Summary
このプロトコルでは、シンプルでコスト効果の高い緑化浸水が発生する劣化のエバーグレーズ木島を復元するための手法について説明します。デザインは、最初に浮かぶし、樹の生存および湛水条件下での成長を促進するために標高を追加します島 (ポップアップ) を作成します。
Abstract
過去世紀にわたって標高を失いエバーグレーズ ツリー島々 の多く、彼らは今、草本植物で覆われているなど、木のほとんどが死亡しています。このプロトコルでは、シンプルでコスト効果の高い緑化劣化した沼沢地木島を復元するために必要な手法について説明します。デザインは、湛水条件で樹の生存と成長し多くのツリー島の開発につながる浮動の泥炭の島を作成する自然のエバーグレーズ過程に倣っています。市販泥炭袋は、成長と鉢植え樹木苗木の確立のための媒体として使用されました。ポップアップの構成は最初に浮かんだ、浸水、単一原産の木種の苗木と単一のツリー肥料スパイクを最小限に抑えるために追加の昇格を提供します。105 ポップアップを含む 3 年間の研究、中にほとんどの植物生き残った (80%) と多くは繁栄しました。この手法が劣化したツリーの島で木を確立できるかどうかを決定する長い研究と大規模なフィールド テストが必要になります。
Introduction
近くの木種1,2の多様性を持つ島がある場合、劣化した沼沢地ツリー列島原産の木種の自然な根面の滑沢は種子散布を介して可能です。スクラーとヴァン デル ヴァルク1深刻な沈静化ツリー島を復元可能かもしれない"によってそのような努力は高価になるが、彼らの頭の高さを上げると労働集約的。現在、非常に少数のネイティブ (望ましい) 木エバーグレーズ水保全地域 (WCA) 劣化 (として知られている「ゴースト」) 木島近く存在があります-2 a (1 つ 5 WCAs の作成のための水を格納および周囲都市の洪水を防ぐために、木島3の recolonizing に必要な種子を提供する農業地域)。
植林のため沈静化ツリー島の標高を高めるためには、適切な fill は島に運ばれるでしょう。これはトラックのための道路を造るか、またははしけ、すばらしい金融費用でエバーグレーズに深刻な被害につながる水路を作成する必要があります。木島高度を提供する原産の木種を再作成する必要がある簡単な低コストの技術 (水分を減らす) とエバーグレーズ4に固有変数の水文学の下で生存率を改善します。
これらのポップアップのサイズにより、植栽現場へ輸送の容易さです。これは、輸送に従来の個所の充填と道路を必要とするかもしれない木の植栽と比較して優位性を構築する提供します。この技法は、こうして植林活動の生態系への影響を削減します。また、これらのポップアップは、次の展開、苗木の確立を許可するように最初の 6 ヶ月間フロートに能力を持っています。シナリオを植える従来のツリーの下で木が、水位が上昇した場合の確立中に湛水ストレスの増加を発生ことがあります。
デザイン数がテストされたおよび栄養素、および単一の苗木をもつポップアップを植栽を追加する 1 つのツリー肥料スパイクは劣化、沼沢地に展開に最適な構成を達成大きいポップアップの高さ (バッグ向き) が確認されましたツリー島4。他の研究者は、我々 の知識に森林に覆われた湿地エリア5,6を復元するための植林を記述、説明する植栽手法のどれも水分を減らすために標高が追加されません。
この手順では、浮動小数点、岩盤から分割し、表面に浮かぶ泥炭から生じるエバーグレーズ木島の形成を模倣します。畑の植物は、最終的に移動と泥炭の表面に定着し何になる「ポップアップ」またはフローティング ツリー島は「バッテリー」のツリー島1,7と呼ばれるフォームを確立できます。
エバーグレーズ木島木種には、成長と生存の8,9,10の洪水に許容変動があります。制御の研究では、ジョーンズらはエバーグレーズ ツリー島種9の生存に水分の重要性を示した。Stoffellaらは、相対標高 (水面) に植えられた原産の木種の生存と成長、10を洪水にそれぞれの種の特定の許容のためさまざまな深遠な効果を持っていたことを発見しました。樹種は、現在特定の条件で選択できます。ここで説明する手法を植栽木は、その他の標高とその結果、高度を失っている、今は樹木の種に有害な浸水環境は予告以前森林に覆われた地域の木種子源を提供できます。
以前経験を拡張 hydroperiods 森林に覆われた地域は、これらの領域に木本種を再導入するこのメソッドを受けることが。この手法は、水分を減らす高度を提供します。さらに、木は土 (根と葉バイオマス) を構築、地域の継続的な植民地化のシードのソースを提供します。
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Protocol
1. 準備、植栽場所へ
- 2 または 3 gal (7 または 11 L) の苗木地元産ネイティブ (プラスチック鍋) で商業泥炭袋 (0.6 m3x 0.46 × 0.3 の測定)、木および低木肥料スパイクを取得、ダクトテープ、ポリ塩化ビニル (PVC) 管 (2 ~ 3 m 長さ、直径 0.8 で 2.1 cm、スケジュール 40)、カッター、ゴミ袋、金属の棒をボックスまたは泥炭袋に穴を開ける (1 ~ 2 m の長さは、直径 1.3 cm) を鉄筋。エバーグレーズに適用される潜在的な樹種はバンレイシ glabraフィカス ・ アウレアとアメリカハナノキ。作業手袋を着用することをお勧めします。
