Summary
Этот протокол описывает простой, экономически лесопосадка технику для восстановления деградированных Эверглейдс дерево острова, которые испытывают затопления. Дизайн создает остров (всплывающее), который первоначально плавает и добавляет высота содействовать дерево выживания и роста в условиях затоплены.
Abstract
Многие из островов дерево Эверглэйдс потеряли высота над прошлого столетия, и большинство их деревьев умерли таким образом, что теперь они покрыты травянистыми растениями. Этот протокол описывает простой, экономически лесопосадка технику, необходимые для восстановления деградированных Эверглейд дерево острова. Дизайн узорные после естественной Эверглейдс процесса, который создает плавучие острова торфа, который позволяет дерево выживания и роста в затопленных условиях и часто приводит к развитию островов дерево. Коммерчески доступных торфа мешки были использованы как средство для роста и создания горшках родной саженцы. Всплывающее конфигурации плыли первоначально и представили дополнительные высоты, чтобы свести к минимуму затопления, с одного родного дерева видов деревце и Спайк удобрений одно дерево. Во время 3 года исследовании с участием 105 всплывающие окна большинство растений сохранились (80%) и многие процветали. Определение ли этот метод может создать деревья на острове деградированных дерево потребует больше исследований и обширные полевые испытания.
Introduction
Природные реколонизации деградированных Эверглейд дерево островов местных видов деревьев возможна через рассеивания семян, если есть поблизости островов с разнообразием видов дерева1,2. Согласно Склар и ван дер Валк1 восстановление острова сильно убыль дерево может быть возможно, «повышение высоты головы, хотя такие усилия будет дорогим и трудоемким.» В настоящее время, есть очень мало деревьев родной (желательно) настоящей вблизи деградированных острова дерево (также известный как «призрак») в области сохранения Эверглейдс воды (WCA)-2A (одна из пяти всемирных создан для хранения воды и предотвращения наводнений окружающих городов и сельскохозяйственные районы) предоставлять семена, необходимые для реколонизацию деградированных дерево острова3.
Для повышения высоты убыль дерево остров для лесовозобновления, соответствующие заливки должны перевозиться на остров. Это потребует строительства дорог для грузовых автомобилей или создание водных путей для барж, ведущих к серьезный ущерб Эверглейдс на большие финансовые затраты. Простой, недорогой техника необходима для населить деградированных дерево острова с родной деревьев, которые обеспечат повышение (уменьшить hydroperiod) и улучшить выживаемость в переменной гидрологии, эндемик Эверглейдс4.
Размер этих всплывающих окон позволяет легкость транспортировки к месту посадки. Это обеспечивает преимущество по сравнению с обычными заполнение областей и посадки деревьев, которые могут потребовать дорог будет построен для транспортировки. Этот метод таким образом уменьшает экологическое воздействие деятельности по посадке деревьев. Кроме того эти всплывающие окна имеют возможность плавать в течение первых шести месяцев после развертывания, чтобы разрешить создание саженец. При посадке сценарии обычных деревьев деревья могут испытывать увеличение наводнений стресс во время создания если повышение уровня воды.
Целый ряд конструкций были протестированы, и было установлено, что больше всплывающих высота (мешок ориентации), одного дерева удобрения Спайк добавить питательные вещества и посадки всплывающее с одного саженца достичь наилучшую конфигурацию для развертывания на Эверглейд деградации дерево острова4. Хотя другие исследователи описывают, посадки деревьев для восстановления лесных водно-болотных районах5,6, насколько нам известно, ни один из посадочного методы, описанные добавлены высоты, чтобы уменьшить hydroperiod.
Эта процедура повторяет формирование плавучие острова дерево Эверглейдс, которые возникают из торфа, что порывает основой и плавает на поверхности. Высокогорные растения можно учредить в форме дерева «всплывающие» или плавающий остров, который в конечном итоге движется и оседает на поверхность торфа и становится то, что называется «батарея» дерево остров1,7.
