Une Simple Technique de plantation pour rétablir des arbres où les inondations fréquentes se produit

Summary

Ce protocole décrit une technique pour la restauration de dégradés Everglades arbre îles qui connaissent l’inondation de plantation d’arbres de simples et rentables. Le design crée une île (pop-up) qui flotte au départ et ajoute l’élévation afin de promouvoir la croissance dans des conditions inondées et la survie de l’arbre.

Abstract

Plusieurs des îles Everglades arbre ont perdu altitude depuis un siècle et la plupart de leurs arbres est morts tels qu’ils sont maintenant recouverts de plantes herbacées. Ce protocole décrit une technique nécessaire pour la restauration de dégradés Everglade arbre îles de plantation d’arbres de simples et rentables. Le design s’inspire d’un processus Everglades naturel qui crée des îles flottantes de tourbe, qui permet la croissance et la survie de l’arbre dans des conditions inondées et qui entraîne souvent le développement des îles de l’arbre. Sacs de tourbe disponibles dans le commerce ont été utilisés comme support pour la croissance et la création de jeunes arbres indigènes en pot. La configuration pop-up flottait au départ et fourni une élévation supplémentaire afin de minimiser les inondations, avec un arbre d’espèce unique arbre indigène et un seul arbre engrais. Au cours d’une étude de 3 ans portant sur 105 sauter-se lève, la plupart plantes ont survécu (80 %) et beaucoup ont prospéré. Déterminer si cette technique peut connaître des arbres sur une île de l’arbre dégradées nécessitera de longues études et essais sur le vaste terrain.

Introduction

Recolonisation naturelle des îles d’arbre Everglade dégradées par les espèces d’arbres indigènes est possible grâce à la dispersion des graines, s’il y a à proximité des îles avec une diversité d’arbre espèces^1,2. Selon Sklar et van der Valk¹ restauration d’arbre sévèrement affaissée îles peut être possible, « par "élever l’élévation de leurs têtes, bien que ces efforts seraient coûteux et forte intensité de main de œuvre. » Actuellement, il y a très peu d’arbres (souhaitable) native présents près des îles d’arbre (également connu sous le nom « ghost ») dégradées dans Everglades Water Conservation Area (WCA)-2 a (un des cinq WCAs créé pour stocker l’eau pour et contre les inondations d’entourant urbain et zones agricoles) pour fournir les graines nécessaires pour implanter les arbres dégradés îles³.

Pour déclencher l’élévation d’une île affaissée arbres pour le reboisement, remplissage approprié devra être transporté vers l’île. Il faudrait construire des routes pour les camions ou la création de voies navigables pour les chalands, conduisant à des dommages graves pour les Everglades à un grand coût financier. Une technique simple et à faible coût est nécessaire pour repeupler les îles arbre dégradées avec les espèces d’arbres indigènes permettant une élévation (réduire hydropériode) et d’améliorer la survie dans l’hydrologie variable endémique aux Everglades⁴.

La taille de ces pop-ups permet la facilité de transport jusqu’au site de plantation. Cela donne un avantage par rapport au remplissage des zones classiques et de plantation d’arbres qui peuvent nécessiter des routes construit pour le transport. Cette technique réduit ainsi l’impact écologique des activités de plantation d’arbres. En outre, ces pop-ups ont la capacité de flotter pendant les six mois initiales après déploiement, afin de permettre la mise en place de l’arbrisseau. En vertu des scénarios de plantation d’arbres classiques, les arbres pourraient rencontrer inondation une augmentation du stress au cours de la mise en place si les niveaux d’eau augmentent.

Plusieurs modèles ont été testés et il a été déterminé qu’une plus grande hauteur de pop-up (sac d’orientation), un pic d’engrais arbre pour ajouter des éléments nutritifs et planter le pop-up avec un seul arbre atteint la meilleure configuration pour le déploiement sur un Everglade dégradé Tree island⁴. Bien que d’autres chercheurs décrivent la plantation d’arbres pour la restauration de terres humides boisées des zones^5,6, à notre connaissance, aucune des techniques de plantation décrits ajouté altitude afin de réduire les hydropériode.

Cette procédure imite la formation des flottants îles d’arbre Everglades qui découlent de la tourbe qui se détache de l’assise rocheuse et flotte à la surface. Des hautes terres centrales peuvent établir pour former une île flottantes ou « pop-up » arbre qui finissent par se déplace et s’installe sur la surface de la tourbe et devient ce que l'on appelle une « batterie » arbre île^1,7.

