Экосистема длиннолистной сосны

Экосистема длиннолистной сосны — это экосистема хвойных лесов умеренного пояса, расположенная на юге США . Охватывая сосновые саванны , песчаные холмы и горные леса , он включает в себя множество редких видов растений и животных и является одним из самых биоразнообразных в Северной Америке . [ 1 ] Когда-то это была одна из крупнейших экосистем Северной Америки, от юга Вирджинии до Флориды и с запада до Техаса , сейчас она занимает менее четверти первоначального ареала. Деградация экосистемы частично вызвана чрезмерной заготовкой древесины , урбанизацией и защитой от пожаров . Хотя в настоящее время экосистема сильно фрагментирована, она по-прежнему содержит большое разнообразие видов растений и животных, многие из которых являются эндемичными. В попытках сохранить эту экосистему, находящуюся под угрозой, используется ряд методов, включая посадку саженцев длиннолистной сосны , введение предписанных режимов сжигания, управление естественным почвенным покровом и контроль инвазивных видов в экосистеме.
Исходный диапазон
[ редактировать ]Во время ледникового периода , когда континентальные ледники Северной Америки простирались на юг до некоторых частей реки Огайо , климат был холоднее и суше; Сосна длиннолистная и связанные с ней виды росли в прибрежных регионах вдали ото льда, от Флориды до Мексики . В голоцене лед отступил, климат стал теплым и сухим, и экосистема длиннолистной сосны утвердилась в своем историческом ареале. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Экосистема длиннолистной сосны была впервые описана в начале 1500-х годов испанцем Эрнандо де Сото . [ 5 ] [ 6 ] : 4 в отчетах коренных американцев, записанных в журналах европейских исследователей. а также [ 6 ] : 3–4 До интенсивного заселения эта экосистема занимала площадь 70 миллионов акров (280 000 км²). 2 ) чистой и 20 миллионов акров (81 000 км²) 2 ) из смешанных сосняков длиннолистных; в общей сложности общая площадь составила 90 миллионов акров (360 000 км2). 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 от прибрежных районов Флориды до Мексики. [ 8 ] Однако существует обширная литература различных исследователей юго-востока Северной Америки, датируемая еще 1608 годом, когда капитан Джон Смит записал свои отчеты о лесу и первом экспорте продуктов из сосен недалеко от нового поселения в Джеймстауне, штат Вирджиния . [ 3 ] [ 8 ]
Роль огня
[ редактировать ]Экосистема длиннолистной сосны представляет собой сообщество кульминации пожара, то есть «сообщество растений и животных, которое ограничено и адаптировано к ранней стадии сукцессии за счет частых пожаров». [ 9 ] Огонь уничтожает другие породы сосен и лиственные породы, которые могли бы вытеснить длиннолистные сосны. [ 7 ]
До того, как европейцы обосновались в этом районе, коренные американцы регулярно устраивали поджоги. [ 10 ] чтобы стимулировать рост растений, поедаемых охотничьими животными, и расчищать подлесок для облегчения занятий и передвижения в лесу. Лесные пожары , возникающие от молний во время летних гроз, также сыграли свою роль в экосистеме. Однажды зажженные людьми или молнией, пожары горели по 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
[ редактировать ]
Экосистема длиннолистной сосны — одна из самых богатых сред обитания в Северной Америке, а ее лесная подстилка — одна из самых разнообразных в мире. [ 11 ] По состоянию на 2001 год в экосистеме обитает около 27 видов, находящихся под угрозой исчезновения на федеральном уровне, и 100 видов, вызывающих озабоченность. Некоторые виды в этой экосистеме имеют ограниченный ареал из-за топографии и климата некоторых регионов системы. [ 12 ] Наиболее примечательными видами экосистемы являются сосна длиннолистная , проволочник и дятел красной кокарды, которые были обнаружены на всей территории исторического ареала. [ 13 ] [ 14 ] Сосна длиннолистная ( Pinus palustris ) характеризуется густыми гроздьями хвои длиной 10 дюймов (25 см) и большими сосновыми шишками длиной от 6 до 12 дюймов (15-30 см). Эти сосны способны вырасти от 80 до 100 футов (от 24 до 30 м) в высоту и диаметром 2,5 фута (80 см) в поперечнике только на хорошо подходящей почве. Сосна длиннолистная отличается толстой корой, которая способствует устойчивости вида к пожару и нашествию южных сосновых жуков . [ 15 ]

