Экология Сьерра-Невады , расположенной в американских штатах Калифорния и Невада , разнообразна и сложна. Сочетание климата , рельефа , влажности и почв влияет на распределение экологических сообществ по градиенту высоты от 500 до 14 500 футов (от 200 до 4400 м). Биотические зоны варьируются от сообществ кустарников и чапараля на более низких высотах до субальпийских лесов и альпийских лугов на более высоких высотах. Конкретные экорегионы, которые следуют контурам высот, часто описываются как ряд поясов, которые следуют длине Сьерра-Невады. [2] В Сьерра-Неваде есть много пешеходных маршрутов , асфальтированных и грунтовых дорог и обширных общественных земель для исследования множества различных биомов и экосистем . [3]
Западная и восточная Сьерра-Невада имеют существенно разные виды растений и животных, поскольку восток находится в дождевой тени хребта. Таким образом, растения и животные на востоке адаптированы к гораздо более сухим условиям. [4]
Высоты, перечисленные для биотических зон, относятся к центральной части Сьерра-Невады. Климат по оси север-юг хребта несколько различается: пограничные высоты биотических зон смещаются на 1000 футов (300 м) от северного конца хребта к южному концу. [4]
Самая низкая биотическая зона в Сьерра-Неваде находится вдоль границы с Центральной долиной . [5] Эта зона, простирающаяся на высоте от 500 до 3500 футов (от 150 до 1070 м), является зоной предгорных лесов , областью, которая жаркая и сухая летом с очень небольшим количеством или без снега зимой. [5] Предгорья покрыты травянистыми угодьями, в основном неместными травами, смешанными травянистыми угодьями и лесами саванны , предгорным лесным сообществом из голубого дуба и серой сосны , а также чапаралем . Многие из растительных сообществ похожи на те, что встречаются на внутренних хребтах побережья Калифорнии . [6] Животные, типичные для этой зоны, включают черного медведя , кольчатую кошку , койота , серую белку , рысь , калифорнийского оленя-мула и скунса . [4] В предгорьях северной части Сьерра-Невады тойон и чамис часто совместно доминируют в некоторых открытых змеевидных сообществах чапараля. [7]
Начиная с высоты 3000 футов (900 м) жаркое сухое лето и прохладная влажная зима средиземноморского климата приводят к образованию нижней горной лесной зоны . Эта зона также известна как зона леса из желтой сосны . Накопление нескольких футов снега зимой не является редкостью и может оставаться на земле в течение нескольких месяцев. Разнообразие видов деревьев , встречающихся в этой зоне, делает этот лес красивым и интересным для изучения. Индикаторными видами для нижнего горного леса являются сосна желтая и сосна Джеффри : сосна желтая обычно встречается на западной стороне Сьерры, в то время как сосна Джеффри встречается на восточной. [4] Нижние горные леса также включают такие деревья, как калифорнийский черный дуб , сахарная сосна , ладанник-кедр и белая пихта . [3] Животные, которые могут быть найдены в этой зоне, включают темноглазого юнко , горную синицу , западную серую белку , оленя-мула и американского черного медведя . [4] Находящаяся под угрозой исчезновения йосемитская жаба встречается в горных лесах центральной части Сьерра-Невады, на высоте от 4790 до 11 910 футов (от 1460 до 3630 м). [8]
Характер Нижнего горного леса меняется с широтой. К северу от Грасс-Вэлли нижний горный лес простирается на высоте от 2000 до 4000 футов (от 600 до 1200 м), с меньшим количеством желтой сосны и большим количеством пихты Дугласа . [9] В средней Сьерре, к югу от реки Мерсед , нижний горный лес имеет ту же высоту, но осадки уменьшаются, и лес смешивается с чапаралем. [9] В южной Сьерре нижний горный лес встречается на высоте от 3000 до 5000 футов (от 900 до 1500 м), но может достигать высоты 6000 футов (1800 м), при этом в ландшафте доминирует желтая сосна. В отличие от более северного региона, геология южного нижнего горного леса доминирует гранит. [9]
Среднегорный лес растёт на западных склонах Сьерра-Невады на умеренных высотах. К северу от озера Тахо среднегорный лес встречается на высоте от 3000 до 6000 футов (от 900 до 1800 м). Между Тахо и Йосемити лес растёт на высоте от 4000 до 6000 футов (от 1200 до 1800 м), а к югу от Йосемити — на высоте от 5000 до 7000 футов (от 1500 до 2100 м). В среднегорной зоне произрастает смешанный лес из белой пихты , береговой пихты Дугласа , сосны пондерозы , сосны Джеффри , живого дуба , чёрного дуба и таноака в зависимости от местоположения. [9]
К северу от Тахо, в лесах средней горы больше белой пихты и пихты Дугласа и меньше желтой сосны, чем южнее. Сосна Джеффри растет на ультрамафических лавовых почвах. [9] В Йосемити и южнее гигантская секвойя растет в более влажных местах. [9]
Верхний горный лес начинается на возвышенностях около 7000 футов (2100 м), где горный климат характеризуется коротким, влажным, прохладным летом и холодной, влажной зимой. Снег начинает выпадать в ноябре и может накапливаться на глубине до 6 футов (1,8 м) и оставаться до июня. Чистые насаждения красной пихты и сосны скрученной широкохвойной (индикаторный вид) [4] типичны для этого леса. Сосна Джеффри , кора которой пахнет ванилью , и живописный западный можжевельник также можно найти в этой зоне. Полевые цветы цветут на лугах с июня по август. [3] Обычные животные в этой зоне включают дрозда-отшельника , темного тетерева ( Dendragapus obscurus ), большую серую сову , золотистого суслика и (реже) куницу . [4] Верхние горные леса можно увидеть с дороги Tioga Pass Road к востоку от Crane Flat , Glacier Point Road и State Route 108 .