Everglades arbre île essences ont diverses tolérances aux inondations pour la croissance et la survie^8,9,10. Dans une étude contrôlée, Jones et coll. a démontré l’importance de l’hydropériode à la survie des Everglades arbre île espèces⁹. Stoffella et coll. a conclu que l’élévation relative (à la surface de l’eau) avait variés et profonds effets sur la survie des espèces d’arbres indigènes plantés et la croissance, en raison de la tolérance spécifique de chaque espèce aux inondations¹⁰. Espèces d’arbres peuvent être sélectionnés pour les conditions spécifiques. L’arbre plantation technique décrite ici peut fournir une élévation supplémentaire et par conséquent, les sources de semences d’arbres dans les régions anciennement boisées qui ont perdu altitude et sont maintenant soumis à un environnement d’inondation qui sont nocif pour les espèces d’arbres indigènes.

Anciennement régions forestières qui l’expérience étendue hydropériodes pourraient bénéficier de cette méthode de réintroduire des espèces ligneuses dans ces zones. Cette technique permet d’élévation, ce qui réduit l’hydropériode. En outre, les arbres construira sol (biomasse racinaire et foliaire) et fournir une source de semences pour la colonisation continue de la région.

Protocol

1. préparation et transport vers le lieu de plantation

1. Obtenir 2 ou 3 gal (7 ou 11 L) gaules de cultivés localement arbres indigènes (dans des pots en plastique), commerciales sacs de tourbe (mesurant de 0,3 x 0,46 x 0,6 m³), arbres et arbustes engrais spikes, ruban adhésif, tuyau de polychlorure de vinyle (PVC) (2 à 3 m de longueur, 0,8 pouces (2,1 cm) de diamètre en toile annexe 40), box cutter, sacs à ordures et une tige de métal ou de barre d’armature (1 à 2 m de longueur, 1,3 cm de diamètre) pour percer les sacs de tourbe. Les essences possibles applicables pour les Everglades sont Annona glabra, Ficus aurea, et Acer rubrum. Porter des gants de protection est fortement recommandé.
2. Déterminer le meilleur emplacement pour déployer les pop-ups, typiquement dans une zone haute de l’île d’arbre fantôme d’au moins 0,3 m de tourbe restant au-dessus de la roche-mère où serait minimisée inondation pendant la saison des pluies.
3. Transport des Gaules, des sacs de tourbe commerciale (un par semis), pointes d’engrais arbres et arbustes (un par semis), du ruban adhésif (nombre de rouleaux selon le cas), tuyau en PVC (deux par semis), outils et matériaux à l’emplacement de plantation (généralement par hydroglisseur).

2. pop-up Assemblée

NOTE : Assembler les gaules en pot et les pop-up (étapes 2.1-2.6) dans le bateau avant de placer dans l’eau sur l’île de l’arbre (étape 3)

1. Glissez le pot en plastique au large des racines de l’arbre et le sol de pot et couper un grand trou au fond de la casserole ou supprimer tout le fond de chaque pot de gaules en utilisant une boîte cutter ou des ciseaux (Figure 1).
2. Glissez le pot avec le fond ouvert sur la racines de l’arbre et le sol de pot pour insertion dans le sac de tourbe.
3. Faire un 20 à 30 cm en forme de X coupe (légèrement plus grand que le diamètre de la casserole) dans le sac de tourbe au centre de ce que sera la surface supérieure, à l’aide d’un cutter.
4. Retirer environ 2 000 à 5 000 cm³ (environ la moitié du volume du pot) du contenu de la valise de tourbe de l’ouverture en forme de X et le déposer dans un sac poubelle pour l’enlèvement.
5. Réglez le potentiomètre sans fond avec des Gaules au sein de l’ouverture/la dépression en forme de X créée en supprimant la tourbe dans le sac de tourbe. Le pot sans fond devrait être d’environ mi-course dans l’ouverture en forme de X, avec les points (triangles) pointant vers le haut contre les côtés de la casserole (Figure 2). Les pousses sont laissés dans les pots d’élévation supplémentaire et support physique.
6. Fixer le pot en place avec plusieurs enroulements de ruban adhésif, autour du pot et couvrant les triangles de sac. Ceci appose les triangles de sac au pot (Figure 3) et maintiennent le pot en place pendant 2 à 3 prochaines années de croissance. Cela crée le pop-up.

