Name: a simple planting technique for re-establishing trees where frequent inundation occurs
Uploaded: 2018-01-26T13:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 41 s
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Diese Forschung wurde finanziert und im Abschnitt Everglades Systeme Bewertung der South Florida Water Management District.

1. Vorbereitung und Transport zum Ort Einpflanzen
<ol><li>Erhalten Sie 2 oder 3 gal (7 oder 11 L) Setzlinge von lokal angebauten Bäumen (in Kunststoff-Töpfe), kommerzielle Torf Taschen (Messung von 0,3 x 0,46 x 0,6 m3), Baum und Strauch Dünger Spitzen, Klebeband, Polyvinylchlorid (PVC)-Rohr (2 bis 3 m Länge, Durchmesser 0,8 Zoll (2,1 cm) 40 zu planen), box Cutter, Müllbeutel und einen Metallstab oder Bewehrung (1 bis 2 m Länge, Durchmesser 1,3 cm) um die Torf-Taschen zu durchbohren. Potenzielle Baumarten für die Everglades sind Annona Glabra, Ficus Aurea und Acer Rubrum. Arbeitshandschuhe tragen wird dringend empfohlen.</li>
	<li>Bestimmen Sie die beste Lage, um die Pop-ups in der Regel in einem hohen Bereich der Geist Baum Insel mit mindestens 0,3 m Torf über das Fundament bereitstellen, wo Überschwemmung während der Regenzeit minimiert werden würde.</li>
	<li>Setzlinge, kommerzielle Torf-Taschen (eine pro Bäumchen), Baum und Strauch Dünger Stacheln (eins pro Bäumchen), Klebeband (Anzahl der Rollen je nach Bedarf), PVC-Rohr (zwei pro Bäumchen), und andere Werkzeuge und Materialien an die Bepflanzung Stelle (in der Regel per Luftkissenboot) zu transportieren.</li>
</ol>(2) Pop-up-Montage
Hinweis: Montieren Sie die eingemachten Bäumchen und Pop-up (Schritte 2.1-2.6) in das Boot vor dem einsetzen es in das Wasser über die Baum-Insel (Schritt 3)
<ol><li>Schieben Sie die Kunststoff-Topf aus der Schössling Wurzeln und Topf-Boden, und schneiden Sie ein großes Loch in den Topf-Boden, oder entfernen Sie die gesamte Unterseite von jedem Bäumchen-Pot mit einem Teppichmesser oder Schere (Abbildung 1).</li>
	<li>Schieben Sie den Topf mit den offenen Boden wieder auf das Bäumchen Wurzeln und Topf Boden zum Einfügen in die Torf-Tasche.</li>
	<li>Machen Sie einen 20 bis 30 cm X-förmigen Schnitt (etwas größer als der Topf-Durchmesser) in der Torf-Tasche in der Mitte der oberen Fläche, mit einem Teppichmesser werden.</li>
	<li>Entfernen Sie ungefähr 2.000 bis 5.000 cm3 (ca. eine halbe Volumen des Topfes) des Inhalts der Torf-Tasche aus der x-förmige Öffnung und in einen Müllsack für die Entfernung.</li>
	<li>Festlegen der bodenlosen Topfes mit Bäumchen innerhalb der x-förmige Öffnung/Depression erstellt durch das Entfernen des Torf aus dem Torf-Beutel. Die bodenlose Topf sollte etwa auf halbem Weg in die x-förmige Öffnung mit den Punkten (Dreiecke) gegen die Seiten des Topfes (Abbildung 2) zeigt sein. Die Setzlinge werden in den Töpfen, zusätzliche Höhe und körperliche Unterstützung gelassen.</li>
	<li>Sichern Sie den Topf mit mehreren Wicklungen Klebeband um den Topf und bedeckt die Tasche Dreiecke. Dies bringt die Tasche Dreiecke in den Topf (Abbildung 3) und halten Sie den Topf in den nächsten 2-3 Jahren des Wachstums. Dadurch wird das Popup-Fenster.</li>
</ol>3. Pop-up-Einsatz
<ol><li>Das Popup-Fenster in das Wasser gesetzt. Geben Sie das Wasser und bewegen Sie das schwimmende Popup-Fenster zur einpflanzenden Stelle.</li>
	<li>Begrenzen Sie das Popup-Fenster mit zwei ca. 2 bis 3 m lange Längen von PVC-Rohr durch den Beutel auf beiden Seiten der Bäumchen, in etwa ein Drittel bis Hälfte m des Substrates (Boden unterhalb der Tasche) eingefügt (Abbildung 3).</li>
	<li>Durchstechen Sie die Taschen auf oben, unten und seitlich mit einer Fahrt den Metallstab (Bewehrung) vollständig durch die Tasche, Öffnungen (mindestens vier im oberen/unteren) und vier auf jeder Seite zu schaffen, damit das Wasser geben und damit die Wurzeln entstehen kann (Abbildung 3). Die Pop-ups werden für ca. 6 Monate schwimmen.</li>
	<li>Legen Sie einen Baum Dünger Spitze vollständig in den oberen Teil der Tasche an einem der Orte, die in Abbildung 3dargestellt.</li>
</ol>(4) Follow-up für Wartung, Messungen und Kunststoff entfernen
<ol><li>Zurück zur Website so oft wie notwendig, besonders nach schweren Stürmen als beachten Sie den Zustand und das Überleben und die Baumhöhe und basalen Durchmesser jedes verbleibenden Baumes auf jährlicher Basis zu messen.</li>
