生態学的根拠に基づく侵入植物管理 (EBIPM)は、侵入植物 種の管理を改善するための意思決定 フレームワークです。土地管理者が侵入植物の蔓延に直面した場合、統合管理計画を策定するための段階的なフレームワークは、これらの植物の管理の成功率を高めます。EBIPMは、侵入雑草の蔓延を管理し、景観を回復するための生態学の原則に基づいています。このフレームワークは、 生態系の健全性 評価(牧草地健全性評価)、生態学的プロセスが遷移の原因にどのように影響するかを認識する方法、侵入植物を管理するためのツールと戦略の選択を導く生態学的原則、および段階的な意思決定モデルを生成するために適応的管理を使用する方法を組み合わせています。[ 1 ] EBIPMの焦点は、管理者が単に雑草を駆除することから脱却し、侵入の根本原因を修復する管理努力へと移行することを促すことです。[ 2 ]
EBIPMは、(ステップ1)牧草地の健全性の評価から始まり、(ステップ2)侵入種が存在する理由と修復が必要な生態学的プロセスを特定する5段階のプロセスを通してユーザーをガイドします。その後、管理者は(ステップ3)生態学的原則を目標として使用し、(ステップ4)成功と持続的な結果を得る可能性が最も高い適切なツールと戦略を選択できます。[ 3 ] EBIPMプロセスの最終ステップは、適応的管理 を使用して管理計画を設計および実施することです。
オレゴン州 東部におけるEBIPMの復元活動。
背景 土地管理者はこれまで、侵入植物が優占する牧草地を処理するために、数多くの戦略のうちの1つ以上を使用してきました。[ 4 ] 処理には、除草剤の使用、対象を絞った放牧、播種、制御された野焼き、生物的防除、その他多くの牧草地管理 処理が含まれる可能性があります。[ 4 ] 単に処理を適用することの問題点は、処理によって雑草は最初は抑制されますが、問題の根本原因が解決されず、侵入種は多くの場合、短期間のうちに再び成長することです。[ 2 ] 雑草の蔓延が再発する主な理由は、雑草を制御するために処理を適用するだけでは、植物群落の 変化を促進する生態学的プロセスにほとんど、または全く影響を与えない可能性が高いことです。[ 4 ] EBIPMフレームワークは、生態学的原則と、土地管理者が実際に損なわれている生態学的プロセスを修復するために使用してきた経験のある実践を採用しています。この戦略は、より成功し持続可能な侵入植物管理を提供することが証明されています。[ 2 ] EBIPMは、もともとフレデリック・クレメンツ が提唱した生態遷移 に基づいており、植物群落の時間経過に伴う変化の概念を説明するものです。[ 5 ] スチュワードTAピケットは、植物群落の変化の原因、制御する生態学的プロセス、およびそれらの修正要因を含む階層モデルを開発することにより、この理論を遷移管理へと発展させました。[ 6 ] この遷移管理モデルは、植物群落の変化の3つの一般的な原因として、場所の利用可能性、種の利用可能性、および種のパフォーマンスを提案しています。[ 6 ]
サイトの可用性 場所の利用可能性とは、主に土壌断面における安全な場所、つまり空いているニッチの利用可能性を指します[ 7 ]。 安全な場所、つまり種子が発芽、出現、定着、繁栄できる土壌の場所[ 7 ] は、撹乱 のプロセスによって作られます。撹乱とは、典型的な環境条件の一時的な変化[ 8 ] であり、多くの場合、生態系に大きな影響を与え、変化させます[ 3 ] 。撹乱の例には、レクリエーション、建設、火災などの人為的な撹乱があり、また、山火事、洪水、昆虫の蔓延、動物の活動、天候の変化などの他のプロセスによって自然に発生します。撹乱は、新しいまたは異なる植物のための開口部を作り、植物群落の自然な遷移を変えます[ 3 ] 。撹乱はまた、植物間の競争強度を低下させ、環境条件を変化させ、資源の供給率を変化させます [ 3 ] 。場所の利用可能性を理解することで、土地管理者は、撹乱を操作して望ましい種を優遇することにより、植物群落を望ましい方向に導く機会を得ることができます。[ 9 ] 撹乱の過程に関連する生態学的原理を適用すると、侵入種よりも在来種や望ましい種の種子発芽 、定着、成長に大きな影響を与え、促進することができる。[ 3 ]
種の入手可能性 種の利用可能性は、繁殖と分散の生態学的プロセスに直接関係しており、言い換えれば、土壌シードバンクに存在するか分散によって持ち込まれる 繁殖体による種の利用可能性です [ 3 ] 。本質的に、種の利用可能性とは、さまざまな種の存在と定着です。種子は多くの適応を発達させており、風、水、動物や衣服に付着する棘、鉤、芒、風や水で運ばれるなど、さまざまな方法で分散されます。[ 10 ] 一般的に、侵入種は望ましい在来種に比べて多くの種子を生産するため、侵入種が競争上有利になることが多い。[ 11 ] 管理者は、繁殖能力と密度を高める(種子を追加する…播種処理)ことで、競争バランスを望ましい在来種に戻すことができる。 [ 12 ] これにより、望ましい種の密度が高くなる。多くの場合、これは望ましい植物が競争バランスを自分たちに有利に戻すのに十分である。[ 3 ]
種のパフォーマンスとは、競争、ストレス、干渉にもかかわらず、環境内で生き残り、増殖または拡散するために資源を獲得して利用する能力など、さまざまな生態学的プロセスに基づいて、特定の種がさまざまな環境条件下でどれだけうまく機能できるかということです。[ 3 ] ある種の生物が様々な環境条件下で生存し繁栄する能力を決定づける要因は以下のとおりである。