Высота верхней горной зоны меняется в зависимости от широты: от 6000 до 8000 футов (от 1800 до 2400 м) к северу от Йосемити и от 7000 до 9000 футов (от 2100 до 2700 м) к югу. [9]
Верхний горный лес сменяется субальпийским лесом около 9000 футов (2700 м), где климат более прохладный с еще более коротким вегетационным периодом из-за длинных, холодных и снежных зим. Типичным является накопление от трех до девяти футов (от 1 до 2,5 м) снега. Наиболее распространенным деревом в субальпийском лесу является сосна белокорая . [10] Западная белая сосна , горная тсуга и сосна скрученная широкохвойная также встречаются в этом лесу со множеством субальпийских лугов , которые цветут с июля по август. [3] Многие виды живут или являются транзитными в этой зоне, включая ореховку Кларка . [4] Растительность и экология определяются суровым климатом с обильным снегом и ветром. [11] Кроме того, почвы тонкие и бедны питательными веществами. [10] Из-за этих суровых условий растительность растет медленно и при низких температурах. Кроме того, стрессовая среда подавляет конкуренцию видов и способствует мутуализму . [11] Пограничные условия делают субальпийскую зону Сьерра-Невады чувствительной к изменениям окружающей среды, таким как изменение климата и загрязнение . [12]
К югу от Бриджпорта субальпийский лес простирается на высоте от 9000 до 11000 футов (от 2700 до 3400 м) и содержит сосны лисохвосты , в то время как к северу субальпийский лес простирается на высоте от 8000 до 10000 футов (от 2400 до 3000 м), и сосны лисохвосты отсутствуют. [9]
Альпийская зона начинается около 10 500 футов (3200 м) высоты (в южной части Сьерры) и около 9000 футов (2700 м) (на севере). [9] Эту зону легко отличить, так как она находится выше линии деревьев . В этой зоне не растут деревья из-за суровых климатических условий. Для этих высот типичны короткое прохладное лето с длинной, холодной и снежной зимой. Множество открытых гранитных выступов, склонов осыпей и валунных полей ограничивают количество растительности, которая здесь растет. Травянистые растения должны быстро цвести и производить свои семена в течение короткого безморозного периода лета. [3] Флора включает подушечные растения , злаки, ивы и осоки . [9] Флора макролишайников в альпийской зоне Сьерра-Невады не очень хорошо развита по сравнению с соседними альпийскими зонами в Скалистых горах и горах Тихоокеанского северо-запада . [13] [14] Некоторые виды животных, которые приспособились к этой зоне, включают американскую пищуху , суслика Белдинга , желтобрюхого сурка и находящегося под угрозой исчезновения толсторогого барана Сьерра-Невады . [4] Эту зону можно осмотреть вблизи, совершив пеший поход или поднявшись на высокие вершины Сьерры.