	<li>Nach 3 Jahren zurück zur Website mit Box Messer/Schere und Müllbeutel, die Töpfe und Kunststoff aus dem Torf entfernen Tasche und recyceln. Den Topf und Kunststoff aus dem Beutel (oben und seitlich) sind leicht entfernt, ohne die Bäumchen zu stören; der Kunststoff unter die Torf-Tasche möglicherweise nicht zugänglich (Abbildung 4).</li>
	<li>Zurück zur Website auf jährlicher Basis zu überleben und Wachstum zu bewerten.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sklar, F. H., van der Valk, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tree Islands of the Everglades. , (2002).</li><li>Wetzel, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintaining+tree+islands+in+the+Florida+Everglades:+nutrient+redistribution+is+the+key.">Maintaining tree islands in the Florida Everglades: nutrient redistribution is the key.</a> Front Ecol Environ. 3 (7), 370-376 (2005).</li><li>Aich, S., Ewe, S. M. L., Gu, B., Dreschel, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+peat+loss+from+an+Everglades+tree+island,+Florida,+USA.">An evaluation of peat loss from an Everglades tree island, Florida, USA.</a> Mires and Peat. 14 (2014), 1-15 (2014).</li><li>Dreschel, T. W., Cline, E. A., Hill, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Everglades+tree+island+restoration:+testing+a+simple+tree+planting+technique+patterned+after+a+natural+process.">Everglades tree island restoration: testing a simple tree planting technique patterned after a natural process.</a> Restor Ecol. , (2017).</li><li>Stanturf, J. A., Conner, W. H., Gardiner, E. S., Schweitzer, C. J., Ezell, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recognizing+and+Overcoming+Difficult+Site+Conditions+for+Afforestation+of+Bottomland+Hardwoods.">Recognizing and Overcoming Difficult Site Conditions for Afforestation of Bottomland Hardwoods.</a> Ecol Restor. 22 (3), 183-193 (2004).</li><li>Sharitz, R., Barton, C. D., DeSteven, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tree+Plantings+in+Depression+Wetland+Restorations+Show+Mixed+Success+(South+Carolina).">Tree Plantings in Depression Wetland Restorations Show Mixed Success (South Carolina).</a> Ecol Restor. 24 (2), 114-115 (2006).</li><li>Brandt, L. A., Portier, K. M., Kitchens, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterns+of+Change+in+Tree+Islands+in+Arthur+R.+Marshall+Loxahatchee+National+Wildlife+Refuge+from+1950-1991.">Patterns of Change in Tree Islands in Arthur R. Marshall Loxahatchee National Wildlife Refuge from 1950-1991.</a> Wetlands. 20 (1), 1-14 (2000).</li><li>Armentano, T. V., Jones, D. T., Ross, M. S., Gamble, B. W., Sklar, F. H., van der Valk, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vegetation+pattern+and+process+in+tree+islands+of+the+southern+Everglades+and+adjacent+areas.">Vegetation pattern and process in tree islands of the southern Everglades and adjacent areas.</a> Tree Islands of the Everglades. , 225-281 (2002).</li><li>Jones, D. T., Sah, J. P., Ross, M. S., Oberbauer, S. F., Hwang, B., Jayachandran, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+physiological+responses+of+twelve+tree+species+common+in+Everglades+tree+islands+to+simulated+hydrologic+regimes.">Growth and physiological responses of twelve tree species common in Everglades tree islands to simulated hydrologic regimes.</a> Wetlands. 26 (3), 830-844 (2006).</li><li>Stoffella, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+and+growth+responses+of+eight+Everglades+tree+species+along+an+experimental+hydrological+gradient+on+two+tree+island+types.">Survival and growth responses of eight Everglades tree species along an experimental hydrological gradient on two tree island types.</a> Appl Veg Sci. 13 (4), 439-449 (2010).</li><li>Aich, S., Dreschel, T. W., Cline, E., Sklar, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+a+geographic+information+system+(GIS)+to+document+research+in+an+Everglades+physical+Model.">The development of a geographic information system (GIS) to document research in an Everglades physical Model.</a> J Environ Sci Eng. 5 (2011), 289-302 (2011).</li><li>Weinbaum, S. A., Johnson, R. S., DeJong, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Causes+and+Consequences+of+Overfertilization+in+Orchards.">Causes and Consequences of Overfertilization in Orchards.</a> HortTechnology. 2 (1), 112-121 (1992).</li></ol>

