Озеро Окичоби ( США : / oʊ k i ˈ tʃ oʊ b i / oh-kee- CHOH -bee ) [1] является крупнейшим пресноводным озером в американском штате Флорида . [2] Это восьмое по величине естественное пресноводное озеро среди 50 штатов США и второе по величине естественное пресноводное озеро, полностью расположенное в пределах смежных 48 штатов , после озера Мичиган . [3]
Окичоби занимает площадь 730 квадратных миль (1900 км 2 ) и является исключительно мелким для озера такого размера, со средней глубиной всего 9 футов (2,7 метра). Это не только самое большое озеро во Флориде или самое большое озеро на юго-востоке Соединенных Штатов, но оно слишком велико, чтобы увидеть его поперек. [4] Река Киссимми , расположенная прямо к северу от озера Окичоби, является основным источником озера. [5] Озеро разделено между округами Глэйдс , Окичоби , Мартин , Палм-Бич и Хендри . Все пять округов встречаются в одной точке недалеко от центра озера. [6]
Самыми ранними зарегистрированными людьми, которые жили вокруг озера, были калуса . Они называли озеро Mayaimi , что означает «большая вода», как сообщал в 16 веке Эрнандо де Эскаланте Фонтанеда . [7] [8] Название Окичоби происходит от слов языка хитчити oki (вода) и chubi (большой). Чуть позже в 16 веке Рене Гулен де Лодоньер сообщил, что слышал о большом пресноводном озере на юге Флориды под названием Серропе . [9] К 18 веку во многом мифическое озеро было известно британским картографам и летописцам под испанским названием Лагуна де Эспириту Санто . [10] В начале 19 века оно было известно как озеро Маяко или озеро Маяка в честь народа майяка , изначально проживавшего в верховьях реки Сент-Джонс , который переселился к озеру в начале 18 века. [11] Современный Порт Маяка на восточной стороне озера сохранил это название. [12]
Битва при озере Окичоби произошла на северном берегу озера в 1837 году во время Семинольских войн . На южном краю озера Окичоби три острова — Кример , Ритта и Торей — когда-то были заселены первыми поселенцами. В этих поселениях был магазин, почта, школа и городские выборы. Основным занятием было земледелие. Плодородная земля была сложной для обработки из-за грязной грязи. В течение первой половины двадцатого века фермеры использовали сельскохозяйственные орудия, включая тракторы, чтобы обрабатывать грязь. К 1960-м годам все эти поселения были заброшены. [13]
Все озеро Окичоби было включено в границы округа Палм-Бич, когда оно было создано в 1909 году. В 1963 году озеро было разделено между пятью округами, окружающими озеро. [14]
В 1926 году Великий ураган Майами обрушился на район озера Окичоби, убив около 300 человек. Два года спустя, в 1928 году, ураган Окичоби пронесся над озером, убив тысячи людей. Красный Крест сообщил о 1836 погибших, цифре, которую Национальная метеорологическая служба первоначально приняла, но в 2003 году число было пересмотрено до «не менее 2500». [15] В обоих случаях катастрофа была вызвана наводнением из- за штормового нагона , когда сильные ветры перегнали воду через 6,6-футовую (2-метровую) грязевую дамбу, которая в то время окружала озеро. После двух ураганов Законодательное собрание штата Флорида создало «Округ по контролю за наводнениями Окичоби». [ требуется ссылка ]
Организация была уполномочена сотрудничать с Инженерным корпусом армии США в действиях по предотвращению подобных катастроф. Президент США Герберт Гувер лично посетил этот район, и после этого Корпус разработал план, включающий строительство каналов, шлюзов и почти 140 миль дамб для защиты территорий вокруг озера Окичоби от перелива. [5]
Водный путь Окичоби был официально открыт 23 марта 1937 года процессией лодок, которые вышли из Форт-Майерса, Флорида , 22 марта и прибыли в Стюарт, Флорида , на следующий день. Затем дамба была названа « Дамбой Герберта Гувера » в честь президента. [ нужна цитата ]
