Summary
Este protocolo describe una técnica para restaurar degradadas islas árbol de Everglades que experimentan inundaciones de plantación de árboles simple y rentable. El diseño crea una isla (emergente) que inicialmente flota y agrega elevación para promover crecimiento bajo condiciones de inundación y la supervivencia del árbol.
Abstract
Muchas de las islas de árboles de Everglades han perdido elevación durante el siglo pasado y ha muerto la mayoría de sus árboles que ahora están cubiertas con plantas herbáceas. Este protocolo describe una técnica para restaurar degradados Everglade árbol islas de plantación de árboles simple y rentable. El diseño está inspirado en un natural proceso de Everglades que crea islas flotantes de la turba, que permite el crecimiento y la supervivencia del árbol en condiciones de inundación y a menudo conduce al desarrollo de las islas de árboles. Bolsas de turba comercialmente disponibles fueron utilizados como el medio para el crecimiento y establecimiento de las plántulas de árboles nativos en maceta. La configuración emergente había flotada inicialmente y proporciona la elevación adicional para minimizar la inundación, con un retoño de la especie de árbol nativo y un alza de fertilizante del árbol. Durante un estudio de 3 años con 105 pop-ups, la mayoría plantas sobrevivieron (80%) y muchos prosperaron. Determinar si esta técnica puede establecer árboles en una isla de árboles degradados requerirá más estudios y pruebas de campo extenso.
Introduction
Recolonización natural de islas de árboles Everglade degradadas por árboles de especies nativas es posible a través de la dispersión de semillas si hay cerca de las islas con una diversidad de especies de árbol1,2. Según Sklar y van der Valk1 restauración de islas árbol desplomado severamente puede ser posible, "por"elevar la elevación de la cabeza, aunque esos esfuerzos sería costosos y trabajo. Actualmente, hay muy pocos árboles nativos (deseables) presentes cerca de las islas de árbol (también conocido como "fantasma") degradadas en área de conservación de agua de Everglades (WCA)-2A (uno de cinco WCAs creó para almacenar el agua para evitar inundaciones de entorno urbano y áreas agrícolas) para proporcionar las semillas para recolonizar el árbol degradado islas3.
Para elevar la altura de una isla del árbol desplomado para reforestación, llenado adecuado tendría que ser transportado a la isla. Esto requeriría la construcción de carreteras para los camiones o la creación de vías fluviales para barcazas, llevando a daño severo a los Everglades con un gran costo financiero. Una técnica simple y de bajo costo es necesario repoblar islas árbol degradadas con especies nativas de árboles que proporcionarán elevación (reducir el gradiente) y mejorar la supervivencia en la variable Hidrología endémica de los Everglades4.
El tamaño de estas ventanas emergentes permite la facilidad de transporte al sitio de plantación. Esto proporciona una ventaja en comparación con el relleno de las áreas convencionales y plantación de árboles que pueden requerir caminos ser construido para el transporte. Así, esta técnica reduce el impacto ecológico de la actividad de plantación de árboles. Además, estas ventanas emergentes tienen la capacidad de flotar de los seis meses después de la implementación, para permitir el establecimiento de la joven. Bajo escenarios de plantación de árboles convencionales, los árboles pueden experimentar estrés inundación mayor durante el establecimiento si el nivel del agua sube.
Un número de diseños fueron probado y se determinó que mayor altura emergente (orientación de la bolsa), una espiga de fertilizante de árbol para agregar nutrientes y plantar el pop-up con un solo pimpollo alcanzó la mejor configuración para la implementación sobre un Everglade degradado Isla de árbol4. Aunque otros investigadores describen la plantación de árboles para restaurar humedales forestales áreas5,6, a nuestro conocimiento, ninguna de las técnicas de siembra descritas añadido elevación para reducir el gradiente.
Este procedimiento simula la formación de Everglades árbol islas que surgen de la turba que rompe la roca y flota a la superficie flotantes. Las plantas pueden establecer a forma una isla flotante o "pop-up" el árbol que se mueve y se instala en la superficie de la turba y se convierte en lo que se denomina una "batería" árbol isla1,7.