Diese Arbeit wurde unter Finanzierung und Aufsicht über die South Florida Water Management District, eine Agentur der US-Bundesstaat Florida durchgeführt. Florida genießt einen breiten öffentlichen Aufzeichnungen-Gesetz. Dieses Dokument steht unter dem Vorbehalt, dass Recht und als Teil der öffentlich wahrgenommen werden.

Diese vorgeschlagenen Ansatz für die Neupflanzung Baum Inseln ermöglicht die Erhöhung der Erhebung und Bereitstellung von Bäumen auf einem Luftboot ohne den Bau von Straßen erforderlich, um die Füllung auf jeder Website zu bringen. Dies minimiert die Kosten und die Störung der Umsetzung Insel Baumpflanzungen.
Ein Problem mit dieser Technik ist die ästhetische und ökologische Probleme im Zusammenhang mit ein Sumpf-Feature, das einmal ein Baum-Insel war eine große Menge von PVC-Rohr, P...

Natürliche Wiederbesiedlung der degradierten Everglade Baum Inseln von einheimischen Baumarten ist möglich durch Samenausbreitung gibt es in der Nähe der Inseln mit einer Vielfalt von Baum Arten1,2. Nach Sklar und van der Valk1 Wiederherstellung stark nachgelassen Baum Inseln möglicherweise, "durch die Erhöhung der Höhe des Kopfes, obwohl solche Bemühungen teuer wäre und arbeitsintensiv." Derzeit gibt es sehr wenige Einheimische (wünschenswert) Bäume in der Nähe der degradierten (auch bekannt als "ghost") Baum Inseln im Everglades Wasser Erhaltung Bereich (WCA) vorhanden-2A (einer der fünf WCAs geschaffen, um Wasser zu speichern und verhindern Überschwemmungen der umliegenden städtischen und landwirtschaftliche Flächen) zu den Samen für recolonizing degradierten Baum Inseln3benötigt.
Um die Höhe einer nachgelassen Baum Insel für die Wiederaufforstung zu erhöhen, müssten entsprechende Füllung auf die Insel transportiert werden. Dies würde erfordern, Bau von Straßen für LKW oder Wasserwege für Binnenschiffe, führt zu schweren Schäden an der Everglades zu großen finanziellen Kosten zu erstellen. Eine einfache und kostengünstige Technik ist notwendig, um geschädigte Baum Inseln mit einheimischen Baumarten wieder zu bevölkern, die Höhe zur Verfügung stellt (Hydroperiod verringern) und Überleben unter der Variable Hydrologie endemisch in den Everglades4verbessern.
Die Größe der diese Pop-ups ermöglicht den leichteren Transport zur einpflanzenden Stelle. Auf diese Weise ein Vorteil im Vergleich zu herkömmlichen füllen von Bereichen und Pflanzung von Bäumen die Straßen erfordern für den Transport von gebaut werden. Diese Technik reduziert die ökologische Auswirkungen der Baumpflanzung Aktivität. Darüber hinaus können diese Pop-ups für die ersten sechs Monate nach der Bereitstellung, Einrichtung der Bäumchen ermöglichen zu schweben. Unter konventionellen Baumpflanzung Szenarien können die Bäume erhöhten Überschwemmungen Stress während der Einrichtung auftreten, wenn Wasser steigen.
Eine Reihe von Designs wurden getestet und es wurde festgestellt, dass größere Aufsteigerhöhe (Tasche Orientierung), ein Baum-Dünger-Spike hinzufügen von Nährstoffen und das Popup-Fenster mit einem einzigen Bäumchen zu Pflanzen die beste Konfiguration für die Bereitstellung auf einem Everglade degradiert erreicht Baum Insel4. Obwohl andere Forscher die Pflanzung von Bäumen beschreiben für die Wiederherstellung der bewaldeten Feuchtgebiet Bereichen5,6, unseres Wissens, hinzugefügt keines der beschriebenen Pflanzen Techniken Höhe um Hydroperiod zu reduzieren.
Dieses Verfahren ahmt die Bildung von Everglades Baum Inseln, die aus Torf entstehen, die das Fundament bricht und schwimmt an der Oberfläche schwimmen. Hochland Pflanzen können Form fest, dass eine "Pop-up" oder schwimmenden Baum-Insel, die schließlich bewegt sich und setzt sich auf die Torf-Oberfläche und wird, was eine "Batterie" Baum Insel1,7bezeichnet wird.
Everglades Baum Insel Baumarten haben unterschiedliche Toleranzen zu Überschwemmungen für Wachstum und überleben8,9,10. In einer kontrollierten Studie gezeigt Jones Et Al. , wie wichtig die Hydroperiod für das Überleben der Everglades Baum Insel Arten9. Stoffella Et Al. fanden, dass relative Höhe (an der Wasseroberfläche) unterschiedliche und tief greifende Auswirkungen auf die einheimische Baum Arten überleben und Wachstum, aufgrund der spezifischen Toleranz der einzelnen Arten zu Überschwemmungen10. Baum-Spezies können den spezifischen Bedingungen vorhanden ausgewählt werden. Die Baumpflanzung beschriebene Technik hier bieten zusätzliche Höhe und infolgedessen Baum Samen Quellen im ehemals bewaldeten Regionen, die Höhe verloren haben und nun unterliegen einer Überschwemmung Umgebung, die schädlich für die einheimischen Baumarten.
Bewaldete Regionen, in denen längere Hydroperiods erleben könnte früher von dieser Methode zur Wiedereinführung der Gehölze in diesen Bereichen profitieren. Diese Technik bietet Höhe, wodurch die Hydroperiod. Darüber hinaus werden die Bäume bauen Boden (Wurzel und Blatt Biomasse) und bieten eine Samen-Quelle für kontinuierliche Besiedlung des Gebiets.