Ураган Форт-Лодердейл 1947 года вызвал еще более сильный штормовой нагон на гребне новой дамбы, которая была снова расширена в 1960-х годах. [ необходима цитата ]
Четыре недавних урагана — Фрэнсис , Джинн , Вильма и Ирма — не оказали серьезного негативного воздействия на сообщества, окружающие озеро Окичоби, хотя озеро поднялось на 18 дюймов (46 см) после урагана Вильма в 2005 году. Ураган Эрнесто повысил уровень воды на 1 фут (30 см) в 2006 году, в последний раз он превысил 13 футов (4,0 м). [16] Однако вскоре после этого уровень озера начал падать, и к июлю 2007 года он упал более чем на 4 фута (1,2 м) до своего исторического минимума в 8,82 фута (2,69 м). В августе 2008 года тропический шторм Фэй поднял уровень воды до 2 футов (0,65 м) над уровнем моря, впервые с января 2007 года он превысил 12 футов (3,66 м). За семидневный период (включая некоторые штормы, предшествовавшие Фэй) на озеро выпало около 8 дюймов (20 см) осадков. [16]
Во время строительства дамбы земля была вырыта вдоль внутреннего периметра, в результате чего образовался глубокий канал, который проходит по периметру озера. [3] Этот канал известен как краевой канал. В большинстве мест канал является частью озера, но в других он отделен от открытого озера низкими травянистыми островами, такими как остров Кример . Во время засухи 2007–2008 годов этот канал оставался судоходным, в то время как большая часть прилегающих территорий была слишком мелководной или даже выше уровня воды. Даже когда вода выше, навигация по открытому озеру может быть затруднена, тогда как краевой канал проще, поэтому, чтобы добраться до определенного места в озере, часто проще всего использовать краевой канал, чтобы приблизиться, а затем спуститься по одному из многочисленных каналов в озеро. [ требуется ссылка ]
В 2007 году во время засухи государственные управляющие водными ресурсами и дикой природой вывезли тысячи грузовиков токсичной грязи со дна озера, пытаясь восстановить естественное песчаное дно озера и создать более чистую воду и лучшую среду обитания для диких животных. Грязь содержала повышенные уровни мышьяка и других пестицидов . Согласно тестам, проведенным Управлением по управлению водными ресурсами Южной Флориды , уровни мышьяка в северной части дна озера в четыре раза превышали предельно допустимые значения для жилых земель. Независимые тесты показали, что грязь слишком загрязнена для использования на сельскохозяйственных или коммерческих землях, и поэтому ее трудно утилизировать на суше. [17]
В начале 2008 года уровень воды в озере оставался значительно ниже нормы, а большие участки дна озера оказались выше уровня воды. За это время участки дна озера, покрытые органическими веществами, высохли и загорелись. [18] В конце августа 2008 года тропический шторм Фэй затопил Флориду рекордным количеством осадков. Уровень воды в озере Окичоби поднялся почти на 4 фута (1,2 м), включая локальный сток из притоков.
В 2013 году сильные дожди в центральной Флориде привели к высокому стоку в озеро; повышение уровня озера заставило CoE ( Армейский инженерный корпус ) сбросить большие объемы загрязненной воды из озера через устье реки Сент-Люси на востоке и устье реки Калусахатчи на западе. Таким образом, обычная смесь пресной и соленой воды в этих устьях была заменена потоком загрязненной пресной воды, что привело к экологическому ущербу . [19]
С 2013 года Совет Европы был вынужден откачать миллиарды галлонов воды из озера, чтобы не подвергать риску целостность дамбы Гувера, которая не дает воде затопить близлежащие населенные районы. Некоторые утверждают, что сахарные плантации откачивают загрязненную воду со своих затопленных полей в озеро, но US Sugar утверждает, что обратная откачка воды осуществляется только для того, чтобы избежать затопления общин, а не для защиты сельскохозяйственных угодий.