Вид травы Каролинский проволочник ( Aristida stricta ), который встречается в северной части, и южный проволочник ( Aristida beyrichiana ), который встречается в южной части, являются доминирующими видами трав в среде обитания. Эти виды трав встречаются в виде комков размером 6 дюймов (15 см) в поперечнике и имеют плоские листья длиной до 20 дюймов (51 см). Эти виды проволочника играют ключевую роль в размножении и распространении сосны длиннолистной, поскольку помогают переносить огонь по земле. [ 12 ]
Красный кокардовый дятел ( Picoides Borealis ) когда-то был обычным обитателем этой среды обитания, но после упадка экосистемы он был внесен в федеральный список исчезающих видов. Взрослые дятлы имеют длину 7 дюймов (18 см), черную голову, белое пятно на щеке и полосатую спину с черно-белыми полосами, которые создают вид последнего. [ 12 ] [ 16 ] У самцов красная полоса на голове видна только в молодом возрасте или вблизи. Этот дятел тщательно выбирает длиннолистную сосну или связанные с ней виды сосен в этом районе на предмет сердечной гнили . После того, как дерево выбрано, выкапывание полости обычно занимает 2 года. [ 12 ]

В экосистеме длиннолистной сосны заключено бесчисленное множество разновидностей микросред обитания. Среди наиболее уникальных мест обитания – кувшинчатые болота . Сообщества кувшинных растений специализируются на участках с обильной влажностью, но с небольшим количеством питательных веществ. Многие болотные экосистемы существуют на пористом песке, преодолевающем непроницаемую глину, которая удерживает дождевую воду. На холме утечка воды из насыщенных участков может привести к образованию просачивания и болота, называемого просачивающимся склоном. В равнинных экосистемах болота на равнинной местности можно назвать влажными прериями. Леса обычно превращаются в водно-болотные угодья, образуя экотон , в котором обитают разнообразные виды. [ 17 ]
Кувшинные растения имеют видоизмененные листья в форме полых трубок (похожих на кувшин с водой), 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 плоских липких листьях, а затем медленно их переваривают. несколько видов кувшинчатых растений, а также другие плотоядные растения В экосистеме длиннолистной сосны растут . Виды включают растение кувшина с капюшоном , растение трубчатого кувшина , растение кувшина с белой вершиной и растение кувшина-попугая . Другие болотные растения включают корень колики; золотой крест; луговая красавица (также называемая оленем); осока беловерхая; оранжевая молочница (также называемая «болотными Cheetos» из-за их сходства с маркой закусок ); пуговицы-болото (также называемые «булавками для шляп»); несколько видов орхидей; и многие другие полевые цветы. Для этих растений решающее значение имеют как влажность почвы, так и полное солнце. Большинство этих болотных растений плохо переносят тень. Кувшинные болота являются средой обитания, зависящей от пожаров. Частые пожары, характерные для длиннолистной экосистемы, не позволяют древесным кустарникам вторгаться в болота. Без огня влаголюбивые кустарники вторгаются в пересыхающие болота и затеняют травянистые растения. [ 17 ]
Несмотря на серьезную угрозу и деградацию экосистемы длиннолистной сосны, из-за ее большого биоразнообразия все еще описываются новые виды. В 2018 году одна из крупнейших в мире саламандр , сетчатая сирена , была описана на водно-болотных угодьях в экосистеме длиннолистных сосен вдоль прибрежной равнины Мексиканского залива . [ 18 ]