<table><tbody><tr><td>One or Two Gallon Native Tree Saplings in plastic pots.</td><td>Local Native Plant Nurseries</td><td>N/A</td><td>Obtain native tree saplings grown from locally obtained seed</td></tr><tr><td>Commercial Peat Bags. 5 cubic ft.</td><td>Lambert</td><td>Lambert Canadian Sphagnum Peat Moss (6649801115)</td><td>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&#039;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.</td></tr><tr><td>Vigoro Tree Spikes (Tree and Shrub Fertilizer Spikes, 15-Count)</td><td>Vigoro, Swiss Farms Products Inc.</td><td>Model # 154205</td><td>GUARANTEED ANALYSIS (%) TOTAL IN PRODUCT (ppm): Total Nitrogen (N) 12.0000; Available Phosphoric Acid (P2O5) 5.0000; Soluble Potash (K2O) 7.0000</td></tr><tr><td>PVC Pipe: 1/2 in schedule 40</td><td>JM Eagle</td><td>Model # 67447</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr><tr><td>Duct Tape, 1-7/8 in x 12 yds</td><td>MSC Industrial Supply</td><td>Gorilla Heavy-Duty Duct Tape, Model # 60012</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr><tr><td>Metal Rod (Rebar 1.3 cm diameter, 1.2 m long)</td><td>Weyerhaeuser</td><td>Model # 35616</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr><tr><td>Box Cutter</td><td>Stanley</td><td>Model # STHT10273</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr><tr><td>Work Gloves</td><td>Firm Grip</td><td>Model # 3101-96</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr><tr><td>Trash Bags (42 gallon)</td><td>HUSKY</td><td>Model # HK42WC050B</td><td>Any manufacturer or supplier will do.</td></tr></tbody></table>

a simple planting technique for re-establishing trees where frequent inundation occurs

