stringtranslate.com

Экосистема длиннохвойной сосны

Естественно восстановленные длиннохвойные сосны в Национальном лесу ДеСото , штат Миссисипи

Экосистема длиннохвойной сосны — это экосистема умеренного хвойного леса, встречающаяся на юге США . Охватывая сосновые саванны , песчаные холмы и горные леса , она включает в себя множество редких видов растений и животных и является одной из самых биологически разнообразных в Северной Америке . [1] Когда-то одна из крупнейших экосистем в Северной Америке, от Вирджинии на юг до Флориды и на запад до Техаса , сейчас она занимает менее четверти первоначального ареала. Деградация экосистемы частично вызвана чрезмерной вырубкой древесины , урбанизацией и исключением пожаров . Хотя в настоящее время экосистема сильно фрагментирована, она по-прежнему несет большое разнообразие видов растений и животных, многие из которых являются эндемичными. В попытке сохранить эту находящуюся под угрозой экосистему используется ряд методов, включая посадку саженцев длиннохвойной сосны , введение предписанных режимов сжигания, управление местным почвенным покровом и контроль инвазивных видов в экосистеме.

Оригинальный диапазон

В ледниковый период , когда североамериканские континентальные ледники простирались на юг до части реки Огайо , климат был холоднее и суше; длиннохвойная сосна и связанные с ней виды росли в прибрежных районах вдали ото льда, от Флориды до Мексики . В голоцене лед отступил, климат стал теплым и сухим, и экосистема длиннохвойной сосны утвердилась в своем историческом ареале. [2] [3] [4]

Экосистема длиннохвойной сосны была впервые описана в начале 1500-х годов испанцем Эрнандо де Сото , [5] [6] : 4  и в записях коренных американцев , записанных в журналах европейских исследователей. [6] : 3–4  До интенсивного заселения эта экосистема состояла из 70 миллионов акров (280 000 км 2 ) чистых и 20 миллионов акров (81 000 км 2 ) смешанных длиннохвойных сосновых насаждений; в общей сложности общая площадь составляла 90 миллионов акров (360 000 км 2 ). Экосистема простиралась от юго-восточной Вирджинии до северной Флориды и восточного Техаса , образуя доминирующий земельный покров на прибрежной равнине этих штатов. [3] [7] Существуют некоторые сомнения относительно первоначальной протяженности из-за отсутствия систематических данных из прибрежных районов Флориды в Мексику. [8] Однако существует обширная литература различных исследователей юго-востока Северной Америки, датируемая еще 1608 годом, когда капитан Джон Смит записал свои отчеты о лесе и первом экспорте продукции из сосен недалеко от нового поселения в Джеймстауне, штат Вирджиния . [3] [8]

Роль огня

Экосистема длиннохвойной сосны представляет собой сообщество климакса пожара, то есть «сообщество растений и животных, которое ограничено и адаптировано к ранней стадии сукцессии частыми пожарными нарушениями». [9] Пожар уничтожает другие виды сосен и лиственные породы, которые могли бы вытеснить длиннохвойные сосны. [7]

До того, как европейцы обосновались в этом районе, коренные американцы регулярно устраивали пожары [10] , чтобы стимулировать рост растений, поедаемых дичью, и расчищать подлесок для облегчения проживания и передвижения в лесу. Лесной пожар , вызванный молнией во время летних гроз, также играл свою роль в экосистеме. Однажды зажженный людьми или молнией, пожары горели по всему ландшафту в течение дней, недель и даже месяцев из-за отсутствия фрагментации среды обитания дорогами, железными дорогами или городами. [3] [10]

