Invasive species are the third largest cause of biodiversity loss because of their ability to outcompete native species. The Garden lupine (Lupinus polyphyllus) is an invasive species in Sweden and is causing problems for native species by (I) outcompeting smaller plant species in terms of light, (II) it has nitrogen fixing abilities which causes unfavorable conditions for species that demands a more nutrient poor soil and (III) it also decrease the diversity of food sources for pollinators. The seeds of Garden lupine are physically dormant with hard seedcoats that are impermeable to water. In this study, different scarification methods were tested to improve water uptake in seeds and thereby improve germination. Scarification can be applied after a treatment which purpose is to fight the Garden lupine. This is to speed up germination time to determine the effects of the treatment sooner. The main purpose of the study was to examine the effect of scarification methods on germination and also to see if any of the methods could be standardized. The secondary purpose was to investigate how germination might be affected by the movement of soil masses. In the first experiment the effect on germination was tested by scarification with a scalpel, with sandpaper, sulfuric acid (H2SO4) and chilling. This was compared to a control group. In a second experiment the effect on germination was tested by shaking the seeds in either sand or gravel for 1, 5 or 15 minutes and was compared to the control. The results of the study showed that seeds scarified with a scalpel and sandpaper had a significantly higher germination percentage (95% and 91% respectively) compared to the control (6%). No difference in germination between treatment or time could be found for seeds that were shaken in sand or gravel. There was however a difference between seeds shaken in sand or gravel compared to the control group. This could indicate that the physical dormancy might break due to movement of soil masses containing seeds and thereby lead to further spread of the species. / Invasiva arter är den tredje största orsaken till förlust av biodiversitet på grund av dess förmåga att konkurrera ut inhemska arter. Blomsterlupinen är invasiv i Sverige och skapar problem genom att skugga ut andra mer lågväxande arter, de fixerar kväve i marken vilket skapar ogynnsamma förhållanden för arter som kräver mer näringsfattig jord samt att de minskar variationen av födokällor för pollinatörer. Lupiner har fysiskt dormanta frön med hårda fröskal som har svårt att ta upp vatten. I denna studie testades olika skarifieringsmetoder för att förbättra vattenupptag och därmed öka frögroning. Skarifiering kan appliceras efter en behandling vilken syftar till att bekämpa lupiner. Detta för att snabba på frögroning och tidigare avgöra om behandlingen haft effekt. Syftet med studien var att pröva effekten av olika skarifieringsmetoder på frögroning samt att undersöka om någon metod kan standardiseras. Delsyftet med studien var att analysera hur frögroning kan påverkas vid förflyttning av jordmassor. Ett första experiment testade effekten på frögroning genom skarifiering med skalpell, sandpapper, svavelsyra (H2SO4), kyla och jämförde mot en kontrollgrupp. I ett andra experiment testades effekten av skarifiering genom skakning av frön i sand eller grus under 1, 5 eller 15 minuter och jämfördes mot kontrollgruppen. Resultaten av studien visade att det var en signifikant skillnad i procentuell frögroning hos frön behandlade med skalpell och sandpapper (95% respektive 91%) jämfört med kontrollgruppen (6%). Det var ingen skillnad i frögroning mellan behandling eller tider för frön som skakats i sand eller grus. Det var dock en signifikant skillnad mellan sand respektive grus jämfört med kontrollgruppen. Frön skakade i sand eller grus skilde sig signifikant från kontrollgruppen vilket kan indikera om att den fysiska dormansen kan brytas vid förflyttning av jordmassor som innehåller frön och därmed främja spridning av arten.

Blomsterlupin (Lupinus polyphyllus) är en iögonfallande invasiv växtart som i nuläget är spridd över större delen av Sverige utom nordvästra delen av Norrbotten. Framtagande av effektiva bekämpningsmetoder är av stor betydelse eftersom spridning av blomsterlupin hotar känsliga naturhabitat, exempelvis så kallade artrika vägkanter. Detta arbete fokuserar på värmebehandling, en metod som potentiellt kan användas för desinfektion av lösa jordmassor, som anses vara en av de största spridningsvektorerna för blomsterlupin. Arbetets syfte är att med hjälp av uppsamlade data undersöka om det finns en optimal temperatur och exponeringstid för effektiv minskning av antalet grodda blomsterlupinfrö. Utöver detta, utvärderas effekterna av förbehandling i form av rispning och blötläggning av frön. Inom experimentet behandlades blomsterlupinfrö med olika temperatur under olika exponeringstid. Hälften av fröna fick förbehandling i form av blötläggning efter rispning av skalet inför uppvärmningen. Frön värmebehandlades i 88˚C, 93˚C, 98˚C och 103˚C under 1, 3, 5 och 10 minuters tid. Efter värmebehandlingen fick fröna gro i ett odlingskåp. Resultatet visar att förbehandling, ökad temperatur och ökad exponeringstid bidrar till signifikant minskning av andel grodda blomsterlupinfrö. Ju högre temperaturen var, desto större var effekten av längre exponeringstid. Effekten av hög temperatur och lång exponeringstid var starkare om fröna var förbehandlade. Resultatet tyder på att värmebehandling potentiellt är en effektiv metod för bekämpning av blomsterlupinfrö. Vidare experiment krävs för att undersöka hur denna metod kan effektiviseras och tillämpas i praktiken, i synnerhet vid uppvärmning av stora volymer av jordmassor. / Garden lupine (Lupinus polyphyllus) is an eye-catching invasive herb that is currently spread over the major part of Sweden except for the northwestern part of Norrbotten county. The development of effective control methods is of great importance because the spread of Garden lupine threatens sensitive natural habitats, for example species rich road verges. This work focuses on heat treatment, a method that can potentially be used for the disinfection of soil masses, which is considered one of the major dispersal vectors for Garden lupine. The purpose of this work is to use the collected data to investigate whether there is an optimal temperature and duration of exposure for effective reduction of the number of germinated Garden lupine seeds. In addition, this work evaluates the effects of pre-treatment in the form of scarifying and soaking of seeds. Within the experiment, Garden lupine seeds were treated with different temperatures and different duration of exposure. Half of the seeds received pre-treatment in the form of soaking after scarifying the seed coat before heating. After that, seeds were heat treated at 88˚C, 93˚C, 98˚C and 103˚C for 1, 3, 5 and 10 minutes. After the heat treatment, the seeds were allowed to germinate in a growth chamber. The result shows that pre-treatment, increased temperature and increased exposure time contribute to a significant reduction in the percentage of germinated Garden lupine seeds. The higher the temperature, the stronger was the effect of a longer exposure time. The effect of high temperature and long exposure time was stronger if the seeds were pre-treated. The result suggests that the heat treatment is potentially an effective control method for Garden lupine seed. Further experiments are required to investigate if this method could be made more efficient and applied in practice, particularly when heating large volumes of soil masses.