Отклонить
[ редактировать ]Упадок экосистемы поначалу шел медленно, поскольку численность коренных американцев сокращалась (в основном из-за распространения эпидемических болезней Старого Света) и вместе с этим преднамеренно устраивала поджоги. [ 3 ] Европейские поселенцы, в свою очередь, постепенно начали использовать огонь как инструмент управления, подобно существующим традициям в Англии , Шотландии и Ирландии . [ 3 ] Интродукция кабана остролистного ( Sus scrofa scrofa ) нанесла значительный ущерб растениям, в том числе сеянцам сосны длиннолистной. [ 5 ] [ 6 ] : 4
В 17-18 веках эксплуатация и вырубка леса увеличились. [ 5 ] [ 6 ] : 5–6 Небольшие жилые помещения, такие как бревенчатые домики, строились из длиннолистных сосновых бревен. Поскольку из дерева получался хороший пиломатериал, его вскоре начали экспортировать. [ 3 ] [ 8 ] Смола длиннолистной сосны добывалась для производства военно-морских припасов . Чтобы получить смолу из живой длиннолистной сосны, пионеры сначала разрезали и удаляли древесину, обнажая глубокую полость, называемую коробочкой, у основания дерева. Затем над коробкой был выполнен V-образный надрез среднего размера, чтобы начать поток смолы в коробку. По мере поступления смолы в коробку ее собирали и помещали в бочки для отправки. Спустя годы само дерево стало слабым и чувствительным к штормовым ветрам. [ 6 ] : 7
Начиная с 1800-х годов в различных местах юго-востока были построены дороги и железные дороги для транспорта и лесозаготовок, 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 товарном урожае хлопка , вскоре покупка земли и расчистка земель значительно увеличились. [ 6 ] : 10–11 В результате этого внезапного изменения в землепользовании большие плантации появились в экосистеме также . В результате этого бума, а также добавления лесозаготовок и транспортных полос дальнейшая утрата среды обитания росла с угрожающей скоростью. [ 5 ] [ 6 ] : 9–11
В начале 1900-х годов большая потеря среды обитания произошла из-за Первой мировой войны . [ 6 ] : 11–12 Огромные акры длиннолистных сосен на юго-востоке были расчищены для строительства кораблей для военных нужд. Благодаря такому росту спроса 1909 год ознаменовал пик производства пиломатериалов из длиннолистной сосны. В этот период стало понятно, что упадок экосистемы заметен из-за голого ландшафта и незначительного восстановления длиннолистной сосны. [ 5 ] [ 6 ] : 11–12 Поэтому, чтобы компенсировать потери, некоторые вырубленные участки экосистемы были засажены землевладельцами и членами Гражданского корпуса охраны природы в эпоху Великой депрессии в середине 1900-х годов. Хотя в некоторых секторах землевладельцы на юго-востоке с годами узнали, что длиннолистная сосна является медленно растущим деревом, и поэтому начали засаживать экосистему более быстрорастущими видами деревьев, такими как сосны слэш и лоблолли . Благодаря этой пересадке были достигнуты более быстрый рост деревьев и увеличение производства пиломатериалов. [ 5 ]
По состоянию на 2011 год только 3 миллиона акров (12 000 км²) 2 ) или около того экосистемы длиннолистной сосны осталось в Северной Америке . Это значительное сокращение площади экосистемы означает снижение на 97 процентов. Если не обращать внимания на экосистему , сегодня ее описывают как неоднородную и неравномерную в распределении по ландшафту. [ 19 ] [ 20 ] Из нынешней 3-процентной площади экосистемы осталось зарегистрированных 8 856 акров (3 584 га) старовозрастных длиннолистных сосновых насаждений. [ 20 ] [ 21 ]
Современные проблемы