Разнообразие животных и растений

Красный дятел-кокарда в дупле гнезда в длиннохвойной сосне

Экосистема длиннохвойной сосны является одной из самых богатых сред обитания в Северной Америке, а ее лесной покров является одним из самых разнообразных в своем роде в мире. [11] По состоянию на 2001 год в экосистеме насчитывается около 27 федеральных видов, находящихся под угрозой исчезновения, и 100 видов, вызывающих беспокойство. Некоторые виды в этой экосистеме имеют ограниченный ареал из-за топографии и климата некоторых регионов системы. [12] Наиболее примечательными видами экосистемы являются длиннохвойная сосна , проволочник и краснококардовый дятел, все из которых были обнаружены по всему историческому ареалу. [13] [14] Длиннохвойная сосна ( Pinus palustris ) характеризуется тем, что имеет кустистые скопления иголок длиной 10 дюймов (25 см) и крупные сосновые шишки длиной от 6 до 12 дюймов (от 15 до 30 см). Эти сосны способны вырастать до 80–100 футов (24–30 м) в высоту и диаметром 2,5 фута (80 см) в ширину, только в хорошо подходящей почве. Длиннохвойная сосна отличается толстой корой, которая способствует устойчивости вида к огню и нашествиям южного соснового лубоеда . [15]

Экосистема Wiregrass на побережье Мексиканского залива

Виды трав Каролинская проволочная трава ( Aristida stricta ), которая встречается в северной части, и южная проволочная трава ( Aristida beyrichiana ), которая встречается в южной части, являются доминирующими видами трав в этой среде обитания. Эти виды трав встречаются в пучках, которые имеют размеры 6 дюймов (15 см) в поперечнике и имеют плоские листья, которые достигают 20 дюймов (51 см) в длину. Эти виды проволочной травы играют ключевую роль в размножении и распространении длиннохвойной сосны, поскольку они помогают переносить огонь по земле. [12]

Краснококардовый дятел ( Picoides borealis ) когда-то был обычным обитателем этой среды обитания, но с упадком экосистемы он был внесен в федеральный список видов, находящихся под угрозой исчезновения. Взрослые особи дятла характеризуются длиной 7 дюймов (18 см), черной головой, белым пятном на щеках и полосатой спиной с черными и белыми полосами, которые создают видимость дятел. [12] [16] У самцов красная полоса на голове видна только в молодом возрасте или вблизи. Этот дятел тщательно выбирает длиннохвойную сосну или связанные с ней виды сосен в этом районе на предмет заболевания сердцевинной гнилью . После того, как дерево выбрано, выкапывание дупла обычно занимает 2 года. [12]

Поле с Sarracenia leucophylla (беловерхий кувшинковый куст). Такие сцены раньше были обычным явлением на прибрежных равнинах юго-востока США.

В экосистеме длиннохвойной сосны есть бесчисленное множество разновидностей микросред обитания. Среди наиболее уникальных из этих сред обитания — болота с кувшинками . Сообщества кувшинок специализированы для мест с обильной влажностью, но малым количеством питательных веществ. Многие болотные экосистемы существуют на пористом песке, возвышающемся над непроницаемой глиной, которая задерживает дождевую воду. На холме утечка воды из насыщенных участков может привести к образованию просачивания и типа болота, называемого склоном просачивания. В экосистемах равнинных лесов болота на плоской местности можно назвать влажными прериями. Леса обычно переходят в среду обитания водно-болотных угодий, образуя экотон , в котором обитают разнообразные виды. [17]

Кувшинчики имеют видоизмененные листья в форме полых трубок (похожие на кувшины для воды), которые привлекают насекомых. Направленные вниз волоски и скользкие стенки затрудняют побег, а насекомые растворяются и перевариваются ферментами на дне кувшина. Другие растения ловят мелких насекомых на плоские липкие листья, прежде чем медленно переварить их. Несколько видов кувшинчиков, а также другие плотоядные растения произрастают в экосистеме длиннохвойной сосны. Виды включают кувшинчик капюшончатый , кувшинчик трубчатый , кувшинчик беловершинный и кувшинчик попугайный . Другие болотные растения включают коликокорень; желтокорень; луговую красавицу (также называемую оленецветом); осоку беловершинную; молочай оранжевый (также называемый «болотные читос» из-за их сходства с брендом закуски ); болотные пуговицы (также называемые «шляпными булавками»); несколько видов орхидей; и многие другие полевые цветы. Для этих растений важны как влажность почвы, так и полное солнце. Большинство этих болотных растений плохо переносят тень. Болота с кувшинками — это местообитания, зависящие от пожаров. Частые пожары, характерные для экосистемы длиннолистных растений, не позволяют древесным кустарникам проникать на болота. Без огня влаголюбивые кустарники вторгаются в высыхающие болота и затеняют травянистые растения. [17]