В марте 2015 года этот показатель составил 1 миллиард галлонов США (3 800 000 м 3 ) в день. Это приводит к проблемам загрязнения Treasure Coast , эстуария St. Lucie и лагуны Indian River . [20] [21]
В мае 2016 года 33 квадратных мили (85 км 2 ) южной части озера были затронуты цветением водорослей . [22] Вспышка, возможно, была частично вызвана водами, насыщенными питательными веществами, которые попадали в озеро с ферм и других источников. [22] [23] Микроцистин был обнаружен среди других видов, вовлеченных во вспышку. [22]
В июле 2016 года федеральное правительство отклонило запрос губернатора Рика Скотта на федеральную помощь в случае стихийных бедствий Treasure Coast из-за токсичного цветения водорослей в устье реки Сент-Люси, которое стало причиной миллионов долларов упущенной выгоды для местных предприятий: это подтвердило вывод Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям (FEMA) о том, что качество воды в озере является проблемой штата. Департамент охраны окружающей среды Флориды и округ Мартин провели тестирование водорослей на токсичность, но не финансировали никаких работ по очистке воды, а представитель FEMA заявил, что «штат имеет надежные возможности для реагирования на чрезвычайные ситуации и катастрофы». [24]
23 июня 2017 года Управлению по управлению водными ресурсами Южной Флориды было выдано экстренное разрешение на обратную закачку чистой воды в озеро Окичоби для спасения животных и растений в переполненных водоохранных зонах». [25]
Озеро Окичоби находится в неглубокой геологической впадине, которая также лежит под речной долиной Киссимми и Эверглейдс . Впадина залегает под глиняными отложениями, которые уплотнились больше, чем известняковые и песчаные отложения вдоль обоих побережий полуостровной Флориды. Примерно до 6000 лет назад впадина была сушей. По мере повышения уровня моря уровень грунтовых вод во Флориде также повышался, а количество осадков увеличивалось. С 6000 до 4000 лет назад образовались водно-болотные угодья, накапливающие торфяные отложения. В конце концов поток воды в эту область создал озеро, затопив водно-болотные угодья. Вдоль того, что сейчас является южным краем озера, водно-болотные угодья достаточно быстро накапливали слои торфа (достигая толщины 13–14 футов или 4–4,3 метра), чтобы сформировать плотину, пока озеро не вылилось в Эверглейдс. [26] Вместимость озера составляет 1 триллион галлонов США (3,8 × 10 9 м 3 ) воды [16] и оно является истоком Эверглейдс. [27]
Дно озера представляет собой известняковый бассейн с максимальной глубиной 13 футов (4 м). Его вода несколько мутная из-за стока с окружающих сельскохозяйственных угодий. Инженерный корпус армии стремится поддерживать поверхность озера на уровне от 12,5 до 15,5 футов (4 и 5 м) над уровнем моря . [28] Озеро окружено дамбой Герберта Гувера высотой 40 футов (12 м), построенной Инженерным корпусом армии США после того, как ураган в 1928 году прорвал старую дамбу, затопив окружающие поселения и убив по меньшей мере 2500 человек. [29] Вода впадает в озеро Окичоби из нескольких источников, включая реку Киссимми , ручей Фишеттинг , озеро Истокпога , ручей Тейлор и более мелкие источники, такие как ручей Наббин-Слау и ручей Никодемус-Слау. [30] [31] Река Киссимми является крупнейшим источником, обеспечивая более 60% воды, впадающей в озеро Окичоби. [32] [33] Фиш-Эйтинг-Крик является вторым по величине источником для озера, с примерно 9% от общего притока. [31] До 20-го века озеро Истокпога было соединено с рекой Киссимми ручьем Истокпога, но во время сезона дождей озеро Истокпога переполнялось, и вода текла полосой шириной 40 км через Индийскую прерию в озеро Окичоби. [34] Сегодня озеро Истокпога впадает в озеро Окичоби через несколько каналов, которые стекают с Индийской прерии, и в реку Киссимми через канал, который заменил ручей Истокпога. [35] Исторически отток из озера осуществлялся потоком через Эверглейдс, но большая часть оттока была перенаправлена в углубления каналов, соединяющихся с прибрежными реками, такими как канал Майами с рекой Майами , река Нью-Ривер на востоке и река Калусахатчи (через канал Калусахатчи и озеро Икпочи) на юго-западе.
