Редкое растение Калифорнии: Холокарфа крупноцветковая (Holocarpha macradenia)

Введение

Вид цветущего растения

Holocarpha macradenia, обычно известный как смолянка Санта-Крус, – это находящийся под угрозой исчезновения вид, эндемичный для Северной Калифорнии. Другие распространенные названия этого растения – смолянка Санта-Крус или подсолнечник Санта-Крус.

Распространение

Основной ареал растения расположен на определенных прибрежных террасах в округах Санта-Крус и Монтерей. Более мелкие колонии встречаются севернее, в округах Аламеда, Контра-Коста и Марин. Растение произрастает от уровня моря до города Уотсонвилл – на лугах вдоль Харкинса Слау, а также на 3,4-акровой прибрежной прерии под названием Тарплант Хилл, расположенной рядом со Струв Слау, полем для гольфа Спринг Хиллз и территорией аэропорта Уотсонвилл; и в водоразделе Элькхорн Слау, на ранчо Портера Фонда Элькхорн Слау в округе Монтерей. В 1980-х годах другие колонии были обнаружены в районе залива Сан-Франциско, включая колонию в Пиноле, в западной части округа Контра-Коста. Для обеспечения строительства нового торгового центра применялось сохранение вида вне естественной среды обитания (ex situ), и ограниченное количество семян из этой популяции было перемещено сразу за и к востоку от автомагистрали №80 на полосу отвода CalTrans. Дополнительные семена из этой популяции были перемещены на территорию региональных парков Ист-Бэй, где большинство этих интродуцированных популяций погибли. В ходе еще одной рискованной попытки было показано, что тарплант Санта-Круз едва выживает в колонии Арана-Галч в Санта-Крузе, главным образом из-за недостаточного управления, фрагментации среды обитания и конкуренции с инвазивными видами. Активные эксперименты по восстановлению начались в 2007 году на Тарплант Хилл в Уотсонвилле при поддержке владельцев и Программы восстановления Службы рыбных и диких животных США.

Усилия по активному управлению с целью восстановления популяций растений

Для управления популяциями в ущелье Арана Гулч, город Санта-Крус создал Рабочую группу по адаптивному управлению (AMWG), состоящую из группы заинтересованных сторон, состав которой был утвержден исполнительным директором Калифорнийской прибрежной комиссии. В состав группы вошли исследователь из Калифорнийского университета в Беркли, биолог из Калифорнийского департамента рыбы и дикой природы, биолог из Службы рыбы и дикой природы США, эколог из Калифорнийской прибрежной комиссии, три частных консультанта, специалист по животноводству из программы расширения Калифорнийского университета и сотрудники городской администрации Санта-Крус из департаментов планирования и парков. Полугодовые встречи проводились с 2013 по 2016 год, последнее заседание состоялось 14 марта 2016 года. Управление популяцией в государственном парке Твин Лейкс (участок D0) в период с 1998 по 2003 год включало скашивание травы в 1998, 1999 и 2001 годах весной и осенью с использованием триммера. Затем мусор убирали садовыми граблями или мотыгами Маклеод. Участок очищали мотыгами Маклеод. В 2002 году скашивание продолжалось, и 6 февраля было посажено 15 растений, выращенных в питомнике. Растения из питомника были более жизнеспособными и произвели более чем в десять раз больше семенных головок, чем растения, растущие в естественных условиях. В 2002 году из семян, собранных в предыдущие годы, было выращено 494 растения, из которых выжило 344, но они не были более жизнеспособными, чем растения, растущие в естественных условиях. В 2002 году участки, где растения росли в естественных условиях, скашивались дважды и обрабатывались цепной бороной.