Несмотря на серьезную угрозу и деградацию экосистемы длиннохвойной сосны, новые виды все еще описываются из-за ее большого биоразнообразия. В 2018 году одна из крупнейших в мире саламандр , сетчатая сирена , была описана из водно-болотных угодий в экосистеме длиннохвойной сосны вдоль прибрежной равнины залива . [18]

Отклонить

Упадок экосистемы сначала происходил медленно, так как численность коренного населения Америки сокращалась (в основном из-за распространения эпидемических заболеваний Старого Света), а вместе с этим и преднамеренно устраивались пожары. [3] Европейские поселенцы, в свою очередь, постепенно начали использовать огонь в качестве инструмента управления, аналогично существующим традициям в Англии , Шотландии и Ирландии . [3] Появление свиньи-бритвы ( Sus scrofa scrofa ) нанесло значительный ущерб растениям, включая саженцы длиннохвойной сосны. [5] [6] : 4 

В течение XVII и XVIII веков эксплуатация и расчистка леса возросли. [5] [6] : 5–6  Небольшие жилые помещения, такие как бревенчатые хижины, строились с использованием бревен длиннолистной сосны. Поскольку дерево давало хорошую древесину, его вскоре начали экспортировать. [3] [8] Смола длиннолистной сосны извлекалась для производства военно-морских запасов . Чтобы получить смолу из живой длиннолистной сосны, пионеры сначала срезали и удалили древесину, обнажив глубокую полость, называемую коробкой, у основания дерева. Затем был сделан средний V-образный надрез над коробкой, чтобы начать поток смолы в коробку. По мере того, как смола стекала в коробку, ее собирали и помещали в бочки для отправки. Спустя годы само дерево становилось слабым и чувствительным к штормовым ветрам. [6] : 7 

Начиная с 1800-х годов в разных местах юго-востока были построены дороги и железные дороги для транспортировки и заготовки леса, что вместе со строительством поселений привело к фрагментации среды обитания в экосистеме. [6] : 8 

После Гражданской войны в 1865 году начался сельскохозяйственный бум. Многие пионеры получили известие о товарной культуре хлопка , вскоре покупка земли и расчистка земли значительно возросли. [6] : 10–11  С этим внезапным изменением в землепользовании, в экосистеме также были созданы дополнительные крупные плантации . В результате этого бума, а также добавления лесозаготовок и транспортных полос отвода, дальнейшая потеря среды обитания увеличивалась с тревожной скоростью. [5] [6] : 9–11 

В начале 1900-х годов большая часть среды обитания была утрачена из-за Первой мировой войны . [6] : 11–12  Огромные площади длиннохвойной сосны на юго-востоке были расчищены для строительства кораблей для военных нужд. С этим ростом спроса 1909 год ознаменовал пик производства пиломатериалов из длиннохвойной сосны. В этот период стало ясно, что упадок экосистемы был заметен из-за голого ландшафта с небольшим возобновлением длиннохвойной сосны. [5] [6] : 11–12  Поэтому, чтобы компенсировать потерю, землевладельцы и члены Гражданского корпуса охраны природы высадили деревья на некоторых вырубленных участках экосистемы в эпоху Великой депрессии в середине 1900-х годов. Хотя в некоторых секторах землевладельцы на юго-востоке со временем поняли, что длиннохвойная сосна — медленнорастущее дерево, и поэтому начали пересаживать экосистему более быстрорастущими видами деревьев, такими как сосна обыкновенная и ладанная . Благодаря этой пересадке удалось добиться более быстрого роста деревьев и увеличения производства пиломатериалов. [5]

По состоянию на 2011 год в Северной Америке осталось всего 3 миллиона акров (12 000 км 2 ) экосистемы длиннохвойной сосны . Это значительное сокращение площади экосистемы означает 97-процентное снижение. Если взглянуть на экосистему сегодня, то ее можно описать как неоднородную и неравномерную по распределению по ландшафту. [19] [20] Из нынешних 3 процентов площади экосистемы, задокументировано 8 856 акров (3 584 га) старых насаждений длиннохвойной сосны . [20] [21]

