Summary
Questo protocollo descrive un tecnica per ripristino degradati Everglades albero isole che esperienza inondazione di piantagione di alberi e di soluzione semplici e convenienti. Il design crea un'isola (a comparsa) che galleggia inizialmente e aggiunge elevazione per promuovere la crescita in condizioni allagate e sopravvivenza dell'albero.
Abstract
Molte delle isole di albero di Everglades hanno perso elevazione nel secolo scorso e la maggior parte di loro alberi sono morti tale che ora sono ricoperti di piante erbacee. Questo protocollo descrive un albero semplice, economico, tecnica necessaria per il ripristino degradati Everglade albero isole di impianto. Il design è modellato dopo un processo di Everglades naturale che crea isole di torba galleggianti, che permette di albero sopravvivenza e la crescita in condizioni allagate e spesso conduce allo sviluppo di isole di albero. Borse di torba commercialmente disponibili sono stati utilizzati come mezzo per la crescita e la creazione di piantine in vaso nativo. La configurazione a comparsa galleggiato inizialmente e fornito rialzamento supplementare per ridurre al minimo il inundation, con un alberello di specie nativa singolo albero e un picco di fertilizzante di singolo albero. Durante uno studio di 3 anni che coinvolge 105 pop-up, la maggior parte delle piante è sopravvissuto (80%) e molti hanno prosperato. Determinare se questa tecnica può stabilire alberi su un'isola di albero degradato richiederà studi più lunghi e prove sul campo.
Introduction
Ricolonizzazione naturale delle isole di albero Everglade degradati da alberi di specie autoctone è possibile attraverso la dispersione dei semi, se ci sono nelle vicinanze di isole con una diversità di specie di albero1,2. Secondo Sklar e van der Valk1 ripristino si è notevolmente abbassato albero isole può essere possibile, "per aumentare l'elevazione delle loro teste, anche se tali sforzi sarebbe costosi e laborioso." Attualmente, ci sono pochissimi alberi (auspicabili) nativi presenti vicino alle isole di albero (noto anche come "fantasma") degradate in Everglades Water Conservation Area (WCA)-2A (uno dei cinque WCAs creato per immagazzinare acqua per e prevenire le inondazioni del circostante urbano e zone agricole) per fornire i semi necessari per ricolonizzare l'albero degradato isole3.
Per aumentare l'elevazione di un isola albero abbassato per il rimboschimento, riempimento appropriato avrebbe dovuto essere trasportato all'isola. Ciò richiederebbe la costruzione di strade per i camion o la creazione di corsi d'acqua per le chiatte, portando a gravi danni alle Everglades a un grande costo finanziario. Una tecnica semplice, a basso costo è necessario per ripopolare le isole albero degradato con alberi di specie autoctone che forniranno elevazione (ridurre hydroperiod) e migliorare la sopravvivenza sotto l'idrologia variabile endemico del Everglades4.
Le dimensioni di questi pop-up permette la facilità di trasporto al luogo che pianta. Ciò fornisce un vantaggio rispetto al riempimento delle zone convenzionali e piantagione di alberi che possono richiedere strade essere costruito per il trasporto. Questa tecnica riduce l'impatto ecologico delle attività di piantagione di alberi. Inoltre, questi pop-up hanno la capacità di galleggiare per l'iniziali sei mesi dopo la distribuzione, per consentire l'istituzione di alberello. Sotto scenari di piantagione di alberi convenzionali, gli alberi potrebbero verificarsi inondazioni lo sforzo aumentato durante stabilimento se aumentano i livelli di acqua.
Una serie di disegni sono stata testata ed è stato determinato che una maggiore altezza di pop-up (orientamento di borsa), uno spike di fertilizzante di albero per aggiungere sostanze nutrienti e piantare il pop-up con un singolo alberello realizzato la migliore configurazione per la distribuzione su un Everglade degradato albero isola4. Anche se altri ricercatori descrivono la piantumazione di alberi per il ripristino delle zone boschive umide zone5,6, a nostra conoscenza, nessuna delle tecniche d'impianto descritte aggiunto elevazione per ridurre hydroperiod.
Questa procedura imita la formazione di isole di albero di Everglades che derivano dalla torba che si stacca dalla roccia e galleggia alla superficie di galleggiamento. Piante montane possono stabilire per formare un'isola flottante o "pop-up" albero che alla fine si muove e si deposita sulla superficie torba e diventa quello che viene definita un "batteria" albero isola1,7.