Viele der Everglades Baum Inseln Höhe im vergangenen Jahrhundert verloren haben und die meisten von ihren Bäumen sind gestorben, so dass sie jetzt mit krautigen Pflanzen bedeckt sind. Dieses Protokoll beschreibt eine einfache, kostengünstige Baumpflanzung Technik benötigt für die Wiederherstellung degradierter Everglade Baum Inseln. Das Design ist nach einem natürlichen Everglades, die schwimmenden Inseln der Torf, schafft die Baum überleben und Wachstum in den überschwemmten Bedingungen und oft zu der Entwicklung der Baum Inseln führt gemustert. Handelsübliche Torf Taschen dienten als das Medium für das Wachstum und die Einrichtung von eingemachten native Setzlingen. Die Pop-up-Konfiguration zunächst schwebte und zusätzliche Höhe zur Minimierung von Überschwemmung, mit einer einzigen einheimischen Baum Arten Bäumchen und ein einzelner Baum Dünger Spike bereitgestellt. Während einer dreijährigen Studie mit 105 Pop-ups gedieh die meisten Pflanzen überlebt (80 %) und viele. Feststellung, ob diese Technik Bäume auf einer Insel degradierten Baum herstellen kann erfordert längere Studien und ausgiebige Feldtests.

Mit dieser Technik4 Studie wurde innerhalb einer 0,32 km2 Everglades physikalisches Modell11, auf einem Bergrücken zu simulieren, testen auf einer Ghost-Baum-Insel. Während dieser Studie, Tasche zwei Orientierungen für die Höhe (niedrig: 0,3 m, Höhe: 0,46 m), mit einer im Vergleich zu zwei Setzlinge pro Tasche wächst, wurden getestet, sowie die Nutzung von Baum-Dünger-Spikes, überleben und Wachstum zu fördern. Drei Arten ...

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A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs

Dieses Protokoll beschreibt eine einfache, kostengünstige Baumpflanzung-Technik für die Wiederherstellung degradierter Everglades-Baum-Inseln, die Überschwemmung zu erleben. Das Design schafft eine Insel (Pop-up), die zunächst schwimmt und fügt Höhe Baum überleben und Wachstum überschwemmten Bedingungen zu fördern.

Eine einfache Bepflanzung Technik für Wiederherstellung des Bäume wo tritt häufig Überschwemmung

Many of the Everglades tree islands have lost elevation over the past century and most of their trees have died such that they are now covered with ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Environment

6.1K Aufrufe.  South Florida Water Management District. Dieses Protokoll beschreibt eine einfache, kostengünstige Baumpflanzung-Technik für die Wiederherstellung degradierter Everglades-Baum-Inseln, die Überschwemmung zu erleben. Das Design schafft eine Insel (Pop-up), die zunächst schwimmt und fügt Höhe Baum überleben und Wachstum überschwemmten Bedingungen zu fördern.

Serie: A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs

A Venturi Effect Can Help Cure Our Trees

In woody plants, xylem sap moves upwards through the vessels due to a decreasing gradient of water potential from the groundwater to the foliage. According to these factors and their dynamics, small amounts of sap-compatible liquids (i.e. pesticides) can be injected into the xylem system, reaching their target from inside. This endotherapic method, called &#34;trunk injection&#34; or &#34;trunk infusion&#34; (depending on whether the user supplies an external pressure or not), confines the applied chemicals only within the target tree, thereby making it particularly useful in urban situations. The main factors limiting wider use of the traditional drilling methods are related to negative side effects of the holes that must be drilled around the trunk circumference in order to gain access to the xylem vessels beneath the bark.
The University of Padova (Italy) recently developed a manual, drill-free instrument with a small, perforated blade that enters the trunk by separating the woody fibers with minimal friction. Furthermore, the lenticular shaped blade reduces the vessels&#39; cross section, increasing sap velocity and allowing the natural uptake of an external liquid up to the leaves, when transpiration rate is substantial. Ports partially close soon after the removal of the blade due to the natural elasticity and turgidity of the plant tissues, and the cambial activity completes the healing process in few weeks.

Compared to the more traditional hole-based methods, most of which require the tree to be drilled, tools with lenticular blades transform the basics of endotherapy easing the closure of the wound and allowing the natural uptake of the solutions.

Ein Venturi-Effekt kann helfen, heilen unsere Bäume

In woody plants, xylem sap moves upwards through the vessels due to a decreasing gradient of water potential from the groundwater to the foliage. ...