Четыре самые высокие восточные биотические зоны такие же, как и западные зоны, но на большей высоте из-за меньшего количества осадков . Высота этих зон в Центральной Сьерре составляет: [4] : 92
В долине Оуэнс лесная зона предгорий сменяется лесной зоной пиньон - можжевельник , характеризующейся однолистными пиньоновыми соснами и сьерра- можжевельниками . Подлесок содержит большую полынь ( Artemisia tridentata ) и черный кустарник ( Coleogyne ramosissima ). Сосны Джеффри могут встречаться вдоль ручьев. Известные животные в этой зоне включают пиньонскую сойку и пустынного толсторогого барана . Лесная зона пиньон-можжевельник простирается до высоты 5000 футов (1500 м). [4]
Ниже 5000 футов (1500 м) осадков недостаточно для поддержания деревьев. Зоны ниже этой высоты — это зона кустарников полыни, зона кустарников солянки и зона щелочных впадин. Эти зоны отличаются засоленностью почвы . [4]
В национальном парке Йосемити зарегистрировано более 130 неместных видов растений в пределах границ парка. Эти неместные растения были завезены в Йосемити после миграции первых поселенцев в конце 1850-х годов. Естественные и вызванные человеком нарушения, такие как лесные пожары и строительные работы, способствовали быстрому распространению неместных растений. Некоторые из этих видов агрессивно вторгаются и вытесняют местные растительные сообщества, что приводит к воздействию на ресурсы парка. Неместные растения могут вызывать значительные изменения в экосистемах парка, изменяя местные растительные сообщества и процессы, которые их поддерживают. Некоторые неместные виды могут вызывать увеличение частоты пожаров на территории или увеличивать доступный азот в почве, что может позволить большему количеству неместных растений укорениться. Многие неместные виды, такие как василек желтый ( Centaurea solstitialis ), способны производить длинный стержневой корень , который позволяет им превзойти местные растения за доступную воду. [15]
Чертополох обыкновенный ( Cirsium vulgare ), коровяк обыкновенный ( Verbascum thapsus ) и сорняки кламат ( Hypericum perforatum ) были идентифицированы как вредоносные вредители в Йосемити с 1940-х годов. Дополнительные виды, которые были признаны в последнее время агрессивными и требующими контроля, - это желтый чертополох, сладкий донник ( Melilotus spp.), гималайская ежевика ( Rubus discolor ), ежевика с разрезными листьями ( Rubus laciniatus ) и барвинок большой ( Vinca major ). [15]
Ложнохвойный минер ( Coleotechnites milleri ) — насекомое , эндемичное для верхних водоразделов рек Туолумне и Мерсед в национальном парке Йосемити и одного небольшого верхнего стока реки Сан-Хоакин ( национальный лес Сьерра ). Он живет в основном в хвое сосны обыкновенной в течение двух лет, появляясь в виде маленькой серой моли в течение нескольких недель в июле в нечетные годы. Это не позволяет хищникам стать эффективными агентами контроля и позволяет популяции быстро расти. Хотя регулярные доисторические вспышки ложнохвойных минеров были подтверждены с помощью дендрохронологии , исторические записи документируют вспышки с 1903 по 1921, с 1933 по 1941 и с 1947 по 1963 годы. [16]
Обширные насаждения « леса призраков » и деревьев с соломенной корой все еще заметны по всей Сьерра-Неваде. Ежегодный мониторинг плотности минеров-лопатчаток начался в 1966 году, и 28 постоянных участков разбросаны к северу от хребта Кафедральный собор . Текущая вспышка началась в 1973 году и охватила южную сторону хребта Кафедральный собор, достигнув лагеря Sunrise High Sierra в 2001 году. Лес призраков, который был заметен на гребне между озером Теная и лугами Туолумне в конце 1970-х годов, был заметно восстановлен к 2000 году. Дефолиация минеров-лопатчаток в настоящее время распространяется примерно на 40 000 акров (160 км 2 ), с почти 10 000 акрами (40 км 2 ) низкой или высокой смертности каждый год. [16]
Хотя в сообществах сосновых хвойных деревьев часто случаются молниеносные пожары, они обычно остаются небольшими, с предполагаемыми интервалами повторения пожаров в Национальном парке Йосемити, которые являются длинными (по сравнению с большинством других типов лесов). Таким образом, считается, что противопожарные мероприятия оказали незначительное влияние на видовой состав , структуру, топливо и естественные процессы в сосновых лесах сосновых деревьев. Кроме того, по сравнению с лесами сосновых хвойных деревьев Скалистых гор , огонь играет меньшую роль, и поэтому минер-игольник приобретает большее значение в динамике популяции лесов сосновых хвойных деревьев в Сьерра-Неваде. Однако динамика лесов сосновых хвойных деревьев Скалистых гор также сильно зависит от вспышек численности насекомых, в первую очередь короедов. [16]
В Сьерра-Неваде насчитывается не менее 1300 видов сосудистых растений , а также многочисленные мохообразные и лишайники . Существует не менее 450 видов позвоночных животных. В общей сложности 135 видов растений в Сьерра-Неваде имеют статус находящихся под угрозой исчезновения, находящихся под угрозой исчезновения или уязвимых [17]