3. pop-up déploiement

1. Définissez le pop-up dans l’eau. Entrer dans l’eau et déplacez la fenêtre flottante sur le site de plantation.
2. Attacher le pop-up en place avec deux environ 2 à 3 m de tuyau en PVC de grande longueur inséré à travers le sac de chaque côté de l’arbrisseau, dans environ un tiers à un demi m du substrat (sol sous le sac) (Figure 3).
3. Percer les sacs sur le dessus, fond et des côtés en enfonçant la tige de métal (barres d’armature) complètement à travers le sac, création d’ouvertures (au moins quatre en haut/en bas) et quatre de chaque côté pour permettre à l’eau d’entrer et de laisser les racines à émerger (Figure 3). Les pop-ups flottera pendant environ 6 mois.
4. Insérer un arbre fertilisant Pique-notes entièrement dans la partie supérieure du sac dans l’un des emplacements indiqués à la Figure 3.

4. suivi de la Maintenance, mesures et l’enlèvement de matières plastiques

1. Revenez sur le site aussi souvent que jugé nécessaire, en particulier après des orages sévères et noter l’État et la survie et mesurer la hauteur de l’arbre et le diamètre à la base de chaque arbre restant sur une base annuelle.
2. Après 3 ans, revenez sur le site avec des ciseaux/couteaux de boîte et sac de sacs à ordures pour enlever le pot et le plastique de la tourbe et les recycler. Le pot et le plastique du sac (dessus et côtés) sont facilement enlevés sans déranger les gaules ; le plastique sous le sac de tourbe peut ne pas être accessible (Figure 4).
3. Revenez sur le site sur une base annuelle afin d’évaluer la croissance et la survie.

Representative Results

L’étude à l’aide de cette technique⁴ a été réalisée dans un 0.32 km² modèle physique Everglades¹¹, sur une crête pour simuler des tests sur une île d’arbre fantôme. Au cours de cette étude, deux sac des orientations pour la hauteur (faible : 0,3 m, haut : 0,46 m), avec un contre deux gaules par sac de plus en plus, ont été testés ainsi que l’utilisation de pointes engrais arbre pour promouvoir la croissance et la survie. Trois espèces de jeunes arbres ont été utilisés : a. glabra, F. aurea, et a. rubrum. Pour chaque espèce, 5 séries de 4 séances et 2 ensembles de contrôles ont été plantés pour un total de 35 individus de chaque espèce. Plupart des Gaules cultivés dans l’étude ont survécu et prospéré, avec une croissance dépend du traitement⁴. Taux de survie était de 80 %, avec 18 F. aurea et 3 a. glabra retrouvé mort à la fin de l’étude de 3 ans. Résultats indiquent que la configuration plus simple et la plus efficace a un seul arbre et fournit la plus grande visibilité de 0,46 m (hauteur supérieure, moins inondation), avec la pointe d’un engrais et sans flottaison supplémentaire. Étant donné que le taux de croissance quotidiens dans des doubles sacs plantées fut moindre que le contrôle, ce traitement ne doit pas être utilisé⁴. La réduction de la croissance par les gaules recevant deux pointes d’engrais par opposition à un pic unique peut être attribuée à la surfertilisation. La surfertilisation a été suggérée comme provoquant une croissance médiocre en modifiant la chimie du sol et la communauté microbienne du sol, mais aussi de menant à racine mauvaise mise en place et d’absorption réduite d’eau¹².

Données de diamètre à la base de gaules pour l’orientation de sac de tourbe de grande envergure ont donné un effet statistiquement significatif de traitement, mais aussi une différence statistiquement significative entre les données de traitement engrais faible comparée aux contrôles et à la traitement des engrais haut⁴. La surface du sol dans les pots et les piqûres à la surface supérieure des sacs tourbe fourni des sites pour la colonisation des plantes herbacées et de fougères au moment de l’étude⁴ (Figure 4). En outre, saules (Salix caroliniana) ont envahi plusieurs d'entre les pop-ups ainsi.

Les gaules ont répondu aux traitements généralement comme l’avait prédit. Les arbres fertilisés étaient généralement les plus réussis (et le traitement d’un pic a été encore mieux), suivie par les contrôles (plantation unique), le traitement de flottation et double plantation (aucun effet statistiquement significatif)⁴.