Эверглейдс дерево остров деревьев имеют различные допуски наводнения для роста и выживания8,9,10. В контролируемом исследовании Джонс et al. продемонстрировал важное значение hydroperiod для выживания Эверглейдс дерево остров видов9. Stoffella et al. обнаружили, что относительное повышение (до поверхности воды) различной и глубокое воздействие на посаженное дерево родной видов выживания и роста, из-за специального допуска каждого вида наводнения10. Пород деревьев могут быть выбраны для конкретных условий настоящего. Лесопосадка метод, описанный здесь может предоставить дополнительные фасада и, следовательно, дерево семян источники ранее лесных регионов, которые потеряли фасада и теперь подвергаются затоплению среды, что вредно для местных видов деревьев.
Ранее лесных регионов, которые испытывают расширенный hydroperiods могут воспользоваться этот метод вновь древесных видов в этих областях. Эта техника обеспечивает подъем, тем самым уменьшая hydroperiod. Кроме того деревья будут строить почвы (корня и листьев биомассы) и источником семян для продолжающейся колонизации области.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Подготовка и транспортировка для посадки местоположение
- Получить 2 или 3 Гал (7 или 11 L) саженцы выращенные родной деревьев (в пластиковые горшки), коммерческие торфа сумки (размером 0,3 х 0,46 х 0,6 м3), деревьев и кустарников удобрений шипы, клейкой лентой, поливинилхлорид (ПВХ) трубы (длиной 2-3 м, диаметр 0,8 дюйма (2.1 cm) График 40), коробка резак, мешки для мусора и металлического стержня или арматура (1 до 2 м в длину, диаметр 1.3 см) в пункционная торфа сумки. Потенциальных видов деревьев, применимые к Эверглейдс являются Annona голая, фикус aurea, и Acer красная. Настоятельно рекомендуется носить перчатки.
- Определите лучшее местоположение для развертывания всплывающие окна, обычно в высокой зоне призрак острова дерево с по крайней мере 0,3 м торфа, оставаясь над фундаментом где бы к минимуму затопления в сезон дождей.
- Транспортные саженцы, сумки коммерческих торфа (по одному на деревце), шипы удобрение деревьев и кустарников (один на деревце), клейкой лентой (количество рулонов в соответствующих случаях), Труба ПВХ (два на деревце) и другие инструменты и материалы к месту посадки (как правило на надувной лодке).
2. всплывающие Ассамблеи
Примечание: Соберите горшках деревце и pop-up (шаги 2.1-2.6) в лодке до размещения его в воде над островом дерево (шаг 3)
- Слайд-пластиковый горшок корни саженца и горшок почвы и вырезать большое отверстие в днище горшок или удаление всей нижней части каждого Саженец банка с помощью коробка резак или ножницы (рис. 1).
- Задвиньте горшок с открытым дном обратно на корни саженца и горшок почвы для вставки в мешок торфа.
- Сделайте 20-30 см Х-образный разрез (немного больше, чем диаметр горшка) в сумке торфа в центре, что будет верхней поверхности, используя поле резец.
- Удаление о 2000 до 5000 см3 (около половины объема горшок) содержимое мешка торфа от X-образный открытия и место в мешке для мусора для удаления.
- Установите бездонной горшок с саженец в X-образный открытия/депрессии, созданный путем удаления торфа торфяные мешок из. Бездонные горшок должен быть на полпути вниз в X-образный открытия, с точками (треугольники), указывая против стороны горшка (рис. 2). Саженцы остаются в горшках для обеспечения дополнительной высоты и физической поддержки.
- Закрепите горшок в месте с несколькими обмотками клейкой лентой, горшок и охватывающих мешок треугольников. Это будет прикрепить сумку треугольников в кастрюлю (рис. 3) и держите кастрюлю на месте в течение следующих 2-3 лет роста. Это создает всплывающее меню.
3. всплывающее развертывания
- Установка всплывающих в воде. Войти в воду и перемещение плавающей всплывающее меню к месту посадки.