По данным Инженерного корпуса армии США [36] , разрешенные Конгрессом виды использования озера Окичоби включают следующее:
30-метровая (100 футов) широкая дамба, окружающая озеро Окичоби, является основой для Lake Okeechobee Scenic Trail (LOST), части Florida National Scenic Trail , тропы длиной 1300 миль (2100 км). Вдоль большей части периметра есть ухоженная асфальтированная дорожка, хотя и со значительными разрывами. [37] Она используется туристами и велосипедистами и достаточно широка, чтобы вместить транспортные средства.
Наиболее распространенными рыбами в этом озере являются большеротый окунь , краппи и синежаберный окунь . Щука ловится реже. [ требуется ссылка ] Одна из областей озера называется «Обезьянья коробка» из-за странного ныне размытого маяка, расположенного внутри деревянной коробки на вершине маркерного столба, который издалека напоминал голову обезьяны внутри коробки. [38]
Это мелководное озеро ранее изучалось на предмет цветения водорослей. Озеро Окичоби известно своим цветением водорослей в результате повышенной эвтрофикации . Такое цветение водорослей может быть вредным для окружающей среды, включая флору и фауну озера, из-за выделяемых токсинов. Растительность в озере Окичоби важна для поддержания кислорода в озере, от которого зависит множество водных биот. В озере Окичоби обитают различные виды биоты, которые взаимозависимы друг от друга в плане пищи, среды обитания и других ресурсов. На озере Окичоби было проведено множество лимнологических исследований и связанных с ними исследований.
Озеро Окичоби — мелководное озеро со средней глубиной всего 3 метра (9,8 фута) [39] и имеет разгон 54 километра (34 мили). [40] В общей сложности площадь поверхности озера составляет 1730 квадратных километров (670 квадратных миль). [41] Обычно озеро смешанное, но в дни с прямым солнечным светом и ограниченным ветром озеро может демонстрировать суточную термическую стратификацию. Хотя суточная термическая стратификация кратковременна, в это время может образоваться гиполимнион, что приводит к уменьшению количества растворенного кислорода на дне озера. [42] Прозрачность озера, измеряемая как глубина Секки , обратно коррелирует с количеством взвешенных твердых частиц в озере. Взвешенные твердые частицы менялись в зависимости от сезона: большее количество взвешенных твердых частиц зимой и, таким образом, меньшая прозрачность в среднем, и меньшее количество взвешенных твердых частиц летом, что приводит к большей прозрачности в среднем. Глубина Секки не только менялась в зависимости от сезона, но и в зависимости от местоположения в озере. Глубина Секки в среднем составляет от 0,2 до 0,5 метров (от 0,66 до 1,64 футов) зимой, в зависимости от местоположения в озере, и от 0,3 до 0,9 метров (от 0,98 до 2,95 футов) летом. Были зарегистрированы глубины Секки в 1,7 метра (5,6 футов), что указывает на более высокую прозрачность, чем в среднем по озеру. [43]
В озере Окичоби обитает более 40 видов местных рыб [44] , а также интродуцированные виды , такие как цихлида майя Cichlasoma urophthalmus [45] . Виды рыб, имеющие различное распределение по всему озеру в зависимости от сезонности, глубины участка, отложений и мутности. [41] Было обнаружено, что ежегодное пополнение популяции рыб положительно коррелирует с повышением уровня воды, обеспечивая больше субстрата и защиты. [46] Эти популяции рыб поддерживают существование различных околоводных птиц, включая различные виды белых цапель , ибисов , лесных аистов и цапель [47] , а также популяции аллигаторов . [44] Рацион рыб в озере Окичоби зависит от макробеспозвоночных и зоопланктона [44] , таких как каланоидеи , циклопоиды и ветвистоусые ракообразные . [48] В озере Окичоби обитает более 3800 различных членистоногих , включая насекомых и паукообразных, а также около 400 видов нематод . [49]