Figure 1 : photo du retrait du fond de la casserole de Gaules. Les racines de l’arbre et le sol sont retirés le pot en plastique et une grande partie (ou le fond complet) du fond de la casserole est retiré avec un cutter. Le pot est alors remplacé sur les racines et le sol. Toutes les photographies sont une gracieuseté de la South Florida Water Management District. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Insertion du pot de gaules sans fond dans les sacs de tourbe, avec triangles coupes montrés sur les côtés. La photographie montre un sac avec deux pots insérés bien que la méthode préférée était déterminée à être un pot par sac. Le sac montré aussi est dans la configuration de profil bas, ce qui n’est pas l’orientation préférentielle. Pour l’orientation finale préférée, reportez-vous à la Figure 3. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : photographies d’un jeune arbre de A.glabra avec le pot sans fond conduit-scotchée à la tourbe sac peu après déploiement. Toutes les pop-up montre flottant en place sur la gauche ; vue rapprochée illustré à droite. (Étiquettes) A: sac de tourbe ; B: en pot des Gaules ; C: du ruban adhésif autour de pot pour tenir en place ; D: sangles de tuyau PVC ; E: trous faits en insérant une tige de métal ; F: des épis engrais (le traitement de deux pic apparaît, cependant, n'ajoutant qu’un seul épi est recommandé). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : photo d’un pop-up après avoir enlevé pot et sac. Tourbe du sac et le sol de pot sont maintenant attachées par les racines qui se sont également développées vers le bas dans le substrat. Notez les fougères et autres plantes qui ont colonisé la motte de tourbe restant de la pop-up. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Discussion

Cette approche proposée pour la replantation des îles de l’arbre permet l’augmentation de l’altitude et le déploiement des arbres d’un hydroglisseur sans la construction de routes pour faire remplir à chaque site. Cela minimise le coût et la perturbation de la mise en œuvre des plantations d’arbres île.

Un problème avec cette technique est les problèmes esthétiques et environnementaux associés à mettre une grande quantité de tuyaux en PVC, sacs en plastique et pots en plastique sur une fonctionnalité de marais qui était autrefois une île de l’arbre. L’approche actuelle consiste à démonter les plastiques après une période suffisante d’établissement de l’arbre (environ 3 ans) et correctement jeter ou recycler les débris en plastique.

Une autre solution possible à la question des plastiques est d’utiliser des matériaux biodégradables pour les sangles (en bois ou bambou), pots (pots de tourbe) et des sacs de tourbe (toile de jute ou un matériau similaire) avec l’intention que le matériel de confinement maintiendrait l’intégrité et contenir le sol et la tourbe jusqu'à ce que le jeune arbre arbre a été établie en place. Puisque le but de cette étude était de démontrer la preuve de concept et de garder le coût raisonnable, les contenants originaux des arbres et tourbe ont été modifiés pour l’usage dans cette étude. Cela a permis la mise en œuvre d’une étude de base dans lequel les matières contenant étaient susceptibles de maintenir l’intégrité pour la durée d’établissement de l’arbre.

Nous avons constaté que certains des sacs a commencé à se séparent après environ 30 mois après le déploiement. Enlèvement des matières plastiques doit intervenir lorsque c’est tout d’abord observé afin d’éviter les déchets plastiques flottants loin. Observations préliminaires suite à l’enlèvement des matières plastiques de certains d'entre les pop-ups après environ 32 mois indiquent que les racines d’un grand nombre des Gaules et des autres plantes qui colonisent les sacs de tourbe peuvent maintenir la consolidation de la tourbe et donc la élévation prévue uniquement par le sol tourbeux et pot au moment du déploiement (Figure 4).

Nous avons démontré une technique prometteuse pour planter des arbres dans les régions d’accès limité et variable hydrologie pour un coût de détail de moins de 20 USD (gaules = 3-4 USD, sac de tourbe = 11 USD, autres matériaux = 2-3 USD) par pop-up. Cette technique fonctionne mieux dans la tourbe ou des régions sol organiques permettraient de restaurer les zones boisées. Nous avons mis au point la technique dans le but de restaurer les îles arbre dégradées dans les Everglades, mais il pourrait facilement être adapté dans d’autres environnements ayant des objectifs similaires de restauration.

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.