Everglades isla árbol árboles tienen diferentes tolerancias a las inundaciones para el crecimiento y la supervivencia8,9,10. En un estudio controlado, Jones et al. demostró la importancia de la gradiente para la supervivencia de Everglades árbol isla especies9. Stoffella et al encontró que la elevación relativa (a la superficie del agua) tenía diversos y profundos efectos sobre la supervivencia de las especies nativas plantadas de árboles y el crecimiento, debido a la tolerancia específica de cada especie a inundaciones10. Especies de árboles pueden seleccionarse para las condiciones específicas presentes. El árbol de la siembra técnica descrita aquí puede proporcionar elevación adicional y por lo tanto, fuentes de semillas de árboles en regiones antiguamente boscosas que han perdido altura y están ahora sujetos a un entorno de inundación que es dañino a especies nativas de árboles.
Antes regiones boscosas que hidroperiodos extendido podrían beneficiarse de este método para reintroducir especies leñosas a estas áreas. Esta técnica proporciona una elevación, reduciendo el gradiente. Además, los árboles se construir suelo (biomasa de raíz y hoja) y proporcionar una fuente de semilla para la continua colonización de la zona.
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Protocol
1. preparación y transporte al lugar de plantación
- Obtener 2 o 3 gal (7 u 11 L) plantones de las especies cultivadas localmente árboles nativos (en macetas de plástico), bolsas de turba (que mide 0.3 x 0.46 x 0,6 m3), picos de árboles y arbustos fertilizantes comerciales, cinta, tubería de cloruro de polivinilo (PVC) (2 a 3 m de largo, 0,8 pulgadas (2,1 cm) diámetro de conducto programar 40), la caja de corte, bolsas de basura y una barra de metal o barras de refuerzo (1 a 2 m de largo, 1,3 cm de diámetro) para pinchar las bolsas de turba. Especies de árbol potencial aplicables a los Everglades son Annona glabra, Ficus aurea, y Acer rubrum. Se recomienda usar guantes de trabajo.
- Determinar la mejor ubicación para desplegar los pop-ups, normalmente en una zona alta de la isla del árbol fantasma con por lo menos 0,3 m de la turba queda sobre el lecho de roca donde se minimizaría la inundación durante la estación lluviosa.
- Transporte de plantones, bolsas de turba comercial (uno por árbol joven), árboles y arbustos de pinchos de fertilizante (1 por joven), cinta adhesiva para conductos (número de rodillos según sea el caso), tubo de PVC (dos por pimpollo) y otras herramientas y materiales a la ubicación de la plantación (normalmente por airboat).
2. Ensamble
Nota: Montar el arbolito en maceta y pop-up (pasos 2.1-2.6) en el barco antes de poner en el agua sobre la isla del árbol (paso 3)
- Deslice el pote plástico las raíces de plantones y sustrato y cortar un agujero grande en la parte inferior de la olla o quitar el fondo entero de cada olla de pimpollo con un cúter o tijeras (figura 1).
- Deslice el bote con el fondo abierto en las raíces de plantones y sustrato para la inserción en la bolsa de turba.
- Hacer un 20-30 cm en forma de X corte (un poco más grande que el diámetro de la olla) en la bolsa de turba en el centro de lo que será la superficie superior, usando un cortador de la caja.
- Quite de 2.000 a 5.000 cm3 (aproximadamente la mitad del volumen de la olla) el contenido de la bolsa de turba de la abertura en forma de X y el lugar en una bolsa de basura para el retiro.
- Coloque la olla sin fondo con la joven dentro de la abertura, depresión en forma de X creada mediante la eliminación de la turba de la bolsa de turba. El bote sin fondo debe ser sobre a medio camino abajo de la abertura en forma de X, con los puntos (triángulos) apuntando contra los lados de la maceta (figura 2). Los arbolitos se dejan en las macetas para proporcionar elevación adicional y soporte físico.
- Fijar el bote en su lugar con varias bobinas de cinta alrededor de la olla y cubrir los triángulos de la bolsa. Esto colocar los triángulos de la bolsa a la olla (figura 3) y mantener el bote en su lugar durante los próximos 2-3 años de crecimiento. Esto crea la ventana emergente.
3. emergente despliegue
- Sistema pop-up en el agua. Entrar en el agua y mover la ventana emergente flotante al sitio de plantación.
