elkaar ongeveer 30 maanden na implementatie. Verwijdering van de kunststof moet plaatsvinden wanneer dit voor het eerst is waargenomen om te voorkomen dat plastic afval weg te zweven. Inleidende opmerkingen na de afschaffing van de kunststoffen van enkele van de pop-ups nadat ongeveer 32 maanden aangeven dat de wortels van veel van de aanplant en van de andere planten in de zakken van turf koloniseren de consolidatie van de turf kunnen handhaven en daarmee de hoogte geboden uitsluitend door de bodem van het turf en pot op implementatie (Figuur 4).

We toonden een veelbelovende techniek voor het planten van bomen in regio's van beperkte toegang en variabele hydrologie tegen een retail prijs van minder dan 20 USD (plantgoed = 3-4 USD, turf zak = 11 USD, andere materialen = 2-3 USD) per pop-up. Deze techniek zal werken het beste in turf of organische bodem gebaseerde regio's met een potentieel om te herstellen van de beboste gebieden. We ontwikkelden de techniek met het doel van het herstel van aangetaste boom eilanden in de Everglades, maar het kan gemakkelijk worden aangepast aan andere omgevingen met gelijkaardige doelen van de restauratie.

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.