- ぬれた季節の間に浸水を最小限で泥炭の残りの基盤上の少なくとも 0.3 m とゴースト ツリー島の高いエリアで通常、ポップアップを配置する最適な場所を決定します。
- (通常はエアボート) 苗木、(苗木 1) 商業泥炭袋、木および低木肥料スパイク (苗木ごとに 1 つ)、ダクトテープ (必要に応じて、ロールの数) (苗木各 2 本) 塩ビ管とその他のツールや植栽場所に材料を転送します。
2. ポップアップのアセンブリ
注: 組み立てる鉢植え苗木と木島 (ステップ 3) の水にそれを配置する前にボートのポップアップ (手順 2.1 2.6)
- プラスチック ポット苗木の根と鉢土をオフにスライドや鍋の底に大きな穴を切ったカッターやはさみ (図 1) を使用して各苗木ポットの全体の底面を取り外します。
- 泥炭バッグ ポット苗木の根や挿入のポット土壌に戻ってオープンの下にスライドさせます。
- カットをする 20 〜 30 センチ X 字 (鍋の直径よりもわずかに大きい) ボックス カッターを使用して上面になるかのセンターで泥炭のバッグ。
- について 2,000 へ 5,000 cm3 (約鍋の半分の量) X 字形の開口部とゴミ袋の除去のための場所から泥炭袋の内容を削除します。
- ボトムレス X 形開口部/うつ病泥炭袋からの泥炭の削除によって作成された内苗木ポットを設定します。底なし鍋鍋 (図 2) の側面に対して指摘ポイント (三角形) と X 字のオープニングで半押し必要があります。苗木は、その他の標高や物理的なサポートを提供するためにポットに残っています。
- ダクトテープ、ポットとカバー袋三角形の周りのいくつかの巻上げを用いる場所でポットを固定します。(図 3) の鍋に袋三角形を貼付、成長の次の 2 〜 3 年の間に場所でポットを保持します。これは、ポップアップを作成します。
3. ポップアップの配置
- 水の中には、ポップアップを設定します。水を入力し、植林サイトにフローティング ポップアップを移動します。
- 約 2 ~ 3 m 塩ビ管の長い長さは、基板 (袋の下の土) の半分のメートルに約 3 分の 1 に苗木のどちら側にバッグを挿入 2 つの場所でポップアップをテザー (図 3)。
- 袋、水を入力して出現する根を許可するように (少なくとも 4 つの上/下で) とそれぞれの側に 4 つの開口部を作成する (図 3) を完全に金属の棒 (鉄筋) を駆動することによって上、底および側面の袋を穴をあけます。ポップアップは、約 6 ヶ月間フロートされます。
- 全体を図 3に示す場所に袋の上部に 1 つのツリー肥料スパイクを挿入します。
4. メンテナンス、測定、およびプラスチックの除去のためのフォロー アップ
- 頻繁にサイトに戻り、必要に応じて、特に次の猛烈な嵐のイベントと考え、条件と生存率に注意してくださいし、樹高と年間ベースでそれぞれの残存木の根元直径を測定します。
- 3 年後、泥炭袋から鍋とプラスチックを削除し、それらをリサイクル ボックス カッター/はさみとゴミ袋でサイトに戻ります。ポットとプラスチック袋 (上部と側面) から容易に苗木; を乱すことがなく削除されます。泥炭袋の下にプラスチックにアクセスできます (図 4) ができない場合があります。
- 生存と成長を評価する年間ベースでサイトに戻ります。
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Representative Results
0.32 km2エバーグレーズ物理モデル11、ゴースト ツリー島でテストをシミュレートする尾根上にこの方法4を使用して研究を行った。この調査の間に 2 つのバッグの高さ方向 (低: 高さ 0.3 m: 0.46 m)、生存と成長を促進するためにツリー肥料スパイクの使用だけでなく、テストされたバッグ成長あたり 2 つの苗木対 1 つと。苗木の 3 種が使用された: A. glabra、 f ・ アウレアとA. 赤体。それぞれの種 4 トリートメントの 5 複製およびコントロールの 2 セットは、各正貨の 35 人の合計のため植えられました。生き残ったし、治療4依存の成長と繁栄の研究で栽培苗木のほとんど。生存率 18 f ・ アウレアと 3 年間の研究の末に死んで発見 3 A. glabraの 80% であった。最も簡単なと最も効果的な構成は単一の苗木と 0.46 m (大きい高さ、少ない洪水) の 1 つの肥料スパイクおよび追加浮上せず高いプロファイルを提供します示唆されました。ダブルの植えられた袋に毎日の成長率のコントロールより小さいから、この治療法に使用される4をしないでください。単一のスパイクではなく 2 つの肥料スパイクを受信の苗木が成長の減速は、受精に起因する可能性があります。受精は、貧しいルート確立と還元水吸収12につながると同様、土壌化学、土の微生物コミュニティを変更することによって貧しい成長の原因として示唆されています。