Сосудистые макрофиты играют важную роль в динамике питательных веществ озер, создавая микросреды обитания для рыб и беспозвоночных, а также предоставляя субстрат для эпифитов . Макрофиты снабжают озеро кислородом посредством фотосинтеза, а также действуют как буфер для эвтрофикации путем поглощения фосфора. Однако с ростом эвтрофикации озер и изменением климата тенденции показывают снижение богатства макрофитов. Поскольку фауна так зависит от макрофитов в качестве среды обитания, пищи и защиты от хищников, уменьшение разнообразия и численности макрофитов имеет негативные последствия для богатства фауны. [50] Численность макрофитов зависит от многих абиотических факторов, таких как глубина воды, прозрачность воды и доступность света, а также питательных веществ, наряду с влиянием биотических факторов. [51] Увеличение фитопланктона и цветения водорослей из-за эвтрофикации и обилия питательных веществ может снизить прозрачность воды и доступность света для подводных макрофитов, что дает одно из объяснений того, как макрофиты чувствительны к эвтрофикации. [52] Некоторые подводные макрофиты, которые были зарегистрированы в озере Окичоби, включают южную наяду ( Najas guadalupensis ), рдест иллинойсский ( Potamogeton illlinoensis ), валлиснерию ( Vallisneria americana ) и гидриллу ( Hydrilla verticillata ). [51] Озеро Окичоби поражено инвазивным наземным растением торпедограс ( Panicum repens ). [49]
Тревожные уровни общего фосфора (TP) начали замечать в 1970-х годах, и с тех пор поступления TP в среднем составляли 516 тонн в год. [40] Эти ежегодные поступления могут варьироваться в зависимости от объема стока, поступающего в озеро. [53] В 2005 и 2018 годах были особенно большие объемы поступления воды и TP в связи с ураганами, увеличивающими сток. Несмотря на ограничение поступления TP путем сокращения использования фосфора в сельском хозяйстве, озеро Окичоби еще не достигло намеченной цели, установленной Управлением по управлению водными ресурсами Южной Флориды в 1980-х годах по снижению TP озера на 40 мкг/л. Хотя эта инициатива по ограничению общего фосфора в озере до 40 мкг/л была предложена Управлением по управлению водными ресурсами Южной Флориды, она была принята Техническим консультативным комитетом озера Окичоби (LOTAC), Агентством по охране окружающей среды США (USEPA) и Департаментом охраны окружающей среды Флориды (FDEP), но поступление фосфора еще предстоит контролировать в достаточной степени, чтобы достичь этой цели. [40] Что касается оценок способности ассимиляции фосфора, то они показывают, что даже если поступление фосфора будет остановлено или существенно ограничено, обширное насыщение озера приведет к тому, что потребуются годы, прежде чем можно будет наблюдать улучшение качества воды. [53]
Эти поступления фосфора обеспечивают оптимальные условия для вредоносного цветения водорослей (ВЦВ). Цианобактерии (CyanoHABs), которым для роста нужны азот и фосфор, обладают способностью фиксировать атмосферный азот. Благодаря этой способности, а также высокому содержанию фосфора, мелководности озера, обеспечивающей обилие солнечного света, и предпочтению цианобактерий к теплой воде, озеро Окичоби является оптимальной средой для цветения водорослей цианобактерий. Присутствие различных видов цианобактерий в озере Окичоби регистрируется с 1980-х годов. Цианобактерии вырабатывают различные токсины, включая микроцистин , который вреден не только для окружающей среды, но и для людей. [54]
В 2016 году озеро Окичоби испытало обширное цветение водорослей цианобактерий, которое длилось с мая по середину июля. В течение предыдущей зимы 2015–16 годов были зарегистрированы относительно высокие температуры и более высокие, чем в среднем, показатели осадков и штормов в связи с явлением Эль-Ниньо . [55] Как уже упоминалось, более высокие показатели осадков могут привести к большему притоку стока, который выгружает больше фосфора в озеро, что способствует вредоносному цветению водорослей. Наряду с этим цветением водорослей в 2016 году были обнаружены другие цветения водорослей, связанные с ураганами и другими климатическими явлениями, приводящими к увеличению притока воды в озеро. [55]