Растения, которые являются видами, находящимися под угрозой исчезновения на федеральном уровне (бывшие виды категории 2) в соответствии с Федеральным законом об исчезающих видах, включают:
Хотя категория 2 была отменена в 1996 году, виды, вызывающие беспокойство, относятся к тем видам, которые могут сокращаться или нуждаться в концентрированных действиях по сохранению для предотвращения сокращения. Поэтому эти шесть видов продолжают оцениваться и управляться Службой национальных парков. [18]
Четыре вида редких растений, занесенных в государственный список, считаются ограниченными и ограниченными на всем протяжении или в значительной части своего ареала и могут представлять собой разрозненные популяции на самом краю своего ареала:
Вымирающие или находящиеся под угрозой исчезновения виды животных, встречающиеся в Сьерра-Неваде, включают: [19]
Водно-болотные угодья в Сьерра-Неваде встречаются в долинах по всему ареалу и часто гидрологически связаны с близлежащими озерами и реками через сезонные наводнения и движение грунтовых вод . Луговые местообитания , распределенные на высоте от 3000 до 11 000 футов (от 910 до 3350 м), обычно являются водно-болотными угодьями, как и прибрежные местообитания, обнаруженные на берегах многочисленных ручьев и рек. [26]
В Сьерре имеется три основных типа водно-болотных угодий:
Каждый из этих типов водно-болотных угодий отличается географическим распространением, продолжительностью насыщения, растительным сообществом и общей функцией экосистемы . Все три типа водно-болотных угодий обеспечивают богатую среду обитания для видов растений и животных , задерживают и хранят сезонные паводковые воды, минимизируют эрозию вниз по течению и улучшают качество воды . [26]
Речные водно- болотные угодья находятся в руслах рек и ручьев и находятся под сильным влиянием сезонных моделей стока. При затоплении речные водно-болотные угодья обеспечивают среду обитания для водоустойчивых растений, таких как ивы , и водных животных, таких как головастики и неполовозрелые рыбы . [26]
Озерные водно- болотные угодья обычно встречаются в поймах рек и вдоль берегов озер и зависят от сезонных колебаний уровня грунтовых вод. Эти водно-болотные угодья редки в горной цепи, но поддерживают изобилие видов растений и животных, любящих теплую воду. [26]
Болотные угодья обычно отличаются от речных и озерных систем наличием очень плотных покровов из деревьев, кустарников или надводных растений. Этот тип болот включает в себя влажные луга , густо заросшие прибрежные местообитания и мелкие пруды . Они обеспечивают укрытие и корм для диких животных, путешествующих между возвышенными и водными местообитаниями. [26]
С 1970-х годов Соединенные Штаты добились существенного прогресса в деле защиты и восстановления водно-болотных угодий. Все федеральные земли в Сьерра-Неваде соответствуют президентскому указу 1990 года, который предписывает « никаких чистых потерь » водно-болотных угодий и требует от федеральных агентств картографировать и защищать все существующие водно-болотные угодья. [26]
В 1996 году Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США очертила и классифицировала некоторые водно-болотные угодья Сьерра-Невады, включая весь национальный парк Йосемити. Это было сделано с помощью анализа аэрофотоснимков и топографических карт , как часть веб-сайта Национального реестра водно-болотных угодий (NWI). Карты NWI не были строго проверены на местности и очерчивают только водно-болотные угодья размером более 5 акров (2 га).
Служба национальных парков восстанавливает водно-болотные угодья, которые были осушены или засыпаны в прошлом, до их естественного состояния. Совсем недавно в долине Йосемити проект по восстановлению луга Кука включал заполнение старых дренажных канав, которые осушали луг, и удаление старого дорожного полотна, которое препятствовало потоку воды. Эти действия в настоящее время контролируются с помощью трансект растительности и картирования поверхностных вод, чтобы определить, насколько успешным был проект по восстановлению водно-болотных угодий. [26]
В этой статье использованы материалы из общественного достояния "Vegetation Overview". Yosemite National Park . National Park Service . Получено 25.10.2009 . В этой статье использованы материалы из общедоступного источника "Exotic Plants". Национальный парк Йосемити . Служба национальных парков . Получено 14 мая 2009 г. В этой статье использованы материалы из общедоступного источника "Lodgepole Needle Miner". Yosemite National Park . National Park Service . Получено 27.10.2009 . В этой статье использованы материалы из общедоступного источника "Растения особого статуса". Национальный парк Йосемити . Служба национальных парков . Получено 26.10.2009 . В этой статье использованы материалы из общедоступного источника "Wetlands". Yosemite National Park . National Park Service . Получено 2010-04-19 .
Медиа, связанные с экологией Сьерра-Невады на Wikimedia Commons