Тенденции популяции отдельных популяций растений

В проектах по восстановлению экологических состояний, направленных на восстановление отдельных популяций растений, их годовые отчеты обычно содержат подсчет растений или оценки количества растений в популяции в течение определенного года, и эти данные могут использоваться для измерения тенденций и успехов используемых методов восстановления. Первая перепись популяции Арана Гулч (Единицы D) в 1986 году, проведенная Рэнди Морганом, показала, что на этом участке в Санта-Крузе насчитывалось 100 000 растений в четырех различных "Зонах", и к 2006 году они исчезли в трех из четырех зон, а в оставшейся "Зоне А" их количество сократилось до 348 растений. Подсчеты растений в 2013 году выявили только 18 растений, в 2014 году – только 4, в 2015 году – 0, а в 2016 году – 34. В 2017 году в Арана Гулч не было обнаружено ни одного растения, затем в 2018 году – 267, а в 2019 году – 47. Перепись 2020 года в Арана Гулч выявила только одно дикорастущее растение в Зоне А, хотя весной ранее в этой зоне росло несколько растений, которые были съедены скотом, а также пять посаженных саженцев выжили в Зоне С. Количество местных и сорных растений в каждой "Зоне" было обследовано в октябре 2020 года следующим образом: ЗОНА А = 72% сорных трав, 4% широколиственных сорняков, 3% местных трав – Danthonia, и 4% диких цветов – маки, а остальное – голая земля. ЗОНА В (где никогда не паслись) = 44% сорных трав, 41% местных трав – Bromus, 3% широколиственных сорняков, а остальное – голая земля. ЗОНА С = 72% сорных трав, 3% местных трав (Bromus) и 25% голой почвы. ЗОНА D (не использовалась для выпаса скота в 2020 году) = 97% сорных трав и 3% местных трав – Bromus. Для сравнения, десятилетия работы, проводимой в Арана Гулч, всего в пяти милях к югу, по адресу 300 Byers Lane в Ла-Селва-Бич, на 70 акрах частной собственности – той же площади и среде обитания, что и в Арана Гулч – местная луговая растительность в Байерс-Лейн, изначально покрытая на 99% сорняками, была восстановлена до 95% местного покрова всего за десять лет. Методы восстановления, применяемые в Арана Гулч до сих пор, включают выжигание, ежегодный выпас скота и скребковую обработку. Три из четырех бывших "зон" растительной популяции окружены постоянным забором из колючей проволоки для скота. Популяция "Tarplant Hill" в Уотсонвилле (часть популяций Единицы I) испытывает почти идентичное сокращение численности растений. Подсчеты растений в 1984 году показали 10 000 растений, в 1985 году – 100 000, в 1986 году – 20 000, в 1989 году – 400 000, а в 1990 году – 38 000. Затем, в 1993, 1994 и 2003 годах для всей популяции "Tarplant Hill" было обнаружено только одно растение. После этого подсчеты в 2004 году выявили 8 растений, в 2005 году – 60, в 2008 году – два растения, в 2007 году – 70, в 2008 году – 59 растений, а в 2009 году было подсчитано 189 растений. Популяция Twin Lakes, которая является частью Единицы D, находится на территории государственного парка, и естественная численность растений составляла 16 в 1999 году, 7 в 2000 году, 19 в 2001 году, 7 в 2002 году и только 5 растений в 2003 году.

Ecological restoration projects to restore individual populations of the plants, their annual reports usually contain plant counts or estimations of the numbers of plants with a population during a certain year, and that data can be used to measure trends and successes of the restoration techniques used. The Arana Gulch (Unit D) population first census in 1986 by Randy Morgan estimated that there were 100,000 plants on that site in Santa Cruz in four different "Areas", and by 2006 was extinct in three of the four areas, and in the remaining "Area A" had dropped to only 348 plants. Plants counts in 2013 only found 18 plants, in 2014 only 4 plants, and in 2015 zero, and 2016 34 plants. Zero plants at Arana Gulch grew in 2017, then 267 in 2018, and 47 in 2019. The 2020 census at Arana Gulch found only a single wild plant growing in Area A, even though there were several growing earlier in spring that the cattle ate, plus five planted seedlings had survived over in Area C. The amount of native and weed cover of each "Area" was surveyed in October 2020, as follows: AREA A = 72% weed grasses, 4% broadleaf weeds, 3% native grasses—Danthonia, and 4% wildflowers—poppies, and the remainder bare dirt. AREA B (never grazed) = 44% weed grasses, 41% native grasses—Bromus, 3% broadleaf weeds and the remainder bare dirt. AREA C = 72% weed grasses, 3% native grasses—Bromus, and 25% bare soil. AREA D (not grazed in 2020) = 97% weed grasses and 3% native grasses—Bromus. As a comparison to the decades of work being done at Arana Gulch, only five miles south at 300 Byers Lane in La Selva Beach on 70 acres of private property—the same area and habitat as the Arana Gulch property—the native grassland habitat at Byers Lane, started as 99% weed covered, and was restored back to 95% native cover in only ten years. The Arana Gulch restoration methods tried so far, are burning, grazing annually with cattle, and scraping. Three of the four former plant population "Areas" are surrounded by permanent barbed wire cattle fencing

The "Tarplant Hill" population in Watsonville (part of the Unit I populations) has experienced an almost identical drop in the plant numbers in that population. The plant count in 1984, estimated 10,000 plants, 1985 100,000 plants, 1986 20,000 plants, 1989 400,000 plants, and in 1990, 38,000 plants were estimated. Then in 1993, 1994, and 2003 only a single plant was found for that whole "Tarplant Hill" population. Then, counts in 2004, found 8 plants, 2005 60 plants, 2008 two plants, 2007 70 plants, 2008 59 plants, and the 2009 count found 189 plants. The Twin Lakes population, which is part of Unit D is on State Park property, and the naturally occurring plant numbers were 16 in 1999, 7 in 2000, 19 in 2001, 7 in 2002 and only 5 plants in 2003.