As the world’s population is migrating more into urban areas, landcover changes follow. Natural pervious areas are being converted to impervious areas, which when subjected to rain generates more stormwater runoff. Stormwater management is a problem that cities today are challenged with, infrastructure is getting older and precipitation patterns are changing due to climate change. Due to climate change extreme precipitation events are likely to increase and therefore increase the probability of urban flooding. Urban flooding can be caused by extreme precipitation events with a short duration, or so-called flash floods. These flash floods can overwhelm the drainage system in place which therefore can cause flooding. This problem has inspired engineers to rethink stormwater management, moving from traditional grey drainage systems to more green and sustainable drainage systems. Sustainable Urban Drainage System (SuDS) are drainage systems that aim to regain the properties of non-urbanised areas, retain the natural hydrological cycle, and have recreational values for the surrounding societies. This study investigated how different SuDS behave when subjected to flash floods. A model of a synthetic case study was built in the Storm Water Management Model (SWMM) and sustainable urban drainage systems implemented. The solutions investigated were bioretention cells, rain gardens, infiltration trenches, green roofs, and permeable pavements. Three different rain events were analysed, all with different precipitation depth but with the same duration of 1 hour. Results showed that bioretention cells could reduce runoff volumes to the highest extent while green roofs could reduce the peak runoff the most. Other results were analysed like efficiency and cost. Bioretention cell came out on top in efficiency but had the highest cost. Overall, all the solutions showed promise in reducing runoff during flash floods, but the reduction capacity goes down with increased precipitation. / När en större del av världens befolkning flyttar in till tätortsområden så medföljer en ändring av markytans beskaffenhet. Vanligtvis genomträngliga ytor omvandlas till hårdgjorda ytor vilket generar mer dagvattenavrinning när de utsätts för regn. Dagvattenhanteringen är en utmaning för många städer idag eftersom infrastrukturen blir äldre och nederbördsmönstren förändras på grund av klimatförändringar. Extrema nederbördshändelser väntas öka med anledning av dessa klimatförändringar och ökar därigenom sannolikheten för översvämningar i städer. Översvämningar i städer kan orsakas av korta nederbördshändelser med hög intensitet, så kallade Skyfall, vilket kan överbelasta dagvattensystemets kapacitet. Det har lett till att ingenjörer ändrat sitt tankesätt på hur dagvatten ska hanteras och börjat gå från konventionella till mer gröna och hållbara dräneringssystem. Hållbar dagvattenhantering är dräneringssystem som syftar till att använda egenskaperna hos naturliga områden, behålla det naturliga hydrologiska kretsloppet och skapa rekreationsvärden för de omkringliggande samhällena. Denna studie har undersökt hur olika hållbara dräneringssystem beter sig när de utsätts för översvämningar. En modell på en syntetisk fallstudie byggdes i Storm Water Management Model (SWMM) där hållbara dräneringssystem implementerades i en urban miljö. Lösningarna som undersöktes var biofilterbäddar, regnträdgårdar, infiltrationsbäddar, gröna tak och permeabla trottoarer. Tre olika nederbördshändelser analyserades, alla med olika nederbördsmängder men med samma varaktighet på en timme. Resultaten visade att biofilterbäddar kunde minska avrinningsvolymerna i största grad medan gröna tak minskade ytavrinningen mest. Effektivitet och kostnad analyserades också. Där visade biofilterbäddarna högst effektivitet men hade den högsta kostnaden. Sammantaget visade det sig att alla lösningar var lovande vad gäller minskning av avrinning under översvämningar, men reduktionskapaciteten minskar med ökad nederbörd.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第24908号 / 農博第2571号 / 新制||農||1102(附属図書館) / 京都大学大学院農学研究科森林科学専攻 / (主査)教授 柴田 昌三, 教授 北島 薫, 教授 小杉 賢一朗 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

No description available.