- Atar el pop-up en su lugar con dos aproximadamente de 2 a 3 m largos de tubería de PVC se insertan a través de la bolsa a cada lado de la joven, en aproximadamente un tercio a media m del sustrato (suelo debajo de la bolsa) (figura 3).
- Pinchar las bolsas en la parte superior, inferior y lados por conducir la varilla (varilla) completamente a través de la bolsa, creando aberturas (por lo menos cuatro en la parte superior/parte inferior) y cuatro en cada lado para permitir que el agua para entrar y para permitir que las raíces que emergen (figura 3). Los pop-ups flotará alrededor de 6 meses.
- Inserte una espiga de fertilizantes árbol enteramente en la parte superior de la bolsa en uno de los lugares indicados en la figura 3.
4. seguimiento de mantenimiento, mediciones y la eliminación de plásticos
- Volver al sitio con tanta frecuencia que considere necesaria, particularmente siguientes tormentas severas y tenga en cuenta la condición y la supervivencia y medir la altura del árbol y diámetro basal de cada árbol restante sobre una base anual.
- Después de 3 años, volver al sitio con caja cuchillas/tijeras y bolsas de basura para quitar los botes y el plástico de la turba del bolso y reciclan. El pote y el plástico de la bolsa (parte superior y lados) se quitan fácilmente sin molestar a la joven; el plástico debajo de la bolsa de turba puede no ser accesible (figura 4).
- Volver al sitio sobre una base anual para evaluar el crecimiento y la supervivencia.
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Representative Results
Estudio utilizando la técnica4 se llevó a cabo dentro de un 0.32 km2 Everglades modelo físico11, en un canto para simular pruebas en una isla del árbol fantasma. Durante este estudio, dos bolsa de orientaciones para la altura (baja: 0,3 m, alto: 0,46 m), con una versus dos plantones por bolsa de crecimiento, fueron probados así como el uso de árbol fertilizantes spikes para promover el crecimiento y la supervivencia. Se utilizaron tres especies de árboles: a. glabra, F. aurea, y a. rubrum. Para cada especie, se plantaron 5 repeticiones de 4 tratamientos y 2 juegos de controles para un total de 35 individuos de cada especie. Mayoría de los arbolitos en el estudio sobrevivieron y prosperaron, con crecimiento depende el tratamiento4. Tasa de supervivencia fue de 80%, con 18 F. aurea y 3 a. glabra encontrado muerto en el final del estudio de 3 años. Los resultados indican que la configuración más simple y más eficaz tiene un solo pimpollo y proporciona el más alto perfil de 0,46 m (mayor altura, menos inundaciones), con el punto de un fertilizante y sin flotación adicional. Puesto que la tasa de crecimiento diario en doble bolsas plantados era menos que el control, este tratamiento no debe ser usado4. La reducción en el crecimiento de plantones de recibir dos picos de fertilizantes en comparación con un solo punto puede atribuirse a la fertilización excesiva. Fertilización excesiva se ha sugerido como causa crecimiento deficiente por alteración química del suelo y la comunidad microbiana del suelo, así como hacia la creación de pobre de la raíz y la absorción de agua reducida12.
Datos de diámetro basal del retoño para la orientación de la bolsa de turba de alto perfil produjeron un efecto de tratamiento estadísticamente significativo, así como una diferencia estadísticamente significativa entre los datos de tratamiento de fertilizante bajo en comparación con los controles y en comparación con el fertilizante alto tratamiento4. La superficie del suelo en las macetas y las picaduras en la superficie superior de las bolsas de turba proporciona sitios para la colonización de plantas herbáceas y helechos sobre el tiempo de estudio4 (figura 4). Además, sauces (Salix caroliniana) invadieron varias de pop-ups así.
Los arbolitos respondieron a los tratamientos generalmente según lo predicho. Los árboles fertilizados generalmente eran el más acertado y el tratamiento de un punto fue incluso mejor, seguido de los controles (plantación sola), el tratamiento de flotación y doble siembra (ningún efecto estadísticamente significativo)4.