Современные проблемы

Озабоченность экосистемой длиннохвойной сосны возникла в начале 1900-х годов. [5] [6] : 11–12  Эти опасения были сосредоточены на регенерации вырубленных длиннохвойных насаждений сосны и оставшихся сосновых насаждений в экосистеме. Такие люди, как Генри Э. Хардтнер и Герман Х. Чепмен, были среди первых, кто сотрудничал в разработке способов внедрения длиннохвойной регенерации в экосистему. [22] Позже Лесная служба США признала и изучила необходимость огня в экосистеме, сжигание (поджигание человеком) было реализовано в национальном лесу. [3]

Основными проблемами для экосистемы длиннохвойной сосны в 21 веке являются урбанизация и тушение пожаров . [19] С ростом населения Северной Америки примерно на 2,5 миллиона человек в год конкуренция за пространство усиливается. [23] Угроза экосистеме длиннохвойной сосны исходит из-за расчистки земель для коммерческого бизнеса и жилищного строительства. [7] Тушение пожаров также в конечном итоге вызвано развитием, поскольку увеличение площади раздела дикая местность-город приводит к увеличению опасности для человека от лесных пожаров и увеличению стимулов для их тушения. Фрагментация среды обитания в результате развития также исключила крупномасштабные лесные пожары, которые исторически поддерживали экосистему. [24] Отсутствие пожаров в оставшейся экосистеме привело к ее дальнейшему ухудшению. [25] В результате федеральное правительство и государственные правительственные учреждения в Алабаме , Флориде , Джорджии , Луизиане , Миссисипи , Северной Каролине , Южной Каролине , Техасе и Вирджинии объединились для оказания помощи этой критической экосистеме. Эта помощь предоставляется в форме программ распределения затрат, созданных штатами для содействия частным землевладельцам в образовании, финансовой помощи и руководстве по восстановлению экосистемы длиннохвойной сосны. [19]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Habitats – The Longleaf Alliance" . Получено 2023-10-06 .
  2. ^ Янг, Рамонд А. (2003). Введение в науку о лесных экосистемах и управление ими . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc. стр. 134–136. ISBN 978-0-471-33145-2.
  3. ^ abcdefgh Ван Лир, Д. Х.; В. Д. Кэрролл; П. Р. Капелюк; Р. Джонсон (6 июня 2005 г.). «История и восстановление экосистемы длиннохвойных сосновых лугов: последствия для видов, находящихся под угрозой». Лесная экология и управление . 211 (1–2): 150–165. doi :10.1016/j.foreco.2005.02.014.
  4. ^ Пайн, Стивен Дж. (2010). Пожары в Америке: исторический контекст для политики и практики . Дарем, Северная Каролина: The Forest History Society. стр. 1. ISBN 978-0-89030-073-2.
  5. ^ abcdefg МакГвайр, Джон П. (2001). «Жизнь на лонглифах: как люди сформировали экосистему сосновых лесов». Лесная сосна огненного леса — экосистема проволочной травы . 8 (2): 43–53.
  6. ^ abcdefghijk Крокер младший, Томас С. (1987). Сосна длиннолистная: история человека и леса . Атланта, Джорджия: Лесная служба США. ASIN  B00071F5I4. OCLC  18499444. Неизвестный идентификатор 120143709786.
  7. ^ abc Brockway, Dale G.; KW Outcalt (15 октября 2000 г.). «Восстановление экосистем длиннохвойной сосны и проволочной травы: применение гексазинона усиливает эффекты предписанного пожара». Forest Ecology and Management . 137 (1–3): 121–138. doi :10.1016/s0378-1127(99)00321-7.
  8. ^ abc Frost, Cecil C. (1993). «Четыре столетия изменения ландшафтных моделей в экосистеме длиннохвойной сосны». Труды 18-й конференции по экологии лесных пожаров . 18 : 17–43.
