Весенний бассейн

Весенние водоемы , также называемые весенними прудами или эфемерными водоемами , представляют собой сезонные водоемы, которые обеспечивают среду обитания для различных растений и животных. Они считаются особым типом водно-болотных угодий, обычно лишенных рыбы, и, таким образом, позволяют безопасно развиваться природным видам амфибий и насекомых, неспособным противостоять конкуренции или хищничеству со стороны рыб. Однако некоторые виды тропических рыб (например, киллифиш ) специально адаптировались к этой среде обитания .

Весенние водоемы представляют собой разновидность водно-болотных угодий . Они могут быть окружены множеством сообществ/видов, включая лиственный лес, луга, сосновый лес, лес голубого дуба, полынную степь, сочные прибрежные кустарники и прерии. Эти бассейны характерны для средиземноморского климата , но встречаются и во многих других экосистемах.

Генерация и годовое развитие

В течение большинства лет весенний бассейн бассейна будет подвергаться затоплению из-за дождя/осадков, за которым следует высыхание из-за эвапотранспирации . Эти условия обычно связаны со средиземноморским климатом , например, в Центральной долине Калифорнии. ^[1] Бассейны весенних водоемов часто характерны для средиземноморского климата, но встречаются и во многих других экосистемах, таких как лесные районы Канадского щита , где их трудно идентифицировать из-за лесного полога. ^[2] Большинство бассейнов сухие, по крайней мере, часть года и наполняются зимними дождями, весенним таянием снегов и повышением уровня грунтовых вод. Некоторые водоемы могут оставаться хотя бы частично заполненными водой в течение года и более, но все весенние водоемы периодически пересыхают. Однако обычно весенний водоем каждый год имеет три фазы: он затоплен зимой (фаза затопления), при этом весенний водоем удерживает воду в течение 10–65 дней, он медленно высыхает весной (фаза цветения) и полностью высыхает летом (сухая фаза). Весенние водоемы благоприятствуют местным видам, поскольку многие чужеродные виды не переносят резких сезонных изменений условий окружающей среды.

Некоторые весенние бассейны имеют подстилающий непроницаемый слой глины (также известный как твердый поддон), который уменьшает просачивание воды. Непроницаемый слой гидрофобен и препятствует стеканию воды в нижние слои почвы, что позволяет весенним водоемам затопляться на очень длительный период времени. Эта особенность весенних бассейнов означает, что вода медленно испаряется, а не стекает. Это ключевой фактор в развитии весенних растительных сообществ водоема, поскольку он сохраняет почву у кромки воды достаточно влажной для процветания весенних растительных сообществ, в то время как те, что ближе к центру водоема, более затоплены, что приводит к зонированию растительных сообществ. по мере снижения уровня воды. Этот слой глины также позволяет водоемам существовать достаточно долго, чтобы предотвратить развитие горных видов, и в то же время существовать ровно столько времени, чтобы предотвратить захват власти водными видами растений. ^[3]

Некоторые органы власти ограничивают определение весенних водоемов, исключая сезонные водно-болотные угодья, у которых есть определенные впускные и выпускные каналы. Это оправдано тем, что такие сезонные водно-болотные угодья, как правило, качественно отличаются от изолированных весенних водоемов; это связано с тем, что они питаются из более крупных водосборных бассейнов, так что, во-первых, приток способствует более высоким концентрациям растворенных минералов. Во-вторых, характер стока увеличивает периодическое размывание и заиливание потоков, проходящих через водно-болотные угодья или просто попадающих в них. В-третьих, приток и отток на большие расстояния способствуют появлению менее эндемичных популяций и растений. Низкие концентрации растворенных минералов в небольших весенних водоемах можно охарактеризовать как олиготрофные и плохо буферизованные с быстрыми pH сдвигами углекислого газа из-за поглощения во время фотосинтеза . ^[4]