Specie di albero di Everglades albero isola hanno tolleranze diverse inondazioni per crescita e sopravvivenza8,9,10. In uno studio controllato, Jones et al hanno dimostrato l'importanza di hydroperiod per la sopravvivenza di Everglades albero isola specie9. Stoffella et al. trovato che relativa elevazione (alla superficie dell'acqua) ha avuto effetti varianti e profondi sulla sopravvivenza della specie di albero nativo piantato e crescita, a causa di tolleranza specifica di ogni specie alle inondazioni10. Specie di albero può essere selezionata per le condizioni specifiche presenti. L'albero piantare tecnica descritta qui può fornire rialzamento supplementare e, di conseguenza, fonti di semi di albero in regioni precedentemente boschive che hanno perso l'elevazione e ora sono soggetti a un ambiente di inondazione che è dannoso per alberi di specie autoctone.
Precedentemente regioni boscose che esperienza estesa hydroperiods possono beneficiare di questo metodo per reintrodurre la specie legnosa a queste aree. Questa tecnica fornisce elevazione, riducendo così il hydroperiod. Inoltre, gli alberi saranno costruire terreno (biomassa radice e foglie) e fornire una fonte di semi per costante colonizzazione dell'area.
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Protocol
1. preparazione e trasporto a piantare posizione
- Ottenere 2 o 3 piantine di gal (7 o 11 L) degli alberi autoctoni coltivati localmente (in vasi di plastica), commerciali borse di torba (misura 0,3 x 0,46 x 0,6 m3), arboree ed arbustive fertilizzante spikes, nastro adesivo, tubo di cloruro di polivinile (PVC) (2-3 m di lunghezza, ø 0,8 in (2,1 cm) programma 40), taglierina, sacchi della spazzatura e un asta di metallo della scatola o rebar (1 a 2 m di lunghezza, 1,3 cm di diametro) per perforare i sacchi di torba. Potenziali specie arboree applicabile alle Everglades sono Annona glabra, Ficus aurea, e Acer rubrum. Si consiglia vivamente di indossare guanti da lavoro.
- Determinare la posizione migliore per distribuire il pop-up, in genere in una zona alta dell'isola albero fantasma con almeno 0,3 m di torba restando di sopra il substrato roccioso dove inondazione sarebbe essere minimizzato durante la stagione umida.
- Mezzi di trasporto alberelli, sacchi di torba commerciale (uno per ogni Alberello), picchi di fertilizzante arboree ed arbustive (uno per ogni Alberello), nastro adesivo (numero di rotoli a seconda dei casi), tubo in PVC (due per ogni Alberello) e altri strumenti e materiali per la piantatura posizione (in genere mezzi airboat).
2. pop-up Assemblea
Nota: Montare l'alberello in vaso e pop-up (passi 2.1-2.6) sulla barca prima di metterla in acqua sopra l'isola di albero (passaggio 3)
- Far scorrere il pot di plastica fuori l'alberello radici e terreno pot e tagliare un grande buco sul fondo della pentola o rimuovere intero fondo di ogni piatto alberello usando un taglierino o forbici (Figura 1).
- Far scivolare la pentola con il fondo aperto sull'alberello radici e terreno di pot per l'inserimento del sacchetto di torba.
- Fare un 20-30 cm a forma di X taglio (leggermente più grande rispetto al diametro della pentola) nel sacchetto di torba al centro di quella che sarà la superficie superiore, utilizzando un taglierino.
- Rimuovere circa 2.000 a 5.000 cm3 (circa metà del volume del piatto) del contenuto del sacchetto di torba dall'apertura a forma di X e posto in un sacchetto di spazzatura per la rimozione.
- Impostare la pentola sconfinata con l'alberello all'interno della apertura/depressione a forma di X creata rimuovendo la torba dal sacchetto di torba. La pentola sconfinata dovrebbe essere circa a metà strada nell'apertura a forma di X, con i punti (triangoli) puntando contro i lati del piatto (Figura 2). Gli alberelli sono lasciati nei vasi per fornire ulteriore elevazione e supporto fisico.
- Fissare il piatto in luogo con parecchie bobine di nastro adesivo, nei dintorni della pentola e coprendo i triangoli di borsa. Questo vi appone i triangoli di borsa alla pentola (Figura 3) e tenere il piatto in posizione durante i prossimi 2-3 anni di crescita. Questo crea il pop-up.
3. comparsa distribuzione
- Impostare il pop-up nell'acqua. Entrare in acqua e spostare il galleggiante pop-up nel sito d'impianto.