Обзор населения Ист-Бей

В обзоре популяций Восточного залива, проведенном в 2020 году, была представлена история и текущее состояние тарплантов в этом регионе. В 1980-х годах земля, на которой росла дикая популяция, была определена под строительство будущего торгового центра. Проект, возглавляемый Нилом Хэвликом, включал сбор семян и их высадку в течение двух лет более чем на 30 участках в Региональном заповеднике Собранте-Ридж, Региональных парках Тильден и Дикий Кот, а также на землях, принадлежащих муниципальному коммунальному округу Ист-Бэй. В настоящее время эти популяции продолжают расти только в трех местах, все из которых находятся в каньоне Дикий Кот, а самая крупная группа произрастает вдоль тропы Мезуэ.

Исследования популяции Арана-Гульча

В октябре 2020 года вся дикая популяция Арана-Гулч сократилась до одного растения в "Зоне А", последнем из четырех первоначальных "участков", где 35 лет назад было обнаружено 100 000 растений. В январе 2021 года команда отдела парков и отдыха города Санта-Крус по открытым пространствам и зеленым насаждениям, в сотрудничестве с рабочей группой по адаптивному управлению Арана-Гулч, теплицей UCSC и волонтерами UCSC, провела экспериментальную высадку 400 растений смолы Санта-Круз, чтобы попытаться обеспечить их сохранение как ключевую цель плана управления Арана-Гулч. В феврале планировалась посадка еще 400 растений. Краткосрочная цель экспериментальной высадки – определить оптимальные методы высадки. Долгосрочная цель – увеличить семенной банк смолы в Арана-Гулч до уровня, обеспечивающего высокую вероятность сохранения популяции в течение 100 лет или бессрочно. Эта посадка имеет важное значение – в случае успеха она потенциально может превысить целевую численность популяции в рамках программы управления смолой Санта-Круз. Также в 2021 году было проведено четыре исследования критического участка обитания Арана-Гулч, где в 1990-х годах популяции смолы были разделены на четыре группы – "участки" А, B, C и D. Участки А, C и D использовались для выпаса скота в течение нескольких лет, в надежде на увеличение популяции смолы. Вместо этого, популяция смолы сократилась до нуля в двух из последних шести лет, и в 2020 году выжил только один экземпляр. Эти исследования были проведены для оценки состояния среды обитания прибрежной прерии, частью которой является смола, и определения возможных улучшений для создания будущих самоподдерживающихся популяций. Исследование 1: Какое количество семян сорных растений содержится в почве и может потенциально препятствовать выживанию сеянцев смолы? В ноябре 2021 года ящики размером 30x30 см были заполнены верхним слоем почвы глубиной 7,5 см, взятой с четырех "участков", и засеяны семенами калифорнийского мака в качестве представителя местной флоры, заменяющего семена смолы, и ежедневно поливались. По мере прорастания сеянцев их идентифицировали и подсчитывали. Подсчет сеянцев сорняков показал, что смола подвергается сильной конкуренции со стороны сорняков: в каждом ящике прорастало 129 516 сеянцев сорняков, которые подавляли и уничтожали все проросшие сеянцы мака. Из участка А были взяты три различных образца почвы, а также по одному образцу с участков B, C и D. Количество проросших сеянцев сорняков на квадратный фут составило: участок А = 129–374, участок B = 451, участок C = 464, участок D = 516. Важным фактором также были сеянцы широколиственных сорняков: участок А = 8–17, участок B = 29, участок C = 45, участок D = 33 на квадратный фут. Исследование 2: Приводит ли длительный выпас скота к истощению питательных веществ в почве, необходимых для выживания сеянцев смолы? Деревянные ящики размером 30x30 см были заполнены верхним слоем почвы и засеяны семенами мака в качестве заменителя смолы. Все остальные проросшие сеянцы удалялись, оставляя сеянцы мака расти без помех. Однако вскоре сеянцы мака показали признаки недостатка питательных веществ из-за замедленного роста и изменения цвета листьев. Периодически добавлялись органические удобрения и органическое вещество, пока растения не начали активно расти. Исследование 3: Существует ли связь между местами, где в прошлом росли дикие популяции смолы, и процентом покрытия прибрежной прерией на участке А? Ранее были зафиксированы места произрастания диких популяций смолы на участке А за последние 25 лет. Были проложены шестнадцать линейных трансект растительного покрова длиной 60 метров с интервалом 7,5 метров вдоль этих мест произрастания дикой смолы, и построены полигоны размером 6x7,5 метров на основе точек отбора проб с интервалом 60 см. Наложение данных о местоположении дикой смолы на результаты обследования растительного покрова показало, что смоле в Арана-Гулч, по-видимому, требуется высококачественный матрикс прибрежной прерии для поддержания самоподдерживающейся популяции, а именно примерно 80–95% местного травяного покрова, состоящего из 60% Danthonia, 30% Stipa и 10% местных видов Bromus. Исследование 4: Какое генетическое разнообразие существует в популяции смолы Арана-Гулч, выращенной из высаженных сеянцев? Весной 2021 года в участке А были высажены сеянцы, выращенные в теплице UCSC из семян смолы Арана-Гулч, собранных в дикой природе. Фотографии, сделанные в июне 2021 года, показали, что существует по крайней мере двенадцать различных форм сеянцев смолы – от растений с широко разветвленной кроной до компактных округлых форм, каждый из которых цветет немного в разное время и по-разному. Поскольку все сеянцы были выращены из семян, первоначально собранных с дикорастущих растений в Арана-Гулч, эта посадка послужила идеальным "общественным садом" для выявления генетических вариаций внутри популяции.