資源の入手可能性 と、種がそれらの資源を獲得し利用する能力環境への反応 、または環境条件の変化に適応する植物の能力(生態生理学的植物特性 とも呼ばれる)生命戦略 、あるいは植物の生活史戦略、および種の生存または死に影響を与える関連するトレードオフストレス と、種がストレスを回避または耐性する能力、そして干渉 、または植物が近くの異なる種の植物から受ける影響のレベル。[ 3 ] ほとんどの侵入種は、撹乱やその他のプロセスによって利用可能になった余剰資源を効率的に利用します。[ 11 ] この情報は、土地管理者が種の生育に影響を与える要因を操作することによって望ましい種に競争上の優位性を与えようとする場合、望ましい種を促進する上で非常に重要になる可能性があります。[ 3 ]
手順 EBIPMモデルは、土地管理の意思決定を改善し、侵入種管理の成功率を高めるために設計された5段階の包括的な意思決定ツールです。[ 13 ] 実際、ある研究では、EBIPMアプローチは従来の管理戦略と比較して成功の可能性を最大67%向上させることが示されています。[ 13 ] この記事では、手順の一覧のみを示しています。EBIPMフレームワークの詳細については、以下の外部リンクの セクションを参照してください。
ステップ1:牧草地の健康状態評価を実施する 土地管理の基本要素は、土地の現状を評価し、どの生態学的プロセスを修復する必要があるかを把握することです。そのような評価または牧草地の健全性評価の1つである「牧草地の健全性指標の解釈」[ 14 ] は、現在、ほとんどの米国政府機関でプロトコルとして採用または実施されています。[ 15 ] EBIPMフレームワークでは、このステップで修復が必要な生態学的プロセスを特定します。[ 16 ] 土地管理局は、 牧草地の健全性指標の解釈に関する包括的な研修を提供しており、EBIPM評価ガイドラインは、EBIPMプロセスの第一段階として評価を実施するための詳細な手順ガイドを提供しています。
ステップ2:侵入の原因と機能不全を起こしている関連プロセスを特定する 前述の評価は現状に関する情報を提供し、EBIPMはなぜそのような状況が存在するのか、また植物群落の変化/遷移の原因と関連するプロセスが機能していない原因は何かを明らかにすることができる。[ 17 ] EBIPMの焦点は、雑草を駆除しようとする管理から、植物群落の変化の3つの原因を推進するプロセスを方向付ける管理へと移行する。これにより、望ましい生態系へのより予測可能で持続可能な移行が実現する。[ 18 ]
ステップ3:原則に基づいて意思決定を行う EBIPMフレームワークは、意思決定プロセスにおいて生態学の科学的原理を考慮すると、ツールと戦略がより成功し、持続可能になるという考えに基づいて構築されています。[ 19 ] このため、ステップ3、すなわち遷移を管理するための生態学的原理は、EBIPMプロセスの重要な構成要素となります。管理の方向性を示す生態学的原理は、既存の科学文献から開発され、 生態系 における植物の多様性とバイオマスを最大化することで管理を改善することを目的としています。[ 20 ] 土地管理者は、複雑な生態学的プロセスをうまく修復および回復しようとする際に難しい決断を迫られ、使用するツールと戦略を決定する際に、しばしば自身の直感と経験だけに頼っています。EBIPMアプローチを通じて、土地管理者は、確立された生態学的原理と自身の知識と経験を組み合わせて 、複雑な問題に対処するための最適な管理ツールと戦略を選択します。[ 20 ] これにより、実証済みの科学的知識が、土地管理者が意思決定の指針として使用できる原理の機能的なリストに整理されるという明らかな利点があります。[ 19 ]
EBIPMフレームワークは、植物群落の変化を促進する生態学的プロセスと生態学的原理を結びつけ、プロセスの仕組みと土地に最も良い変化をもたらす実践に関する科学的知識を提供します。[ 21 ] これらの原理は、管理者に生態系プロセスの理解を深め、さまざまな状況での結果を予測する能力を与えます。[ 20 ] また、これらの原理は、修復が必要なプロセスが、侵入植物の増加という望ましくない方向に遷移パターンを導く原因となっている可能性があることを管理者が理解するのにも役立ちます。[ 21 ] これにより、土地管理者が意思決定に使用できる、より情報に基づいた基盤が生まれます。[ 21 ]
ステップ5:適応型管理を用いた計画の設計と実行 牧草地管理計画の策定は困難で極めて予測不可能ですが、EBIPMプロセスは管理者にこれらの課題の両方に取り組む方法を提供します。[ 21 ] しかし、特定の牧草地生態系の複雑さとシステムに作用する変数の数のため、結果と管理の真の有効性を予測することは事実上不可能です。[ 21 ] これに対処するために、EBIPMプロセスには適応管理が含まれており、管理者が不確実性に直面しても実践を通して学ぶことができます。[ 22 ] 適応管理では、実験計画 を使用して処理を設定し、管理者がさまざまな管理オプションをテストして、自分の土地と状況で何が最適かを確認できます。[ 22 ]
参考文献 ↑ James, Jeremy J.、Smith, Brenda S.、Vasquez, Edward A.、Sheley, Roger L.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の原則」『侵入植物科学と管理』3:229-239、2010年、p. 230 1 2 3 Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、およびVasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』2010年11月、63:605-613、p. 606 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、およびVasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』2010年11月、63:605-613、p. 607 1 2 3 Krueger-Mangold, Jane M.