知名度の高い泥炭袋向きの苗木基部直径データ コントロールと比較すると比較して低肥料治療データの統計的に有意な違いと同様に、統計的に有意な治療効果が得られた、高い肥料治療4。ポットの土および泥炭袋の上面の穿刺の表面は草本植物とシダの研究4 (図 4) の時間の経過とともに植民地化サイトを提供しました。さらに、柳の木 (ヤナギ属 caroliniana) 同様のポップアップのいくつかに侵入しました。
苗木は、予測として一般的に治療に反応します。受精の木は一般に最も成功した (と 1 つのスパイク治療も優れていた)、(単植) コントロール、浮選治療、二重 (統計的に有意な効果なし) を植えると続く4。
図 1: 苗木ポット下の除去の写真。苗木の根や土壌は、プラスチック製のポットから削除され、カッター ナイフでポットの底の大部分 (または完全な下) が削除されます。ポットは、根と土を置き換えられます。すべての写真は、南フロリダ水管理地区のご好意です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: ボトムレス苗木ポットの泥炭袋、カット三角形の側面に挿入します。バッグ 1 つにつき 1 つのポットに最寄りの法を求めたが挿入された 2 つのポットで袋が写っています。また示されているバッグは、低プロファイル構成は、最寄りの向きではありません。最寄りの最終的な方向は、図 3を参照してください。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3: 展開後すぐに、泥炭にダクト テープ ボトムレス鍋A.glabra苗木の写真袋。完全なポップアップが表示される左上の場所に浮かぶ近いビュー、右に表示されます。(ラベル)A: 泥炭袋;B: 鉢植え苗木。C: 所定の位置に保持するために鍋に粘着テープD: PVC パイプ綱;E: 金属の棒を挿入することによって作られた穴F: 肥料スパイク (2 スパイク治療が表示されます、ただし、追加 1 つだけスパイクをお勧めします)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: ポップアップ以下のポットと袋の除去の写真。バッグと鉢土からの泥炭は基板にダウンも成長して根によって今まとめられます。シダとポップアップから残りの泥炭のマウンドを植民地化が他の植物に注意してください。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Discussion
植林木島へのアプローチこの提案では、標高や各サイトの fill をさせるために必要な道路の構築なしエアボートから木の配置の増加をことができます。これはコストと島の植樹を実装するための障害を最小化します。
この手法の問題は、ツリー島はかつて湿地機能で大量の塩ビ管、ビニール袋、プラスチックの鉢を置くことに関連付けられている審美的な環境の問題です。現在のアプローチは適切の廃棄またはプラスチックの破片をリサイクルしてツリー設立 (3 年程度) の十分な期間の後、プラスチックを削除します。
プラスチック問題に対する別の解決策は、テザーの生分解性材料を利用する (木製または竹の棒)、鍋 (泥炭ポット)、や泥炭袋 (黄麻布または類似の材料) 原子格納容器材料の整合性が維持する目的で、場所に、苗木を設立するまで、土壌、泥炭を含まれてください。以来、本研究の目的は証拠の概念を示すためと、コストを合理的に保つために、本研究で使用するための木、泥炭の元の容器が変更されました。これは許可された容器用材料がツリー設立の間の整合性を維持する可能性が高い基礎的研究の実施のため。
我々 は、次の展開、約 30 ヶ月後分割はじめた袋のいくつかを観察しました。プラスチックの除去は、これが最初に浮かんでプラスチック廃棄物を避けるために観察されたときに起こるべきであります。後約 32 ヶ月苗木の泥炭袋を植民地化の他の植物の多くの根が泥炭の統合を維持できることを示すいくつかのポップアップからプラスチックの除去に続いて予備的観察およびこうして、立面図配置 (図 4) で泥炭ポット土壌によってだけ提供されます。
限られたアクセス、変数水文 20 米ドル未満の小売価格の地域の緑化に有望な手法を示しました (苗木 = 3-4 ドルで、泥炭袋 11 ドルで、他の材料を = = 2-3 米ドル) ポップアップあたり。この手法は、泥炭または森林を復元する可能性のある有機土壌ベース領域で最高動作します。エバーグレーズの木島を復元することを目標に技術開発したが、それは容易に同様の復元目標に他の環境に適応できます。
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Disclosures
本研究は、資金調達と南フロリダ水管理地区、フロリダの州の機関の監督の下で行われました。フロリダでは、広範な公的記録法を楽しんでいます。このドキュメントでは、その法律に従うが、公的な記録の一部とみなされます。
Acknowledgments
この研究は資金を供給され、南フロリダ水管理地区のエバーグレーズ システム評価セクションの下で実施します。
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
- 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).