- Legare il pop-up in luogo con due circa 2 a 3 m, lunghezze di tubo in PVC inserite attraverso il sacchetto su entrambi i lati di alberello, circa un terzo-a metà m del substrato (terreno sotto il sacchetto) (Figura 3).
- Forare le borse sulla parte superiore, inferiore e i lati da guida l'asta metallica (cemento armato) completamente attraverso la borsa, creazione di aperture (almeno quattro in alto/basso) e quattro in ogni lato per permettere all'acqua di entrare e di permettere alle radici di emergere (Figura 3). Il pop-up galleggerà per circa 6 mesi.
- Inserire uno spike di fertilizzante albero interamente nella parte superiore della borsa in uno dei punti indicati nella Figura 3.
4. follow-up per la manutenzione, le misure e rimozione di materie plastiche
- Tornare al sito come frequentemente in quanto ritenuto gli eventi necessari, particolarmente seguente grave tempesta e notare la condizione e la sopravvivenza e misurare l'altezza dell'albero e diametro basale di ogni albero rimanente su base annua.
- Dopo 3 anni, tornare al sito con scatola frese/forbici e sacchi della spazzatura per rimuovere i vasi e la plastica dalla torba borsa e riciclano. La pentola e la plastica dal sacchetto (top e fianchi) vengono prontamente rimossi senza disturbare l'alberello; la plastica sotto il sacchetto di torba potrebbe non essere accessibile (Figura 4).
- Tornare al sito su base annuale per valutare la sopravvivenza e la crescita.
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Representative Results
Lo studio utilizza questa tecnica4 è stata condotta all'interno di un 0,32 km2 modello fisico Everglades11, su un crinale per simulare test su un'isola di albero fantasma. Durante questo studio, due orientamenti per altezza del sacchetto (basso: 0,3 m, alta: 0,46 m), con uno contro due alberelli a sacchetto in crescita, sono stati testati come pure l'uso di punte di fertilizzante di albero per promuovere la sopravvivenza e la crescita. Tre specie di alberelli sono state utilizzate: a. glabra, F. aurea, e a. rubrum. Per ciascuna specie, 5 replicati di 4 trattamenti e 2 set di controlli sono stati piantati per un totale di 35 individui di ogni specie. Maggior parte gli alberelli cresciuti nello studio sopravvisse e prosperò, con crescita dipende il trattamento4. Tasso di sopravvivenza era 80%, con 18 F. aurea e 3 a. glabra trovato morto alla fine dello studio di 3 anni. I risultati indicano che la configurazione più semplice ed efficace ha un singolo alberello e fornisce il più alto profilo di 0,46 m (altezza maggiore, meno inondazione), con spike di un fertilizzante e senza ulteriori flottazione. Poiché il tasso di crescita giornaliero in doppi sacchetti piantati era di meno che il controllo, è possibile che questo trattamento non dovrebbe essere usato4. La riduzione della crescita di piantine che ricevono due picchi di fertilizzante in contrasto con un singolo picco può essere attribuita a fertilizzazione eccessiva. Over-fertilizzazione è stata suggerita come la causa di scarsa crescita di alterare la chimica del suolo e la comunità microbica del suolo, come pure la conseguente istituzione povero radice e acqua ridotto assorbimento12.
Dati di diametro basale di alberello per l'orientamento del sacchetto di torba di alto profilo ha prodotto un effetto statisticamente significativo del trattamento, nonché una differenza statisticamente significativa tra i dati di trattamento fertilizzante basso rispetto ai controlli e rispetto per la alto fertilizzante trattamento4. La superficie del suolo nei vasi e le punture nella superficie superiore dei siti di borse fornite di torba per la colonizzazione di felci e piante erbacee sopra il tempo di Studio4 (Figura 4). Inoltre, alberi di salice (Salix caroliniana) ha invaso diversi i pop-up pure.
Gli alberelli ha risposto ai trattamenti generalmente come previsto. Gli alberi fecondati in generale erano il maggior successo (e il trattamento di uno spike era ancora meglio), seguita dai controlli (impianto singolo), il trattamento di flottazione e doppio impianto (nessun effetto statisticamente significativo)4.