、Sheley, Roger L.、および Svejcar, Tony J.「牧草地における生態学的アプローチに基づく侵入植物管理に向けて」Weed Science、2006年、54:597-605、p. 597 ↑ クレメンツ、FE「植物の遷移:植生の発達の分析」ワシントンDC、アメリカ合衆国:カーネギー研究所、出版物番号242、1916年、512ページ 1 2 Pickett, ST A、Collins, SL、および Armesto, JJ「遷移のモデル、メカニズム、および経路」。Botanical Review、1987、53:335–371。 1 2 Picket, STA、および White, PS「自然撹乱とパッチダイナミクスの生態学」。米国フロリダ州オーランド:Academic Press、1985年、472ページ ↑ Lozon, JD、および MacIsaac, HJ「生態遷移の方向付け」。ニューヨーク、NY、アメリカ合衆国:Chapman and Hall、1990年、p. 251。 ↑ D'Antonio, C.、および Meyerson, LA「生態系修復における外来植物種の問題点と解決策:総合的考察」『Restoration Ecology』10:703-713、2002年、705ページ ↑ Davies, Kirk W.、および Sheley, Roger, L.「侵入植物の空間的拡散を防止するための概念的枠組み」Weed Science 55:178-184、2007年、p. 178 1 2 James, Jeremy J.、Smith, Brenda S.、Vasquez, Edward A.、Sheley, Roger L.「生態学的に適切な侵入植物管理の原則」Invasive Plant Science and Management 3:229-239、2010年、p. 233。 ↑ Velagala, RP、Sheley, RL、Jacobs, JS「密度が中間コムギと斑点ヤグルマギクの干渉に及ぼす影響」Journal of Range Management 50:523-529、1997年、p. 523 1 2 Sheley, Roger L.、James, Jeremy J.、Bard, Erin C.「増強修復:異質な環境の修復中に損傷した生態学的プロセスを修復する」Invasive Plant Science and Management、2:10-21、2009年、p. 19 ↑ ペラント、パイク、シェーバー、ヘリック。2005年。「牧草地の健全性指標の解釈」。BLM参照番号1734-6 ↑ Pyke, DA、Pellant, M.、Shaver, P.、および Herrick, JE 2002。牧草地の健全性に関する属性と指標を用いた定性的評価。Journal of Range Management 55:584-597。p. 584 ↑ Sheley, Roger L.、James, Jeremy J.、Vasquez, Edward A.、Svejcar, Tony J.「牧草地の健全性評価を用いた遷移管理への情報提供」Invasive Plant Science and Management 4(3):356-366、2011年、p. 356 ↑ Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、Vasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』2010年11月、63:605-613、p. 609 ↑ Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、Vasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』2010年11月、63:605-613、p. 612 1 2 Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、およびVasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』2010年11月、63:605-613、p. 610 1 2 3 James, Jeremy J.、Smith, Brenda S.、Vasquez, Edward A.、Sheley, Roger L.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の原則」Invasive Plant Science and Management 3:229-239、2010年、p. 229 1 2 3 4 5 Sheley, R.、James, J.、Smith, B.、およびVasquez, E.「生態学的根拠に基づく侵入植物管理の適用」『Rangeland Ecology & Management』63:605-613、2010年11月、p. 611 1 2 Reever-Morghan, KJ、Sheley, RL、および Svejcar, TJ「適応型管理の成功―研究と管理の統合」Rangeland Ecology and Management 59:216-219、2006 年 3 月、p. 216。
外部リンク www.EBIPM.org ウェブサイト EBIPMユーザーガイドライン BLM国立訓練センターのウェブサイト(牧草地健康評価) 2021年9月21日にWayback Machine に アーカイブされました
関連するEBIPM動画 EBIPMの実施:科学に基づいた侵入植物管理 EBIPMの現場における実施:科学に基づいた解決策で侵入植物に対処する メデューサヘッド管理プログラムを効果的に実施している牧場