[ редактировать ]Опасения по поводу экосистемы длиннолистной сосны возникли в начале 1900-х годов. [ 5 ] [ 6 ] : 11–12 Эти опасения были сосредоточены на восстановлении заготовленных насаждений длиннолистной сосны и оставшихся в экосистеме сосновых насаждений. Такие люди, как Генри Э. Хардтнер и Герман Х. Чепмен, были одними из первых, кто совместно разработал способы реализации регенерации длиннолистных растений в экосистеме . [ 22 ] Позже Лесная служба США признала и изучила необходимость разведения огня в экосистеме. Сжигание (пожар, зажженный человеком) было осуществлено в национальных лесах. [ 3 ]
Основными проблемами для экосистемы длиннолистной сосны в 21 веке являются урбанизация и тушение пожаров . [ 19 ] Поскольку население Северной Америки увеличивается примерно на 2,5 миллиона человек в год, конкуренция за космос возрастает. [ 23 ] Угроза экосистеме длиннолистной сосны исходит из-за расчистки земель для коммерческих предприятий и жилой застройки. [ 7 ] Тушение пожаров также в конечном счете вызвано развитием, поскольку расширение границ взаимодействия дикой природы и города приводит к увеличению опасности для людей от лесных пожаров и увеличению стимулов к их тушению. Фрагментация среды обитания , вызванная застройкой, также препятствовала крупномасштабным лесным пожарам, которые исторически поддерживали экосистему. [ 24 ] Отсутствие огня в оставшейся экосистеме привело к ее дальнейшему ухудшению. [ 25 ] В результате федеральное правительство и правительственные учреждения штатов в Алабаме , Флориде , Джорджии , Луизиане , Миссисипи , Северной Каролине , Южной Каролине , Техасе и Вирджинии объединились, чтобы оказать помощь этой критически важной экосистеме. Эта помощь предоставляется в форме программ распределения затрат, созданных штатами для помощи частным землевладельцам в образовании, финансовой помощи и рекомендациях по восстановлению экосистемы длиннолистной сосны. [ 19 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Среда обитания – Альянс Длинных листьев» . Проверено 6 октября 2023 г.
- ^ Янг, Рамон А. (2003). Введение в науку и управление лесными экосистемами . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Inc., стр. 134–136 . ISBN 978-0-471-33145-2 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Ван Лир, DH; У. Д. Кэрролл; PR Капелак; Р. Джонсон (6 июня 2005 г.). «История и восстановление экосистемы длиннолистных сосновых лугов: последствия для видов, находящихся в опасности». Лесная экология и управление . 211 (1–2): 150–165. дои : 10.1016/j.foreco.2005.02.014 .
- ^ Пайн, Стивен Дж. (2010). Пожары Америки: исторический контекст политики и практики . Дарем, Северная Каролина: Общество истории леса. п. 1. ISBN 978-0-89030-073-2 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Макгуайр, Джон П. (2001). «Жизнь на Лонглифе: как люди сформировали экосистему Пайни-Вудс». Экосистема сосны длиннолистной и проволочной травы пожарного леса . 8 (2): 43–53.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Крокер младший, Томас К. (1987). Длиннолистная сосна: история человека и леса . Атланта, Джорджия: Лесная служба США. АСИН B00071F5I4 . OCLC 18499444 . Неизвестный ID 120143709786.
- ^ Jump up to: а б с Броквей, Дейл Г.; KW Outcalt (15 октября 2000 г.). «Восстановление экосистем проволочника длиннолистной сосны: применение гексазинона усиливает воздействие предписанного пожара» . Лесная экология и управление . 137 (1–3): 121–138. дои : 10.1016/s0378-1127(99)00321-7 .
- ^ Jump up to: а б с Фрост, Сесил К. (1993). «Четыре века изменения ландшафтных моделей в экосистеме длиннолистной сосны». Материалы 18-й конференции по экологии пожаров в высоких лесах . 18 :17–43.
- ^ Альянс Лонглифов. «Урок 25. Профессиональные землепользователи поджигают длиннолистный сосновый лес» . The Longleaf A. Архивировано из оригинала 31 декабря 2015 г. Проверено 22 февраля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Пайн, Стивен Дж. (2010). Пожары Америки: исторический контекст политики и практики (Перед. ред.). Дарем, Северная Каролина: Общество истории леса. стр. 3–5. ISBN 978-0-89030-073-2 .