- Привяжите всплывающее окно в место с двумя примерно 2-3 м длиной длины трубы ПВХ вставляется через мешок по обе стороны саженец, примерно одной трети до половины м субстрата (почвы под мешок) (рис. 3).
- Прокол мешки на сверху, снизу и по бокам, ведя металлический стержень (арматура) полностью через мешок, создание отверстия (по крайней мере четыре в верхней/нижней) и четыре с каждой стороны, чтобы позволить воде войти и позволить корни выйти (рис. 3). Всплывающие окна будут плавать около 6 месяцев.
- Вставка одного дерева удобрения Спайк полностью в верхней части мешка в одном из мест, показанный на рисунке 3.
4. Последующая деятельность для поддержания, измерений и удаления пластмасс
- Вернуться на сайт так часто, как сочтет необходимым, особенно после грозы события и обратите внимание на состояние и выживания и измерения высоты деревьев и базальной диаметр каждого оставшегося дерева на ежегодной основе.
- После 3 лет вернуться на сайт фрезы/ножницами коробки и мешки для мусора для удаления из Торфяные горшки и пластиковые мешок и утилизировать их. Горшок и пластиковые из мешка (сверху и по бокам) легко удаляются без затрагивания саженец; пластик под торфяной мешок не может быть доступным (рис. 4).
- Вернуться на сайт на ежегодной основе для оценки выживания и роста.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Было проведено исследование, используя этот метод4 в пределах 0,32 км2 Эверглейдс физической модели11, на хребте для имитации испытания на острове дерево призрак. В ходе этого исследования, два мешка ориентиры для высоты (низкая: 0,3 м, высокая: 0,46 м), с одним против двух саженцы за мешок растет, были протестированы, а также использование дерева удобрения шипы для содействия выживанию и росту. Были использованы три вида саженцы: A. glabra, F. aurea, и Красная а. Для каждого вида в общей сложности 35 лиц каждого вида были посажены 5 реплицирует 4 обработок и 2 наборов элементов управления. Большая часть саженцы, выращенные в исследовании выжили и процветают, с ростом зависимости от лечения4. Выживаемость составила 80%, с 18 F. aurea и 3 а. glabra найден мертвым в конце обучения 3 года. Результаты показывают, что простейший и наиболее эффективной конфигурации имеет одно деревце и обеспечивает высокий профиль 0,46 м (большей высоты, менее наводнения), с одним удобрений Спайк и без дополнительных флотации. Так как среднесуточный темп роста в двойной посадили мешках было меньше элемента управления, это лечение не должно быть используется4. Снижение роста, Саженцы получают два шипа удобрений в отличие от единого всплеска может объясняться чрезмерной оплодотворения. Чрезмерная оплодотворение было предложено как вызывающие слабый рост путем изменения почвенного и сообщество микроорганизмов почвы, а также приводит к плохой корень создание и поглощения воды12.
Саженец базальной диаметр данных для ориентации мешок громких торф принесли эффект статистически лечения, а также статистически значимой разницы между данными лечения низкого удобрения по сравнению с элементами управления и по сравнению с высокая удобрений лечения4. Поверхность почвы в горшках и проколы в верхней поверхности торфом сумок представили сайты для колонизации травянистых растений и папоротники за время исследования4 (рис. 4). Кроме того ивовые деревья (Ива Каролинский) вторглись в несколько всплывающих окон, а также.
Саженцы ответил на лечение обычно как предсказано. Оплодотворенной деревьев, как правило, были наиболее успешными (и один всплеск лечения был даже лучше), следуют элементы управления (один посадки), лечение флотации и двойной посадки (без статистически значимых последствий воздействия)4.