The entire Arana Gulch wild population dropped to a single plant in October 2020, in "Area A", the last of the four original "areas" where 100,000 plants were originally found growing 35 years earlier. January, 2021, the City of Santa Cruz Parks & Recreation Department's Open Space & Greenways team, in collaboration with the Arana Gulch Adaptive Management Working Group, the UCSC Greenhouse, and UCSC volunteers, did an experimental outplanting of 400 Santa Cruz tar plant, to try and ensure its persistence as a key goal of the Arana Gulch management plan. An additional 400 tarplants were scheduled to be planted in February. The short term goal of this experimental outplanting is to identify the best outplanting methods. The long term goal is to increase the seedbank of the tarplant at Arana to a level that will ensure a high probability of persistence for 100 years, or in perpetuity. This planting is something of a landmark—if successful could potentially exceed the targeted population goal for the Santa Cruz tarplant management program. Also in 2021, four studies were conducted of the Arana Gulch Critical Habitat Unit, where in the 1990s tarplants were divided into four population clusters "Areas" A, B, C and D.
Areas A, C and D have been grazed for several years, with the hopes that would increase the tarplant population. Instead, the tarplant population dropped to zero in two of the last six years, and only one single plant survived in 2020. These studies were conducted, to determine the health of the Coastal Prairie habitat which the tarplant is a member, and what improvements could be made to produce future self sustaining populations. Study 1: How many exotic seeds are in the soil, that could potentially interfere with tarplant seedling survival? One square foot boxes were filled with topsoil, three inches deep from the four "Areas" in November 2021, and sown with California poppy seeds as a native plant stand in for tarplant seeds, and watered daily. As seedlings germinated, they were identified and counted. Weed seedling counts indicate that tarplants have a massive amount of weed competition, with 129 516 weed grass seedlings sprouting in each box, that overwhelmed and killed all of the poppy seedlings that sprouted. Three different soil samples were taken from Area A, plus one sample from each of Areas B, C and D. The number of weed grass seedlings that sprouted per square foot were: Area A = 129–374. Area B = 451. Area C = 464. Area D = 516. The broadleaf weed seedlings were also an important issue: Area A = 8–17. Area B = 29. Area C = 45. Area D = 33 per square foot. Study 2: Has cattle grazing over time, remove soil nutrients that tarplant seedlings need for survival? Wood boxes, one square foot each, were filled with topsoil and poppy seeds sown as a stand in for the tarplants, and all other seedlings as they sprouted removed, leaving the poppy seedlings to grow unmolested. However, the poppy seedlings soon showed they were nutrient starved by their lack of growth and leaf color. Organic fertilizers and organic matter were added periodically, until the plants started to thrive. Study 3: Is there a connection between where wild tarplants grew in the past, with the percentage of Coastal Prairie cover in Area A? Locations in Area A where wild tarplants grew over the past 25 years had been previously mapped. Sixteen linear vegetation cover transects were run for 200 feet in slices 25 feet apart across those wild tarplant locations, and 20 x 25 foot polygons were produced from two foot apart sampling points. Overlaying the location of wild tarplant on top of the vegetation cover survey, found that the tarplants at Arana Gulch seem to need a high quality Coastal Prairie matrix to maintain a self sustaining population, that is approximately 80 95% native grass cover, consisting of a 60% Danthonia 30% Stipa 10% native Bromus species mix. Study 4: Tarplant seedlings planted out, what genetic diversity exists in the Arana Gulch population? Spring 2021, UCSC greenhouse grown seedlings, sprouted from originally wild harvested Arana Gulch seeds, were planted out in Area A. Photographed in June, 2021, showed that there were at least twelve different forms of the tarplant seedlings—from plants with widespread branches, to round compact shapes, and each flowering at slightly different times and in different manners. Since all of the seedlings were grown from seeds originally collected from wild plants at Arana Gulch, this planting acted as a perfect "common garden" study, to detect genetic variations within the population.