Forschung

Umwelt

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use due to increased demand for landscape irrigation. Improper irrigation practices and large rainfall events can result in runoff from urban landscapes which has potential to carry nutrients and sediments into local streams and lakes where they may contribute to eutrophication. A 1,000 m2 facility was constructed which consists of 24 individual 33.6 m2 field plots, each equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated urban landscapes. Runoff volumes from the first and second trials had coefficient of variability (CV) values of 38.2 and 28.7%, respectively. CV values for runoff pH, EC, and Na concentration for both trials were all under 10%. Concentrations of DOC, TDN, DON, PO4-P, K+, Mg2+, and Ca2+ had CV values less than 50% in both trials. Overall, the results of testing performed after sod installation at the facility indicated good uniformity between plots for runoff volumes and chemical constituents. The large plot size is sufficient to include much of the natural variability and therefore provides better simulation of urban landscape ecosystems.

This paper describes the design, construction, and function of a 1,000 m2 facility containing 24 individual 33.6 m2 field plots equipped for measuring total runoff volumes with time and collection of runoff subsamples at selected intervals for quantification of chemical constituents in the runoff water from simulated home lawns.

Design und Bau eines Stadt Abfluss Research Facility

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Vegetated Treatment Systems for Removing Contaminants Associated with Surface Water Toxicity in Agriculture and Urban Runoff

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may be treated with simple systems designed to promote sorption of contaminants to vegetation and soils and promote infiltration. Two example systems are described: a bioswale treatment system for urban stormwater treatment, and a vegetated drainage ditch for treating agriculture irrigation runoff. Both have similar attributes that reduce contaminant loading in runoff: vegetation that results in sorption of the contaminants to the soil and plant surfaces, and water infiltration. These systems may also include the integration of granulated activated carbon as a polishing step to remove residual contaminants. Implementation of these systems in agriculture and urban watersheds requires system monitoring to verify treatment efficacy. This includes chemical monitoring for specific contaminants responsible for toxicity. The current paper emphasizes monitoring of current use pesticides since these are responsible for surface water toxicity to aquatic invertebrates.

This article summarizes the design attributes and the effectiveness of treatment systems that treat urban stormwater and agriculture irrigation runoff to remove pesticides and other contaminants associated with aquatic toxicity.

Vegetierte Behandlungssysteme zur Entfernung von Verunreinigungen, die mit der Oberflächenwasser-Toxizität in der Landwirtschaft und dem städtischen Abfluss verbunden sind

Urban stormwater and agriculture irrigation runoff contain a complex mixture of contaminants that are often toxic to adjacent receiving waters. Runoff may ...

A Method for Quantifying Foliage-Dwelling Arthropods

Terrestrial arthropods play an important role in our environment. Quantifying arthropods in a way that allows for a precise index or estimates of density requires a method with high detection probability and a known sampling area. While most described methods provide a qualitative or semi-quantitative estimate adequate for describing species presence, richness, and diversity, few provide an adequately consistent detection probability and known or consistent sampling areas to provide an index or estimate with adequate precision to detect differences in abundance across environmental, spatial, or temporal variables. We describe how to quantify leaf-dwelling arthropods by sealing the leaves and end of branches in a bag, clipping and freezing the bagged material, and rinsing the previously frozen material in water to separate arthropods from the substrate and quantify them. As we demonstrate, this method can be used at a landscape scale to quantify leaf-dwelling arthropods with adequate precision to test for and describe how spatial, temporal, environmental, and ecological variables influence arthropod richness and abundance. This method allowed us to detect differences in density, richness, and diversity of leaf-dwelling arthropods among 5 genera of trees commonly found in southeastern deciduous forests.

We describe how to quantify leaf dwelling arthropods by sealing the leaves and end of branches in a bag, clipping and freezing the bagged material, and rinsing the previously frozen material in water to separate arthropods from the substrate for quantification.

Eine Methode zur Quantifizierung von Laub-Behausungs-Arthropoden

Terrestrial arthropods play an important role in our environment. Quantifying arthropods in a way that allows for a precise index or estimates of density ...

Using Tree-Rings to Reconstruct Fire History Information from Forested Areas

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire histories include three fundamental phases: field collection, laboratory methods (preparation and dating), and data analysis. Here we provide step-by-step instructions and issues to consider, including the process for selecting the study area, sampling sites, plus how and which fire-scarred trees to sample. In addition, we describe fire-scar sample preparation and dating which are done in the laboratory. Finally, we describe basic analysis and relevant results, including examples from studies that have reconstructed fire history patterns. These studies allow us to understand the historical fire frequency, changes in those frequencies related to anthropogenic factors, and analyzes of how climate influences fire occurrence over time. The description of these methods and techniques should provide a greater understanding of fire history studies that will benefit researchers, educators, technicians, and students interested in this field. These detailed methods will allow new researchers to this field, a resource to start their own work and achieve greater success. This resource will provide a greater integration of tree-ring aspects within other studies and lead to a better understanding of natural processes with forested ecosystems.

This work explains the most appropriate techniques and methods for conducting a fire history study from beginning site selection to final analysis of fire-climate relationship.

Annual tree-ring patterns are a source of ecological and environmental information including the history of fires in forested areas. Tree-ring based fire ...

A Method to Preserve Wetland Roots and Rhizospheres for Elemental Imaging

Roots extensively interact with their soil environment but visualizing such interactions between roots and the surrounding rhizosphere is challenging. The rhizosphere chemistry of wetland plants is particularly challenging to capture because of steep oxygen gradients from the roots to the bulk soil. Here a protocol is described that effectively preserves root structure and rhizosphere chemistry of wetland plants through slam-freezing and freeze drying. Slam-freezing, where the sample is frozen between copper blocks pre-cooled with liquid nitrogen, minimizes root damage and sample distortion that can occur with flash-freezing while still minimizing chemical speciation changes. While sample distortion is still possible, the ability to obtain multiple samples quickly and with minimal cost increases the potential to obtain satisfactory samples and optimizes imaging time. The data show that this method is successful in preserving reduced arsenic species in rice roots and rhizospheres associated with iron plaques. This method can be adopted for studies of plant-soil relationships in a wide variety of wetland environments that span concentration ranges from trace-element cycling to phytoremediation applications.

We describe a protocol to sample, preserve, and section intact roots and the surrounding rhizosphere soil from wetland environments using rice (Oryza sativa L.) as a model species. Once preserved, the sample can be analyzed using elemental imaging techniques, such as synchrotron X-ray fluorescence (XRF) chemical speciation imaging.

Eine Methode zur Erhaltung von Feuchtgebietswurzeln und Rhizosphären für die Elementarbildgebung

Roots extensively interact with their soil environment but visualizing such interactions between roots and the surrounding rhizosphere is challenging. The ...

Inoculation Strategies to Infect Plant Roots with Soil-Borne Microorganisms

The rhizosphere harbors a highly complex microbial community in which plant roots are constantly challenged. Roots are in close contact with a wide variety of microorganisms, but studies on soil-borne interactions are still behind those performed on aboveground organs. Although some inoculation strategies for infecting model plants with model root pathogens are described in the literature, it remains difficult to get a comprehensive methodological overview. To address this problem, three different root inoculation systems are precisely described that can be applied to gain insights into the biology of root-microbe interactions. For illustration, Verticillium species (namely, V. longisporum and V. dahliae) were employed as root invading model pathogens. However, the methods can be easily adapted to other root colonizing microbes - both pathogenic and beneficial. By colonizing the plant xylem, vascular soil-borne fungi such as Verticillium spp. exhibit a unique lifestyle. After root invasion, they spread via the xylem vessels acropetally, reach the shoot, and elicit disease symptoms. Three representative plant species were chosen as model hosts: Arabidopsis thaliana, economically important oilseed rape (Brassica napus), and tomato (Solanum lycopersicum). Step-by-step protocols are given. Representative results of pathogenicity assays, transcriptional analyses of marker genes, and independent confirmations by reporter constructs are shown. Furthermore, the advantages and disadvantages of each inoculation system are thoroughly discussed. These proven protocols can assist in providing approaches for research questions on root-microbe interactions. Knowing how plants cope with microbes in the soil is crucial for developing new strategies to improve agriculture.

This protocol presents a detailed summary of strategies to inoculate plant roots with soil-borne microbes. Exemplified for the fungi Verticillium longisporum and Verticillium dahliae, three different root infection systems are described. Potential applications and possible downstream analyses are highlighted, and advantages or disadvantages are discussed for each system.

Impfungsstrategien zur Infektion von Pflanzenwurzeln mit bodenbürtigen Mikroorganismen

The rhizosphere harbors a highly complex microbial community in which plant roots are constantly challenged. Roots are in close contact with a wide ...