Рисунок 1: фотография удаления саженец дна горшка. Корни саженца и почвы, удаляются из пластиковый горшок, и значительная часть (или полный внизу) дна горшка удаляется с коробка резак. Затем банк заменяется на корни и почвы. Все фотографии являются любезно водного хозяйства Южной Флориде района. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: включение бездонной саженец горшок в торф мешки с вырежьте треугольников, показано на стороне. На фотографии показано мешок с двумя горшки, вставить хотя предпочтительный метод был определен один горшок за мешок. Мешок, также находится в низкой профиль конфигурации, которая не является предпочтительным ориентации. Предпочтительной окончательной ориентации обратитесь к рис. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: фотографии A.glabra деревце с бездонной горшок клейкой лентой для торфа мешок вскоре после развертывания. Полная всплывающее окно появляется, плавающие в место слева; ближе зрения, показанный справа. (Этикетки) Ответ: торф мешок; B: горшках саженец; C: клейкой лентой вокруг горшка провести на месте; D: ПВХ трубы тросов; E: отверстия сделаны, вставив металлический стержень; F: удобрений шипы (двух Спайк лечение показано, однако, добавив, что рекомендуется использовать только один шип). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: фотография всплывающих удаления следующих горшок и мешок. Торф из мешка и земля в горшке теперь проводятся вместе корни, которые выросли также вниз в субстрат. Обратите внимание, Папоротник и другие растения, которые колонизировали Курган торфа, оставшихся от всплывающего окна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Этот предлагаемый подход к пересадке деревьев острова позволяет увеличение высоты и развертывания деревьев из надувной без строительства дорог, необходимых для приведения заполнения для каждого сайта. Это минимизирует затраты и помеха реализации дерево остров насаждений.
Проблема с этой техникой является эстетическое и экологические проблемы, связанные с положить большое количество труб ПВХ, пластиковые пакеты и пластиковые горшки на Марш функцию, которая была когда-то остров в дерево. Нынешний подход является удаление пластмасс после достаточного периода создания дерева (около 3 лет) и надлежащим образом распоряжаться или переработке пластиковых мусора.
Другое возможное решение проблемы пластмасс является использование биоразлагаемых материалов для тросов (деревянные или бамбуковые палки), горшочки (Торфяные горшки) и торф сумки (мешковина или подобного материала) с намерением, что сдерживание материал будет поддерживать целостность и содержать почвы и торфа, до тех пор, пока саженец дерева был создан на месте. Поскольку целью данного исследования было продемонстрировать доказательства в концепция и сохранить стоимость приемлемой, оригинальные контейнеры деревьев и торфа были изменены для использования в данном исследовании. Это позволило для осуществления базового исследования, в котором контейнера материалы были склонны поддерживать целостность на время создания дерева.
Мы заметили, что некоторые из мешков начал разделить врозь после около 30 месяцев после развертывания. Устранение пластмасс должно иметь место, когда это впервые наблюдали во избежание пластиковых отходов, плавающие прочь. Предварительные замечания, сделанные после удаления пластмасс от некоторых из всплывающие окна после того, как около 32 месяцев указывают, что корни многих саженцев и других растений, колонизируя торфа сумки может поддерживать консолидацию торфа и таким образом Высота, предоставляемые исключительно торфа и горшок почвы во время развертывания (рис. 4).
Мы демонстрировали перспективной техники для посадки деревьев в районах ограниченного доступа и переменной гидрологии на розничной цене менее 20 USD (саженец = 3-4 USD, торф мешок = 11 USD, другие материалы = 2-3 USD) в всплывающее окно. Этот метод будет работать лучше в торф или органических почв на основе регионов с потенциалом для восстановления лесных районов. Мы разработали технику с целью восстановления деградированных дерево острова в Эверглейдс, но он легко может быть адаптирован для других сред с аналогичными целями восстановления.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Эта работа была выполнена под финансирование и надзор агентство штата Флорида Южная Флорида водного хозяйства района. Флорида пользуется широкой общественности записи закона. Этот документ распространяется этот закон и считается частью общественного записи.
Acknowledgments
Это исследование финансируется и провели в разделе Эверглейдс систем оценки водного хозяйства Южной Флориде района.
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).