- ^ «Забытый лес Америки» . Национальная федерация дикой природы . Проверено 19 декабря 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Крофтон, Элизабет В. (2001). «Примечания: Флора и фауна экосистемы длиннолистных сосен и лугов». Экосистема сосны длиннолистной и проволочника пожарного леса . 8 (2): 69–77.
- ^ Симберлофф, Дэниел (1993). «Виды - Влияние площади и фрагментации на старовозрастные леса: перспективы для сообществ длиннолистной сосны». Материалы 18-й конференции по экологии пожаров в высоких лесах . 18 : 1–13.
- ^ Энгстрем, RT (1993). «Характерные млекопитающие и птицы длиннолистных сосновых лесов». Материалы 18-й конференции по экологии пожаров в высоких лесах . 18 : 127–137.
- ^ Уайт, Джеймс В. Хардин; Дональд Дж. Леопольд; Фред М. (2000). Учебник дендрологии Харлоу и Харрара (9-е изд.). Бостон: МакГроу-Хилл. стр. 142–146 . ISBN 978-0-07-366171-1 – через Интернет-архив.
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Петерсон, Роджер Тори (2010). Полевой справочник Петерсона по птицам восточной и центральной части Северной Америки . При участии Майкла ДиДжорджио, фотографии Джеффри А. Гордона (6-е изд.). Бостон: Хоутон Миффлин Харкорт. п. 214. ИСБН 978-0-547-15246-2 .
- ^ Jump up to: а б «Урок 9: Болота с кувшинными растениями — одно из самых уникальных сообществ экосистемы длиннолистной сосны» . Андалусия, Алабама: Альянс Лонглиф. Архивировано из оригинала 6 апреля 2016 года.
- ^ Грэм, Шон; Клайн, Ричард; Стин, Дэвид; Келехеар, Кристал (05 декабря 2018 г.). «Описание существующей саламандры с прибрежной равнины Мексиканского залива в Северной Америке: сетчатая сирена, Siren reticulata» . ПЛОС ОДИН . 13 (12): e0207460. Бибкод : 2018PLoSO..1307460G . дои : 10.1371/journal.pone.0207460 . ПМК 6281224 . ПМИД 30517124 .
- ^ Jump up to: а б с Лавуа, М.; Л. Кобзярь; Вдоль; М. Хайндс (июль 2011 г.). «Проблемы и потребности реставраторов экосистем длиннолистной сосны: обзор». Журнал природных территорий . 31 (3): 294–299. дои : 10.3375/043.031.0312 . S2CID 84598231 .
- ^ Jump up to: а б Служба охраны рыбы и дикой природы США. «Экосистема длиннолистной сосны и проволочника» . Служба охраны рыбы и дикой природы США . Проверено 20 февраля 2013 г.
- ^ Холлидей, Памела П. (2001). «Идем, идем… Спасение экосистемы длиннолистной сосны, прежде чем она исчезнет». Экосистема сосны длиннолистной и проволочной травы пожарного леса . 8 (2): 55–66.
- ^ Крокер младший, Томас К. (1987). Длиннолистная сосна: история человека и леса . Атланта, Джорджия: Лесная служба США. п. 12. АСИН B00071F5I4 . OCLC 18499444 . Неизвестный ID 120143709786.
- ^ «Краткие факты о росте населения США» . Отрицательный прирост населения . Архивировано из оригинала 26 января 2013 года . Проверено 16 февраля 2013 г.
- ^ «Вегетационный период сжигает естественный экологический процесс в Южной Каролине» . www.dnr.sc.gov . Проверено 25 октября 2020 г.
- ^ Пайн, Стивен Дж. (2010). Пожары Америки: исторический контекст политики и практики . Дарем, Северная Каролина: Общество истории леса. стр. 77–79. ISBN 978-0-89030-073-2 .