Riparian plant restoration along an incised stream using deep‐planting and tree shelters for the purpose of improving 

habitat and providing food for beaver

February 6 2013February  6, 2013

Jason Hall1, Michael Pollock2, Shirley Hoh3, Chris Jordan4, Carol Volk5, and Josh Goldsmith5

1NOAA, Northwest Fisheries Science Center (Email: Jason.Hall@noaa.gov)2NOAA, Northwest Fisheries Science Center

3National Park Service, John Day Fossil Beds National Monument  4NOAA Newport Research Station

5South Fork Research

Background:Background:• Part of Bridge Creek restoration 

project*– Dry interior Columbia River basin

– Heavily incised watershed

• Process based restoration using beaver

• Establishing riparian vegetation is an important component

• Channel incision presents significant riparian restoration challenges

2

challenges

* see http://www.nwfsc.noaa.gov/isemp.

Objectives:Objectives:• Develop an effective riparian 

planting strategy that…– Minimizes cost/effort and maximizing survivalW k ith l d t– Works with lowered water tables

– Does not require irrigationDoes not require irrigation• Strategy can then be applied on 

large scale  to…g– Provide ecosystem functions– Support process based 

i (b )

3

restoration strategy (beaver)

ApproachApproach: Riparian Planting Experiments

Phase 1: *• Deep‐Planting:

– Motorized auger– Penetrate lowered water table– Terraces ≤ 2.5 m above stream– Long pole cuttings (≤ 2.3 m)– 1330 plants– Willow (Salix spp.)Willow (Salix spp.) – Cottonwood (Populus trichocarpa)– Evaluate survival and growth

• Herbi ore protection• Herbivore protection:– High herbivore pressure– 3 protection strategies

4

– Evaluate survival, growth, and browsing

* See Hall, J.E., M. Pollock, S. Hoh. 2011. Ecological Restoration. 29(3):261‐269. 

ApproachApproach: Herbivore Protection

Unprotected 3‐ft Vented Plastic Tree Shelter

6‐ft Circular Fence Cage 

(6’CC)

5

Shelter (3’PTS)

(6 CC)

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

6

n = 38  n = 94                   n = 81 n = 288 n = 346                n = 483

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

• Deep‐planting is an effective strategyeffective strategy…

• If you penetrate the water tablewater table

• 3’PTS increased survivalsurvival

• 3’PTS provided poor h bi t tiherbivore protection

7

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

8

ApproachApproach: Riparian Planting Experiments

Phase 2:• Deep‐Planting:p g

– Only when water table is penetrated

– Motorized augerMotorized auger

• Planting:– Long pole cuttings (≤ 2.3 m)– 2170 additional plants in 3 years– Willow (Salix spp.) – Cottonwood (Populus trichocarpa)Cottonwood (Populus trichocarpa)– Tested 4 more (taller) herbivore protection strategies Evaluate survival growth and

9

– Evaluate survival, growth, and browsing

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

3’PTS + 6’CC 5 ft Mesh Tree 3’PTS + 5’MTS 6’PTS3 PTS + 6 CC 5‐ft Mesh Tree Shelter (5’MTS)

3 PTS + 5 MTS 6 PTS

10

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

11

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

12

ResultsResults: Deep‐planting and tree shelters

13

Lessons LearnedLessons Learned: Deep‐planting and tree shelters

• Deep‐Planting works – Lowered water table– No irrigation needed if water 

table penetrated• Taller shelter designs thatTaller shelter designs that 

include a PTS were best.• Recommend 6’PTS

– High survival ≈70% 1st year – Lowest browser impacts, only 

≈16% within first 3‐yearsf y– Easiest and most cost effective 

to install– Lowest failure rate (0.03% 6’

14

Lowest failure rate (0.03% 6  PTS vs 6%  for 5’MTS)

AcknowledgementsAcknowledgements:• Funded by BPA, NOAA Fisheries,

and the National Park Service• All live stakes were supplied by thepp y

BLM nursery in Clarno, Oregon• All planting experiments were 

conducted with permission withinthe John Day Fossil Beds National MMonument 

• Many thanks are due to E. Anspach,M. Allen, A. Bontrager, J. Decker, G. Ellson, B. Fleming, K. Martin, B. Mattias, B Rhode S Rizza D Smith I TattamB. Rhode, S. Rizza, D. Smith, I. Tattam, N. Weber, E. Winkelman, and the many others who helped with planting, maintenance, and monitoring operations throughout the project. p g p j

• And to many others who are contributing to the ISEMP John Day Subbasin Pilot Project (over 150people from over 30 agencies)

15

Supporting SlidesSupporting Slides:

16

TreatmentsTreatments: Planting Year

Shelter 2008 2009 2010 2011

Grand

Treatment 2008 2009 2010 2011

Total

None 254 36

290

6CC 344

344

MTS

43

43

3PTS+CC

111

111

3PTS 136 192 175

503

3PTS+MTS 311 331 6423PTS+MTS

311 331

642

6PTS

47 357 1086 1490

Grand Total 734 740 863 1086 3426

17

Grand Total 734 740 863 1086 3426

 

Cottonwood verses WillowCottonwood verses Willow:

18

Water TablesWater Tables:

19