Figura 1: fotografia di rimozione della parte inferiore del pot di alberello. Le radici di alberello e suolo vengono rimossi dal pot di plastica e una gran parte (o parte inferiore completa) della parte inferiore del pot viene rimosso con un taglierino. Il piatto viene poi sostituito sopra le radici e il terreno. Tutte le fotografie sono per gentile concessione di South Florida Water Management District. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: inserimento di pot alberello senza fondo verso i sacchi di torba, con tagliati triangoli mostrati sui lati. La fotografia mostra un sacchetto con due pentole inseriti anche se il metodo preferito è stato determinato per essere un pot per sacchetto. La borsa indicata inoltre è nella configurazione di basso profilo, che non è l'orientamento preferito. Per l'orientamento finale preferito, fare riferimento alla Figura 3. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: fotografie di un alberello di A.glabra con la pentola senza fondo incollato alla torba borsa presto dopo la distribuzione. Completa pop-up illustrato galleggianti in posto sulla sinistra; vista più vicina sulla destra. (Etichette) R: borsa torba; B: alberello in vaso; C: del nastro intorno pentola per tenere a posto; D: attacchi di tubo in PVC; E: fori effettuati inserendo un asta di metallo; F: picchi di fertilizzante (il trattamento due-spike è dimostrato, tuttavia, l'aggiunta di un solo picco è consigliato). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: fotografia di una rimozione di pot e sacchetto seguente pop-up. Torba dalla borsa e terreno del pot sono ora tenuti insieme dalle radici che cresciuti anche giù nel substrato. Si noti la felce e altre piante che hanno colonizzato il tumulo di torba restanti nel menu a comparsa. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Questo approccio proposto al reimpianto isole albero consente l'aumento in elevazione e distribuzione degli alberi da un idroscivolante senza la costruzione di strade, necessari per portare il riempimento in ogni sito. Questo riduce al minimo i costi e la dispersione dell'attuazione albero isola impianti.
Un problema con questa tecnica è i problemi estetici e ambientali associati mettendo una grande quantità di tubo in PVC, sacchetti di plastica e vasi di plastica su una caratteristica di palude che un tempo era un'isola di albero. L'approccio attuale è quello di smontare le plastiche dopo un sufficiente periodo di stabilimento di albero (circa 3 anni) e smaltire o riciclare i detriti di plastica correttamente.
Un'altra possibile soluzione al problema di materie plastiche è quello di utilizzare materiali biodegradabili per le cavezze (in legno o canne di bambù), vasi (vasi di torba) e sacchetti di torba (tela di ragno o un materiale simile) con l'intento che il materiale di contenimento sarebbe mantenere l'integrità e contenere il terreno e torba fino a quando l'alberello dell'albero è stato fondato nel posto. Poiché lo scopo di questo studio era di dimostrare il proof-of-concept e di mantenere il costo ragionevole, i contenitori originali degli alberi e torba sono stati modificati per l'utilizzo in questo studio. Questo ha permesso per la realizzazione di uno studio di base in cui i materiali del contenitore sono stati probabilmente mantenere l'integrità per la durata di stabilimento di albero.
Abbiamo osservato che alcune delle borse cominciò a dividersi dopo circa 30 mesi dopo la distribuzione. Rimozione delle plastiche dovrebbe avvenire quando questo è in primo luogo osservato per evitare rifiuti di plastica galleggianti lontano. Osservazioni preliminari dopo la rimozione delle materie plastiche da alcuni dei popup dopo circa 32 mesi indicano che le radici di molte gli alberelli e delle altre piante colonizzando i sacchi di torba possono mantenere il consolidamento della torba e quindi la Altitudine forniti esclusivamente dal terreno della torba e pentola in fase di distribuzione (Figura 4).
Abbiamo dimostrato una tecnica promettente per piantare alberi nelle regioni di accesso limitato e idrologia variabile ad un costo di vendita al dettaglio di meno di 20 USD (Alberello = 3-4 USD, sacchetto di torba = 11 USD, altri materiali = 2-3 USD) al pop-up. Questa tecnica funzionerà meglio in torba o biologiche basati su suolo regioni con un potenziale per ripristinare le zone boschive. Abbiamo sviluppato la tecnica con l'obiettivo di ripristinare le isole degradati albero nelle Everglades, ma può facilmente essere adattato ad altri ambienti con obiettivi simili di restauro.
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Disclosures
Quest'opera è stata eseguita sotto finanziamento e la supervisione del South Florida Water Management District, un'agenzia dello stato della Florida. Florida gode di un diritto di vasto pubblico record. Questo documento è conforme a quello legge e considerati parte del pubblico record.
Acknowledgments
Questa ricerca è stata finanziata e condotto sotto la sezione di valutazione sistemi di Everglades del South Florida Water Management District.
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. |
References
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