Исследование, проведенное Джеймсом и др. (2009), было направлено на оценку и сравнение мелких озер, включая озеро Окичоби и озеро Тайху в КНР, включая их динамику света, температуры и питательных веществ. Это исследование дает важные знания об условиях, которые влияют на цветение водорослей. Они обнаружили, что для обоих озер ветер, питательные вещества, глубина воды и прозрачность воды изменялись в зависимости от сезона, и это имело последствия для обилия фитопланктона. Различные места в озере могли иметь различные ограничивающие факторы в зависимости от света и доступности питательных веществ в этих местах. В частности, в озере Окичоби было обнаружено, что цветение водорослей имело сильные последствия зимой на западной стороне озера. [43]
В лимнологическом исследовании, проведенном Бивером и др. (2013) на озере Окичоби, состав фитопланктона озера был изучен в ответ на условия антропогенного воздействия, включая поступление питательных веществ, а также на природные явления, такие как экстремальные погодные условия. Озеро Окичоби было отличным местом для этого исследования из-за его долгой истории сельскохозяйственных стоков, вызывающих цветение водорослей, а также его расположения в Мексиканском заливе, что делало его восприимчивым к погодным явлениям, таким как тропические штормы и ураганы. С 2000 по 2008 год образцы фитопланктона собирались с помощью интегрированного трубчатого пробоотборника, и фиксировались погодные условия, включая температуру и ветер. Они обнаружили, что состав фитопланктона перешел от не фиксирующих азот цианобактерий, доминировавших в озере до 2000 года, к фиксирующим азот цианобактериям, доминировавшим в озере после 2000 года и вплоть до 2004 года, поскольку поступления фосфора были высокими, а азота — ограничивающим. Это время было названо периодом «до урагана», а период после сезона ураганов 2004–2005 гг. был назван периодом «после урагана». В период после урагана свет стал ограничивающим и повлиял на состав фитопланктона. [56]
Kramer et al. (2018) изучали озеро Окичоби во время и после его крупного цветения водорослей в 2016 году, которое было связано с явлением Эль-Ниньо. Они собрали информацию о доступности питательных веществ, сообществах фитопланктона и наличии токсинов, а также о генетическом составе сообществ фитопланктона и их генетических способностях производить токсины. Кроме того, они провели эксперименты с питательными веществами, чтобы сопоставить свои выводы. Они обнаружили, что цианобактерии со способностью фиксировать азот были в большом количестве во время этого цветения водорослей в 2016 году. В это время азот был ограничивающим фактором из-за экстремальных количеств фосфора в пресноводной экосистеме . Полевые эксперименты, проведенные в рамках этого исследования, показали, что микроцистин , токсин, вырабатываемый цианобактериями, вырабатывался в больших количествах, когда присутствовало больше азота. [55]
Исследование, проведенное Пей, Чжаном и Митчем (2020), изучало концентрации нитратов и их соответствующие изотопные составы в надежде определить источники основных притоков и оттоков азота в озеро и каков их соответствующий вклад. Они обнаружили, что удобрения на основе аммония и азот почвы были крупнейшими источниками нитратов, обнаруженных в озере. Навоз и осадки были двумя другими источниками нитратов. Эти результаты могут помочь в мониторинге и регулировании использования азота вокруг Окичоби, а затем помочь в восстановлении озера. [57]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )