Экологически обоснованное инвазивное управление растениями

Экологически обоснованное управление инвазивными видами растений (EBIPM) представляет собой систему принятия решений, направленную на улучшение управления инвазивными видами растений . Когда землепользователи сталкиваются с заражением инвазивными растениями, пошаговая схема разработки комплексных планов управления улучшит их успех в управлении этими растениями. EBIPM основан на принципах экологии для борьбы с инвазивными сорняками и восстановления ландшафтов. Эта структура сочетает в себе оценку состояния экосистемы (Оценка здоровья пастбищ), метод определения того, как экологические процессы влияют на причины сукцессии, экологические принципы, определяющие выбор инструментов и стратегий для управления инвазивными растениями, а также способы использования адаптивного управления для создания шага пошаговая модель принятия решений . ^[1] Целью EBIPM является поощрение менеджеров отойти от простого уничтожения сорняков и перейти к управленческим усилиям, направленным на устранение основных причин вторжения. ^[2]

EBIPM проводит пользователей через 5-этапный процесс, который начинается с (шаг 1) оценки состояния пастбищ и (шаг 2) определяет, почему присутствуют инвазивные виды и какие экологические процессы нуждаются в восстановлении. Затем менеджеры могут (шаг 3) использовать экологические принципы в качестве целей для (шаг 4) выбора соответствующих инструментов и стратегий, которые дадут им наилучшие шансы на успешные и долгосрочные результаты. ^[3] Последним шагом в процессе EBIPM является использование адаптивного управления для разработки и реализации плана управления.

Фон

Землепользователи исторически использовали одну или несколько стратегий для обработки пастбищ, на которых доминируют инвазивные растения. ^[4] Лечение могло включать использование гербицидов, целенаправленный выпас скота, посев, контролируемое сжигание, биологический контроль и любое количество других методов управления пастбищами . ^[4] Проблема с простым применением обработок заключается в том, что, хотя первоначально сорняки контролируются, обработка не устраняет основную причину проблемы, и инвазивные виды, чаще всего, снова растут в течение короткого периода времени. ^[2] Основная причина повторного заражения сорняками заключается в том, что простое применение обработок для борьбы с сорняками, скорее всего, практически не повлияет на экологические процессы, вызывающие изменение растительного сообщества. ^[4] Структура EBIPM использует экологические принципы и методы, которые землепользователи имеют опыт использования для исправления реальных экологических процессов, которые находятся в упадке. Эта стратегия доказала, что обеспечивает более успешное и устойчивое управление инвазивными растениями. ^[2]

EBIPM основан на экологической преемственности , которая была первоначально предложена Фредериком Клементсом и объясняет концепцию изменения растительного сообщества с течением времени. ^[5] Стюард Т.А. Пикетт развил эту теорию в области сукцессионного управления, разработав иерархическую модель, которая включает причины изменения растительного сообщества, контролирующие экологические процессы и их модифицирующие факторы. ^[6] Эта модель сукцессионного управления предполагает три основные причины изменения растительного сообщества: доступность участка, доступность видов и продуктивность видов. ^[6]

Доступность сайта

Доступность участка означает, прежде всего, наличие безопасных участков или открытых ниш в профиле почвы. ^[7] Безопасные места, места в почве, где семя может прорасти, появиться, укорениться и процветать. ^[7] создаются в результате процесса возмущения , который представляет собой временное изменение типичных условий окружающей среды. ^[8] что часто существенно влияет и изменяет экосистему. ^[3] Примеры нарушений включают антропогенные нарушения, такие как отдых, строительство или пожар, а также возникают естественным путем в результате лесных пожаров, наводнений, заражения насекомыми, деятельности животных и других процессов, включая изменения погоды. Нарушения открывают возможности для новых или различных растений, что изменяет естественную последовательность растительного сообщества. ^[3] Нарушение также снижает интенсивность конкуренции между растениями, меняет условия окружающей среды и меняет темпы поставок ресурсов . ^[3] Понимание доступности участка дает возможность землеустроителям направлять растительные сообщества в желаемом направлении, манипулируя нарушениями в пользу желаемых видов. ^[9] Применение экологических принципов, связанных с процессом нарушения, может существенно повлиять и способствовать прорастанию, укоренению и росту местных и желаемых видов по сравнению с инвазивными видами. ^[3]

Наличие видов

Доступность видов напрямую связана с экологическими процессами воспроизводства и распространения, другими словами, доступность видов через размножение, либо присутствующее в почвенном банке семян, либо занесенное в результате расселения. ^[3] По сути, доступность видов – это наличие и укоренение различных видов. Семена приобрели ряд приспособлений и распространяются различными способами, включая ветер, воду, зазубрины, крючки и ости, которые прилипают к животным и одежде, переносятся ветром или водой... и т. д. ^[10]

Обычно инвазивные виды производят больше семян по сравнению с желаемыми местными видами, что часто дает инвазивным видам конкурентное преимущество. ^[11] Менеджеры могут вернуть конкурентный баланс в пользу желаемых или местных видов, увеличив их репродуктивную способность и плотность (добавив семена... обработав семена), ^[12] что может привести к более высокой плотности желаемых видов. Зачастую этого бывает достаточно, чтобы желаемые растения вернули конкурентный баланс в свою пользу. ^[3]

Виды производительности

Производительность вида — это то, насколько хорошо данный вид может функционировать в различных условиях окружающей среды на основе ряда экологических процессов, включая способность вида захватывать и использовать ресурсы для выживания, увеличения или распространения в окружающей среде, несмотря на конкуренцию, стресс и вмешательство. ^[3]

Факторами, определяющими способность данного вида выживать и процветать в различных условиях окружающей среды, являются:

наличие ресурсов и способность вида приобретать и использовать эти ресурсы

реакция на окружающую среду или способность растения адаптироваться к изменениям условий окружающей среды (также называемые экофизиологическими свойствами растений )

стратегия жизни или стратегия истории жизни растения и связанные с этим компромиссы, влияющие на выживание или смерть вида

стресс и способность вида избегать стресса или переносить его, а также

вмешательство или уровень, на котором растение находится под влиянием соседних растений разных видов. ^[3]

Большинство инвазивных видов эффективно используют дополнительные ресурсы, если они становятся доступными в результате беспокойства или какого-либо другого процесса. ^[11] Эта информация может иметь решающее значение для продвижения желаемых видов, поскольку землепользователи пытаются дать желаемым видам конкурентное преимущество, манипулируя факторами, влияющими на продуктивность вида. ^[3]

Шаги

Модель EBIPM представляет собой пятиэтапный комплексный инструмент принятия решений, предназначенный для улучшения процесса принятия решений по управлению земельными ресурсами и повышения показателей успешности управления инвазивными видами. ^[13] Фактически, одно исследование показало, что подход EBIPM повышает вероятность успеха до 67% по сравнению с традиционными стратегиями управления. ^[13] В этой статье просто представлен список шагов. Более полный обзор структуры EBIPM см. в разделе внешних ссылок ниже.

Шаг 1: Проведите оценку здоровья пастбищных угодий

Фундаментальным элементом управления земельными ресурсами является оценка текущего состояния земли и изучение того, какие экологические процессы необходимо исправить. Одна из таких оценок или оценок состояния пастбищ, «Интерпретация показателей здоровья пастбищ», ^[14] в настоящее время принимается или реализуется большинством правительственных учреждений США в качестве протокола. ^[15] В рамках EBIPM этот шаг определяет экологические процессы, нуждающиеся в исправлении. ^[16]

Бюро землеустройства предлагает комплексные тренинги по интерпретации показателей здоровья пастбищ, а Руководство по оценке EBIPM представляет собой подробное практическое руководство по проведению оценки в рамках первого этапа процесса EBIPM.

Шаг 2. Определите причины вторжения и связанные с ним процессы, которые не функционируют

Оценка, упомянутая в предыдущем разделе, предоставляет информацию о текущих условиях, а EBIPM может сообщить, почему эти условия существуют и какие причины изменения/преемственности растительных сообществ и связанных с ними процессов не функционируют. ^[17] Цель EBIPM смещает управление с попыток уничтожить сорняки на управление процессами, вызывающими три причины изменения растительного сообщества. Это приведет к более предсказуемому и устойчивому переходу к желаемой экосистеме. ^[18]

Шаг 3. Используйте принципы для принятия решений

Структура EBIPM построена на идее, что инструменты и стратегии становятся более успешными и устойчивыми, если в процессе принятия решений учитываются научные принципы экологии. ^[19] Это делает Шаг 3 и экологические принципы управления преемственностью важнейшим компонентом процесса EBIPM. Экологические принципы, определяющие направление управления, были разработаны на основе существующей научной литературы и направлены на улучшение управления путем обеспечения максимального разнообразия растений и максимальной биомассы в экосистеме . ^[20] Землепользователи сталкиваются с трудными решениями, пытаясь успешно исправить и восстановить сложные экологические процессы, и они часто полагаются исключительно на свою собственную интуицию и опыт, чтобы определить инструменты и стратегии, которые они будут использовать. Используя подход EBIPM, землепользователи объединяют свои знания и опыт с устоявшимися экологическими принципами, чтобы выбрать лучшие инструменты и стратегии управления для решения сложных проблем. ^[20] Это дает очевидное преимущество, поскольку проверенные научные знания организованы в функциональный список принципов, которые землепользователи могут использовать для принятия решений. ^[19]

Шаг 4. Выберите подходящие инструменты и стратегии, основанные на принципах

Структура EBIPM связывает экологические процессы, вызывающие изменения в растительном сообществе, с экологическими принципами, чтобы предоставить научные знания о том, как работают эти процессы и методы, влияющие на наиболее положительные изменения на суше. ^[21] Эти принципы дают менеджерам лучшее понимание экосистемных процессов и способность прогнозировать результаты в различных ситуациях. ^[20] Эти принципы также могут помочь менеджерам понять, как процессы, нуждающиеся в ремонте, могут быть виноваты в том, что сукцессионные модели двигаются в нежелательном направлении, приводя к увеличению присутствия инвазивных растений. ^[21] Это создает более информированную базу для землепользователей, которую они могут использовать при принятии решений. ^[21]

Шаг 5. Разработайте и реализуйте план с использованием адаптивного управления

Разработка планов управления пастбищами может быть трудной и крайне непредсказуемой, но процесс EBIPM предоставляет менеджерам метод решения обеих этих проблем. ^[21] Однако результаты и истинную эффективность управления практически невозможно предсказать из-за сложности любой конкретной экосистемы пастбищ и количества переменных, действующих на систему. ^[21] Чтобы бороться с этим, процесс EBIPM включает адаптивное управление, которое дает менеджерам возможность учиться на практике в условиях неопределенности. ^[22] Адаптивное управление устанавливает методы лечения с использованием экспериментального дизайна , чтобы менеджеры могли протестировать различные варианты управления и посмотреть, что лучше всего работает на их земле и в их ситуации. ^[22]

См. также

Ссылки

^ Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 230
^ Jump up to: ^а ^б ^с Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 606
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 607
^ Jump up to: ^а ^б ^с Крюгер-Манголд, Джейн М., Шели, Роджер Л. и Швейчар, Тони Дж. «К экологически обоснованному управлению инвазивными растениями на пастбищах». Weed Science, 2006, 54:597-605, с. 597
^ Клементс, Ф.Е. «Сукцессия растений: анализ развития растительности». Вашингтон, округ Колумбия, США: Вашингтонский институт Карнеги, публикация № 242, 1916 г., с. 512
^ Jump up to: ^а ^б Пикетт, С.Т.А., Коллинз, С.Л., и Арместо, Дж.Дж. «Модели, механизмы и пути преемственности». Ботаническое обозрение, 1987, 53:335–371.
^ Jump up to: ^а ^б Пикет С.Т. и Уайт П.С. «Экология природных нарушений и динамика участков». Орландо, Флорида, США: Academic Press, 1985, с. 472
^ Лозон, JD, и МакИсаак, HJ «Направление экологической преемственности». Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Чепмен и Холл, 1990, с. 251.
^ Д'Антонио, К., и Мейерсон, Л.А. «Экзотические виды растений как проблемы и решения экологического восстановления: синтез». Реставрационная экология 10:703-713, 2002, с. 705
^ Дэвис, Кирк В. и Шели, Роджер, Л. «Концептуальная основа предотвращения пространственного распространения инвазивных растений». Weed Science 55:178-184, 2007, с. 178
^ Jump up to: ^а ^б Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 233.
^ Велагала, Р.П., Шели, Р.Л., и Джейкобс, Дж.С. «Влияние плотности на промежуточный пырей и вмешательство василька пятнистого». Журнал Range Management 50:523-529, 1997, с. 523
^ Jump up to: ^а ^б Шели, Роджер Л., Джеймс, Джереми Дж., Бард, Эрин К. «Дополнительная реставрация: восстановление нарушенных экологических процессов во время восстановления гетерогенной среды». Инвазионная наука о растениях и управление ими, 2:10-21, 2009 г., с. 19
^ Пеллант, Пайк, Шейвер, Херрик. 2005. «Интерпретация показателей здоровья пастбищ». Артикул BLM 1734-6
^ Пайк Д.А., Пеллант М., Шейвер П. и Херрик Дж.Э. 2002. Свойства и индикаторы здоровья пастбищных угодий для качественной оценки. Журнал управления ассортиментом 55: 584-597. п. 584
^ Шели, Роджер Л., Джеймс, Джереми Дж., Васкес, Эдвард А., Швейчар, Тони Дж. «Использование оценки здоровья пастбищных угодий для информирования преемственного управления». Инвазионная наука о растениях и управление ею 4(3):356-366, 2011, с. 356
^ Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 609
^ Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 612
^ Jump up to: ^а ^б Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 610
^ Jump up to: ^а ^б ^с Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 229
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, 63:605-613, ноябрь 2010 г., с. 611
^ Jump up to: ^а ^б Ривер-Морган, К.Дж., Шели, Р.Л., и Швейкар, Т.Дж. «Успешный адаптивный менеджмент – интеграция исследований и управления». Экология и управление пастбищными угодьями 59:216-219, март 2006 г., с. 216.

Внешние ссылки

Сопутствующие видеоролики EBIPM

[Principles_230-1] Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 230

[Applying_EBIPM-2] Jump up to: ^а ^б ^с Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 606

[Applying_EBIPM_607-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 607

[Toward_EBIPM-4] Jump up to: ^а ^б ^с Крюгер-Манголд, Джейн М., Шели, Роджер Л. и Швейчар, Тони Дж. «К экологически обоснованному управлению инвазивными растениями на пастбищах». Weed Science, 2006, 54:597-605, с. 597

[Clements-5] Клементс, Ф.Е. «Сукцессия растений: анализ развития растительности». Вашингтон, округ Колумбия, США: Вашингтонский институт Карнеги, публикация № 242, 1916 г., с. 512

[Picket-6] Jump up to: ^а ^б Пикетт, С.Т.А., Коллинз, С.Л., и Арместо, Дж.Дж. «Модели, механизмы и пути преемственности». Ботаническое обозрение, 1987, 53:335–371.

[Picket_2-7] Jump up to: ^а ^б Пикет С.Т. и Уайт П.С. «Экология природных нарушений и динамика участков». Орландо, Флорида, США: Academic Press, 1985, с. 472

[Lozon-8] Лозон, JD, и МакИсаак, HJ «Направление экологической преемственности». Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Чепмен и Холл, 1990, с. 251.

[D’Antonio-9] Д'Антонио, К., и Мейерсон, Л.А. «Экзотические виды растений как проблемы и решения экологического восстановления: синтез». Реставрационная экология 10:703-713, 2002, с. 705

[Davies-10] Дэвис, Кирк В. и Шели, Роджер, Л. «Концептуальная основа предотвращения пространственного распространения инвазивных растений». Weed Science 55:178-184, 2007, с. 178

[Principles-11] Jump up to: ^а ^б Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 233.

[12] Велагала, Р.П., Шели, Р.Л., и Джейкобс, Дж.С. «Влияние плотности на промежуточный пырей и вмешательство василька пятнистого». Журнал Range Management 50:523-529, 1997, с. 523

[Augmentative-13] Jump up to: ^а ^б Шели, Роджер Л., Джеймс, Джереми Дж., Бард, Эрин К. «Дополнительная реставрация: восстановление нарушенных экологических процессов во время восстановления гетерогенной среды». Инвазионная наука о растениях и управление ими, 2:10-21, 2009 г., с. 19

[14] Пеллант, Пайк, Шейвер, Херрик. 2005. «Интерпретация показателей здоровья пастбищ». Артикул BLM 1734-6

[15] Пайк Д.А., Пеллант М., Шейвер П. и Херрик Дж.Э. 2002. Свойства и индикаторы здоровья пастбищных угодий для качественной оценки. Журнал управления ассортиментом 55: 584-597. п. 584

[16] Шели, Роджер Л., Джеймс, Джереми Дж., Васкес, Эдвард А., Швейчар, Тони Дж. «Использование оценки здоровья пастбищных угодий для информирования преемственного управления». Инвазионная наука о растениях и управление ею 4(3):356-366, 2011, с. 356

[17] Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 609

[18] Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 612

[Applying_610-19] Jump up to: ^а ^б Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, ноябрь 2010 г., 63:605-613, с. 610

[Principles_229-20] Jump up to: ^а ^б ^с Джеймс, Джереми Дж., Смит, Бренда С., Васкес, Эдвард А. и Шели, Роджер Л. «Принципы экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Инвазионная наука о растениях и управление ими 3:229-239, 2010, с. 229

[Applying_611-21] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Шели Р., Джеймс Дж., Смит Б. и Васкес Э. «Применение экологически обоснованного управления инвазивными растениями». Экология и управление пастбищными угодьями, 63:605-613, ноябрь 2010 г., с. 611

[Adaptive_Management-22] Jump up to: ^а ^б Ривер-Морган, К.Дж., Шели, Р.Л., и Швейкар, Т.Дж. «Успешный адаптивный менеджмент – интеграция исследований и управления». Экология и управление пастбищными угодьями 59:216-219, март 2006 г., с. 216.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]