Figura 1: fotografía de retiro del fondo de la olla de pimpollo. Las raíces del arbolito y el suelo se extraen el pote plástico y una gran parte (o la parte inferior completa) de la parte inferior de la olla se retira con un cúter. El bote se sustituye entonces sobre las raíces y el suelo. Todas las fotografías son cortesía de la South Florida Water Management District. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: inserción de pote de arbolito sin fondo en las bolsas de turba, con corte triángulos en los lados. La fotografía muestra una bolsa con dos macetas insertados aunque el método preferido fue determinado para ser un pote por bolsa. La bolsa que se muestra también está en la configuración de perfil bajo, que no es la orientación preferida. Para la orientación final preferida, consulte la figura 3. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: fotografías de un joven A.glabra con el bote sin fondo con cinta de conducto a la turba bolsa pronto después de la implementación. Completa pop-up que se muestra en lugar de la izquierda; vista más cercana a la derecha. (Etiquetas) A: bolsa de turba; B: arbolito en maceta; C: conducto cinta alrededor de la maceta para mantener en su lugar; D: amarres de tubería de PVC de; E: agujeros hechos insertando una varilla de metal; F: picos de fertilizante (el tratamiento de dos-spike se muestra, sin embargo, agregando sólo una espiga se recomienda). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: fotografía de un emergente retiro de bote y la bolsa siguiente. Turba de la bolsa y el suelo de la olla ahora se mantienen unidas por las raíces que han crecido también hacia abajo en el sustrato. Tenga en cuenta los helechos y otras plantas que han colonizado el montículo de la turba de la ventana emergente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
Este enfoque propuesto a replantar islas de árbol permite el aumento en la elevación y distribución de los árboles de un hidrodeslizador sin la construcción de carreteras requerida traer llenado a cada sitio. Esto minimiza el costo y el disturbio de la implementación de plantaciones de la isla del árbol.
Un problema con esta técnica es los problemas estéticos y ambientales asociados con poner una gran cantidad de tubos de PVC, bolsas de plástico y envases de plástico en una característica de pantano que alguna vez fue una isla de árboles. El enfoque actual consiste en quitar los plásticos después de un período de establecimiento de árboles (aproximadamente 3 años) suficiente y correctamente desechar o reciclar los desechos plásticos.
Otra posible solución a la cuestión de los plásticos es utilizar materiales biodegradables para los amarres (madera o palos de bambú), potes (potes de turba) y bolsas de turba (arpillera o un material similar) con la intención de que el material de contención sería mantener la integridad y contener el suelo y la turba hasta que el retoño del árbol se estableció en el lugar. Puesto que el propósito de este estudio era demostrar la prueba de concepto y que el costo razonable, los envases originales de los árboles y la turba fueron modificados para ser utilizados en este estudio. Esto permitió la implementación de un estudio básico en el que los materiales de envase fueron capaces de mantener la integridad durante la duración del establecimiento de árboles.
Hemos observado que algunas de las bolsas comenzaron a dividir aparte después de unos 30 meses después de la implementación. Eliminación de los plásticos debe realizarse cuando esto se observa en primer lugar para evitar desechos plásticos flotantes lejos. Observaciones preliminares tras la eliminación de los plásticos de algunos de los pop-ups después de aproximadamente 32 meses indican que las raíces de muchos de los arbolitos y de las otras plantas colonizadoras de las bolsas de turba pueden mantener la consolidación de la turba y la elevación proporcionada únicamente por el suelo de turba y pote de despliegue (figura 4).
Hemos demostrado una técnica prometedora para la plantación de árboles en regiones de acceso limitado y variable Hidrología a un costo de venta por menor de menos de 20 USD (pimpollo = 3-4 USD, bolsa de turba = 11 euros, otros materiales = 2-3 USD) por pop-up. Esta técnica funciona mejor en turba u orgánicas basado en regiones con un potencial de recuperación de áreas boscosas. Hemos desarrollado la técnica con el objetivo de la restauración de islas de árboles degradados en los Everglades pero fácilmente puede ser adaptado a otros ámbitos con similares objetivos de restauración.
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Disclosures
Este trabajo fue realizado bajo financiamiento y supervisión de la South Florida Water Management District, una agencia del estado de la Florida. La Florida goza de una ley de registros públicos amplios. Este documento está sujeto a esa ley y considerado como parte del registro público.
Acknowledgments
Esta investigación fue financiada y realizada bajo la sección de evaluación de sistemas de 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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