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture data has been slow due to inconsistent data collection, poor standardization, and typically short record duration. Soil moisture, or quantitatively volumetric soil water content (SWC), is measured using buried, in situ sensors that infer SWC from an electromagnetic response. This signal can vary considerably with local site conditions such as clay content and mineralogy, soil salinity or bulk electrical conductivity, and soil temperature; each of these can have varying impacts depending on the sensor technology.
Furthermore, poor soil contact and sensor degradation can affect the quality of these readings over time. Unlike more traditional environmental sensors, there are no accepted standards, maintenance practices, or quality controls for SWC data. As such, SWC is a challenging measurement for many environmental monitoring networks to implement. Here, we attempt to establish a community-based standard of practice for in situ SWC sensors so that future research and applications have consistent guidance on site selection, sensor installation, data interpretation, and long-term maintenance of monitoring stations.
The videography focuses on a multi-agency consensus of best-practices and recommendations for the installation of in situ SWC sensors. This paper presents an overview of this protocol along with the various steps essential for high-quality and long-term SWC data collection. This protocol will be of use to scientists and engineers hoping to deploy a single station or an entire network.

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

The determination of soil water content is a critical mission requirement for many state and federal agencies. This protocol synthesizes multi-agency efforts to measure soil water content using buried in situ sensors.

In situ Bodenfeuchtesensoren in ungestörten Böden

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture ...

Field Collection and Laboratory Maintenance of Canopy-Forming Giant Kelp to Facilitate Restoration

Canopy-forming kelps are essential foundation species, supporting biodiversity and providing ecosystem services valued at more than USD$500 billion annually. The global decline of giant kelp forests due to climate-driven ecological stressors underscores the need for innovative restoration strategies. An emerging restoration technique known as &#39;green gravel&#39; aims to seed young kelps over large areas without extensive underwater labor and represents a promising restoration tool due to cost-effectiveness and scalability. This video article illustrates a protocol and tools for culturing giant kelp, Macrocystis pyrifera. It also provides a resource for further studies to address the successes and limitations of this method in field settings. We outline field and laboratory-based methods for collecting reproductive tissue, sporulating, inoculating, rearing, maintaining, and monitoring substrates seeded with early life stages using the &#39;green gravel&#39;&#160;technique. The protocol simplifies and centralizes current restoration practices in this field to support researchers, managers, and stakeholders in meeting kelp conservation objectives.

This protocol describes the field collection and regular laboratory maintenance of substrates seeded with canopy-forming giant kelp for use in restoration trials to address the success and limitations of the 'green gravel' technique in field settings.

Feldsammlung und Laborwartung von Kronendachbildendem Riesentang zur Erleichterung der Wiederherstellung

Canopy-forming kelps are essential foundation species, supporting biodiversity and providing ecosystem services valued at more than USD$500 billion ...

Responses to Drought and Flooding

Water plays a significant role in the life cycle of plants. However, insufficient or excess of water can be detrimental and pose a serious threat to plants.

Under normal conditions, water taken up by the plant evaporates from leaves and other parts in a process called transpiration. In times of drought stress, water that evaporates by transpiration far exceeds the water absorbed from the soil, causing plants to wilt. The general plant response to drought stress is the synthesis of hormone abscisic acid that keeps stomata closed and reduces transpiration. Additionally, plants may respond to extreme water insufficiency by shedding leaves. This method, however, reduces photosynthesis and consequently hampers plant growth.

Mitigation of drought stress in plants by microbes

Drought stress limits the growth and productivity of plants in arid and semi-arid regions. However, certain microbes present in the vicinity of plants may release physical and chemical signals that induce changes related to plant defense under drought conditions. For example, the soil bacterium Paenibacillus polymyx is reported to induce drought tolerance in Arabidopsis. The most significant effect of this bacteria was observed in the growth of legumes under water stress. Leguminous plants depend on soil rhizobium for nitrogen fixation - but rhizobia are extremely sensitive to drought stress, resulting in very low nitrogen fixation. However, soil mixed with P. polymyx resulted in increased nitrogen fixation by rhizobium and increased growth of the bean plant.

Excess water is equally as disastrous to plants as a lack of water. Too much water can suffocate plants by reducing air spaces in the soil, thereby restricting oxygen needed for cellular respiration. Certain woody plant species respond to flood conditions by developing hypertrophic growth that appears as swelling of tissues at the stem base. This hypertrophic growth may aid in the downward diffusion of oxygen as well as potential venting of toxic compounds (carbon dioxide, methane, and ethanol) formed from anaerobic metabolism. Other adaptive responses to flood stress include the formation of adventitious roots, increases in root porosity via specialized cells called aerenchyma cells, and a suberized exodermis to prevent loss of oxygen.

Plant Responses to Drought and Floods

Reaktionen auf Dürre und Überschwemmungen

Water plays a significant role in the life cycle of plants. However, insufficient or excess of water can be detrimental and pose a serious threat to ...