  9. ^ The Longleaf Alliance. "Урок 25. Профессиональные управляющие земельными участками поджигают сосновый лес Лонглиф". The Longleaf A. Архивировано из оригинала 2015-12-31 . Получено 2013-02-22 .
  10. ^ ab Pyne, Stephen J. (2010). Пожары Америки: исторический контекст политики и практики (ред. ред.). Дарем, Северная Каролина: Forest History Society. стр. 3–5. ISBN 978-0-89030-073-2.
  11. ^ "Забытый лес Америки". Национальная федерация дикой природы . Получено 19 декабря 2018 г.
  12. ^ abcd Крофтон, Элизабет В. (2001). «Wildnotes: Флора и фауна экосистемы длиннохвойной сосны и лугов». Экосистема длиннохвойной сосны и проволочной травы в лесном пожаре . 8 (2): 69–77.
  13. ^ Симберлофф, Дэниел (1993). «Виды — площадь и фрагментация, эффекты на старовозрастные леса: перспективы для сообществ длиннохвойных сосен». Труды 18-й конференции по экологии лесных пожаров . 18 : 1–13.
  14. ^ Энгстром, РТ (1993). «Характерные млекопитающие и птицы лесов сосновых длиннохвойных деревьев». Труды 18-й конференции по экологии лесных пожаров . 18 : 127–137.
  15. ^ Уайт, Джеймс В. Хардин; Дональд Дж. Леопольд; Фред М. (2000). Учебник дендрологии Харлоу и Харрара (9-е изд.). Бостон: McGraw-Hill. С. 142–146. ISBN 978-0-07-366171-1– через Интернет-архив.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Петерсон, Роджер Тори (2010). Полевой справочник Петерсона по птицам восточной и центральной части Северной Америки . С участием Майкла ДиДжорджио, фотографии Джеффри А. Гордона (6-е изд.). Бостон: Houghton Mifflin Harcourt. стр. 214. ISBN 978-0-547-15246-2.
  17. ^ ab "Урок 9: Болота с насекомыми-растениями являются одними из самых уникальных сообществ экосистемы сосны длиннолистной". Андалусия, Алабама: Альянс длиннолистной. Архивировано из оригинала 6 апреля 2016 г.
  18. ^ Грэм, Шон; Клайн, Ричард; Стин, Дэвид; Келехер, Кристал (2018-12-05). «Описание существующей саламандры с прибрежной равнины залива Северной Америки: сетчатая сирена, Siren reticulata». PLOS ONE . 13 (12): e0207460. Bibcode : 2018PLoSO..1307460G. doi : 10.1371/journal.pone.0207460 . PMC 6281224. PMID  30517124 . 
  19. ^ abc Lavoie, M.; L. Kobziar; A. Long; M. Hainds (июль 2011 г.). «Проблемы и потребности реставраторов экосистем длиннохвойной сосны: обзор». Natural Areas Journal . 31 (3): 294–299. doi :10.3375/043.031.0312. S2CID  84598231.
  20. ^ ab Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США. "Экосистема сосны длиннолистной/проволочной травы". Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США . Получено 20 февраля 2013 г.
  21. ^ Холлидей, Памела П. (2001). «Идем, идем... Спасаем экосистему длиннохвойной сосны, пока она не исчезла». Лесной пожар, длиннохвойная сосна — экосистема проволочной травы . 8 (2): 55–66.
  22. ^ Крокер-младший, Томас С. (1987). Сосна длиннолистная: история человека и леса . Атланта, Джорджия: Лесная служба США. стр. 12. ASIN  B00071F5I4. OCLC  18499444. Неизвестный идентификатор 120143709786.
  23. ^ "Краткие факты о росте населения США". Отрицательный рост населения . Архивировано из оригинала 26 января 2013 года . Получено 16 февраля 2013 года .
  24. ^ "Вегетационный период сжигает естественный экологический процесс в Южной Каролине". www.dnr.sc.gov . Получено 25.10.2020 .
  25. ^ Пайн, Стивен Дж. (2010). Пожары в Америке: исторический контекст для политики и практики . Дарем, Северная Каролина: The Forest History Society. стр. 77–79. ISBN 978-0-89030-073-2.