Ledande forskare Kathryn Barlow, doktorand i ekologi, utför en plantundersökning på kanten av en Marcellus -skiffer naturgasbrunn. Upphovsman:Mortensen Lab, Penn State
Stora delar av Pennsylvania skogar var tydliga cirka 1900 och återväxt har till stor del skett från lokala inhemska växtsamhällen, men ett team av forskare vid Penn State's College of Agricultural Sciences har funnit att det är invasivt, icke-inhemska växter gör betydande inhopp med okonventionell naturgasutveckling.
Spridningen av invasiva inhemska växter kan få långsiktiga negativa konsekvenser för skogens ekosystem i en region där de allestädes närvarande skogarna ger timmerintäkter, djurlivsmiljö och ekoturism, varnar lagmedlemmen David Mortensen, professor i ogräs och tillämpad växtekologi.
Under de senaste åren har han och andra forskare vid universitetet har spårat den ekologiska effekten av hundratals brunnplattor, tillfartsvägar och rörledningar byggda för att utvinna gas från Marcellus -skiffern.
"Studier har visat att när invasiva växter som Microstegium vimineum (japansk stiltgrass) rör sig in i ett område, det förändrar växtsamhället, och inhemska växter tenderar att minska, "Mortensen sa." Snart kommer vi att se en ringverkan i skogens ekosystem som kommer att påverka organismer som är beroende av de inhemska växterna. I sista hand, ekonomiska faktorer som virkesskörd kan påverkas, och djur- och fågelsamhällen kommer sannolikt att förändras. "
Denna senaste Penn State-studie dokumenterar att icke-inhemska växter snabbt invaderar Pennsylvania norra skogar och etablerar en koppling mellan nya invasioner och skiffergasutvecklingsaktivitet. I fynd som publicerades idag (20 juli) i Journal of Environmental Management , forskare visar en direkt korrelation mellan omfattningen av icke-infödda växtinvasion och distinkta aspekter av skiffergasutveckling.
Japansk stiltgräs, eller Microstegium, är en av de vanligaste invasiva växterna i Pennsylvania, och ses ofta runt skiffergasbrunnskuddar och tillfartsvägar. Det etablerar täta läktare i skogens underskott och kväver inhemsk vegetation. Upphovsman:Mortensen's Lab, Penn State
Att undersöka, forskare genomförde invasiva växtundersökningar på och omkring 127 Marcellus gasbrunnskivor och intilliggande tillfartsvägar i sju statliga skogsdistrikt i Allegheny National Forest. Studieplatser distribuerades över Allegheny High Plateau, som domineras av blandade ek- och nordliga lövskogar; Pittsburgh -platån; och Ridge and Valley -regionerna i centrala Pennsylvania, domineras av blandade ekskogar.
61 procent av kuddarna hade minst en invasiv, icke-inhemska växtarter, och 19 procent av dem hade tre eller fler arter. Vass kanariegräs, fläckig knapweed, krypande tistel, Japansk stiltgrass och kronvicka var de vanligaste invasiven som hittades.
Studien ger slående bevis på att invasiv växtnärvaro på brunnskivor är korrelerad med den tid som sedan konstruktion av dynor gjordes; antalet borrade brunnar per kudde; invasiv växtmängd på angränsande vägar för brunnskydd; och vägtätheten i dynans område före konstruktion. Använda fältdata från 127 -brunnskuddarna, forskare skapade en modell för att utvärdera direkta och indirekta samband mellan mekanismer och förhållanden som kan redogöra för invasiv växtnärvaro.
Omgivande växtsamhällen undersöktes också på en slumpmässigt vald uppsättning med 32 brunnskuddar i studien. Ursprungligt växtskydd var större på de störda brunnskyddskanterna än i de omgivande växtsamhällena.
Forskare fann bevis för att invasiva växter introducerades i grus som levererades för att bygga dynor och vägar, och i lera på däcken och vagnarna på lastbilar som färdas på dessa vägar, noterade huvudforskaren Kathryn Barlow, doktorsexamen i ekologi. Hon påpekade att tidigare Penn State-forskning visade att japanska stiltgrassfrön flyttades av vägklassningsutrustning på grusvägar i skogar.
Det invasiva gräset Phragmites, eller vanligt vass, kan ses växa på kanterna på många gasbrunnskuddar i Pennsylvania. Upphovsman:Mortensen's Lab, Penn State
"Med tanke på det faktum att i genomsnitt, 1, 235 enkelriktade lastbilsturer som levererar sprickvätska och proppant krävs för att slutföra en okonventionell brunn, potentialen att transportera invasiva växtförökningar är betydande, "sa hon. Propagler är delar av en anläggning som kan generera en ny anläggning, som frön, sporer och rötter.
"Material och utrustning som används för vägbygge och underhåll kan spela en viktig spridningsroll. Vägutveckling kan skapa vägar för invasiv etablering och spridning, "Tillade Barlow.
Inhemsk växtinvasion i skogar kan leda till att inhemska växter går över på överraskande sätt, Mortensen påpekade, med hänvisning till en studie som hans laboratorium utförde vid Penn State Deer Research Center som publicerades i april 2016. Den forskningen visade att hjortar föredrar inhemska växter och verkar undvika att äta invasiva.
"Så om vi har Microstegium som fyller skogsunderlaget och rådjur letar efter något att äta - eftersom de inte matar så mycket på Microstegium alls - klipper hjorten bort all inhemsk växttillväxt som lyckas ta sig igenom de invasiva, "sa han." Det gör att invasiven kan dominera växtsamhället ytterligare.
"Som ett resultat, rekryteringen av ekonomiskt viktiga trädslag kommer att begränsas. Denna process kan verkligen skada skogs hälsa på lång sikt, och även på kort sikt. "