Весенние лужи называются так потому, что они часто, хотя и не обязательно, достигают максимальной глубины весной («весеннее» значение означает, что они относятся к весне или возникают весной). У таких бассейнов есть много местных названий, в зависимости от части мира, в которой они встречаются. Весенние лужи могут образовываться в лесу, но чаще всего они связаны с лугами и каменистыми равнинами или котловинами. В то время как многие весенние водоемы имеют ширину всего несколько метров, выбоины на пляжах и в прериях обычно намного больше, но в остальном они во многих отношениях схожи: с паводком во влажные периоды, за которыми следуют засушливые условия. ^[5] Некоторые исключают пустынные пляжи из определения весенних водоемов, потому что их более крупные закрытые водосборные бассейны в районах с высокой скоростью испарения производят более высокие концентрации растворенных минералов, а соленость и щелочность благоприятствуют различным видам. Плайя могут быть затоплены реже, чем весенние водоемы, и затопление обычно совпадает с более холодной погодой, неблагоприятной для роста растений. ^[6]

Экология

Несмотря на то, что весенние водоемы иногда бывают сухими, когда они наполнены, они полны жизни и служат важным местом размножения многих видов амфибий и беспозвоночных. Наиболее очевидными обитателями являются различные виды размножающихся лягушек и жаб. Некоторые саламандры также используют весенние водоемы для размножения, но взрослые особи могут посещать водоем лишь ненадолго. Другими известными обитателями являются дафнии и сказочные креветки , последние часто используются в качестве видов-индикаторов для определения весеннего водоема. Другими видами-индикаторами, по крайней мере в Новой Англии , являются лесная лягушка , чесночница и некоторые виды кротов-саламандр .

Хотя весенние водоемы могут быть лишены рыбы, в некоторых местах обитания, таких как весенние водоемы африканской саванны, рыбы-киллифиши могут, благодаря способности их яиц выдерживать высыхание, сосуществовать со своей добычей-жаберными ракообразными, которые используют ту же стратегию, чтобы пережить засушливые периоды. . Некоторые рыбы-киллифиши созревают всего за три-шесть недель, чтобы максимально эффективно использовать временные водоемы, прежде чем они исчезнут. ^[7]

Некоторые виды весенних водоемов находятся под угрозой исчезновения. Сказочные креветки — ракообразные семейства Branchinectidae. Им требуется около 30 часов, чтобы начать вылупляться в воде, а для созревания требуется 50 дней. Весной яйца вылупляются и могут находиться в состоянии покоя. В разных весенних водоемах обитают разные виды сказочных креветок, поскольку эти водоемы могут действовать как острова, поскольку они настолько изолированы. ^{[ нужна ссылка ]}

Некоторые виды растений также связаны с весенними водоемами, хотя выбор конкретных видов зависит от экологического региона. флора весенних водоемов Южной Африки Например, отличается от флоры весенних водоемов Калифорнии и имеет характерные Anostraca , такие как различные виды Branchipodopsis . В некоторых северных районах креветки-головастики чаще встречаются . Некоторые обитатели весенних водоемов находятся под угрозой из-за утраты среды обитания . Одним из таких обитателей является калифорнийская тигровая саламандра. ^[8]

Потеря среды обитания

Весенние водоемы таят в себе своеобразное сочетание флоры и фауны, которое в некоторых случаях не встречается больше нигде на планете. Несмотря на это, около 90% экосистем весенних водоемов в Калифорнии были уничтожены. Вызывает тревогу то, что большая часть этих разрушений произошла в последние годы: около 13% оставшихся весенних водоемов были потеряны за короткий промежуток времени с 1995 по 2005 годы. ^[9] Основными угрозами для среды обитания весенних водоемов в Центральной долине являются сельское хозяйство, урбанизация, изменения в гидрологии, изменение климата и неправильное управление выпасом скота. Они чувствительны к изменению климата и землепользования. ^{[ нужна ссылка ]}

Реставрация

Весенние водоемы являются основными местами обитания, которые должны быть объектом восстановительных работ из-за их ценности как горячих точек биоразнообразия, а также недавней истории обширных разрушений и деградации. Тем не менее, различные усилия по восстановлению имели разную степень успеха. Несколько гипотез пытались объяснить это:

Гипотеза 1: построенные бассейны слишком глубоки.

Гипотеза 2: Края построенных бассейнов уже, чем у естественных.

Гипотеза 3: Искусственные бассейны имеют более крутые склоны, чем естественные.

Результаты: Исследования показывают, что последние две детали (гипотезы 2 и 3) имеют решающее значение для определения ценности среды обитания искусственных весенних водоемов. В целом большинство построенных бассейнов были слишком крутыми и не имели достаточно широких краев.

смягчение последствий

Существует немало споров вокруг практики смягчения последствий, которая представляет собой уничтожение охраняемых или находящихся под угрозой исчезновения видов и мест обитания, таких как весенние водоемы, при условии, что какой-либо субъект (предприятие, землепользователь и т. д.) разрушает среду обитания. возьмут на себя строительство новой среды обитания, чтобы «смягчить» их воздействие. Эту концепцию трудно применить к весенним водоемам, которые представляют огромную ценность для среды обитания, но их трудно успешно воспроизвести с помощью методов строительства (как упоминалось выше). Таким образом, применение стратегий смягчения последствий к весенним водоемным системам вызывает большие споры из-за очевидных рисков, присущих попыткам реконструировать такую среду обитания. Однако некоторые агентства теперь требуют двух замен для каждого уничтоженного весеннего водоема, чтобы компенсировать более низкое качество искусственной среды обитания.

Почвы

Весенние лужи могут образовываться везде, где впадина наполняется дождевой водой, что приводит к низкому содержанию питательных веществ и растворенных солей. Под ними лежит непроницаемый слой глины, твердого покрытия или вулканической породы, обеспечивающий удержание воды. Во многих случаях они содержат луга, образующиеся на различных типах почв, содержащих ил и глину, часто покрытых слоем переплетенных волокнистых корней и мертвых листьев. Присутствующие типы почв, как правило, связаны с местными типами почв и гидрологией водоема. Более мелкие почвы, такие как глина, ил и ил, чаще встречаются в сидячих местах, тогда как в бассейнах, которые более связаны с уровнем грунтовых вод, имеются более грубые почвы, такие как песок или гравий. Почвы в весенних водоемах часто отражают условия затопления, что приводит к низкой цветности горизонтов, пятнистости и бескислородному разложению. Они могут образовывать типичные для затопленных территорий гидратированные почвы, включающие скопления органического вещества, но в более засушливых районах этого может не происходить. В некоторых случаях имеется твердый слой поддона, который вызывает задержку воды в бассейнах. ^[10] Глиняный бассейн с твердым покрытием накапливает воду из-за небольшого размера частиц и, следовательно, пониженной пористости. Это позволяет затоплять и развивать весенние водоемы. ^{[ нужна ссылка ]}

Флора

В весенних водоемах цветение происходит одновременно из-за сезонности благоприятных условий. Экосистемы весенних водоемов могут включать как космополитные виды, так и эндемичные виды, адаптированные к уникальным условиям окружающей среды. Эти условия включают градиенты влажности, градиенты солености и снижение уровня конкуренции. ^[5] Микротопографические градиенты также способствуют распространению видов в сообществах весенних водоемов, где растения, цветущие раньше в сезоне, с большей вероятностью будут найдены на несколько более высоких высотах, чем виды, цветущие позже. Многие весенние растения прудов имеют закопанные семена, которые накапливаются в почве. Разные виды приспособлены к разным уровням влажности, и по мере того, как вода испаряется с краев бассейна, можно увидеть отчетливую зональность видов. В большинстве водоемов ежегодно выпадают листья деревьев, которые имеют решающее значение для поддержания местной жизни из-за листового детрита.

Многие высокогорные многолетние растения не способны выдержать период наводнений. Многие водно-болотные растения не способны выдержать период высыхания. Таким образом, весенние водоемы представляют собой своеобразную среду обитания, обеспечивающую убежище как от наземных, так и от полностью водных растений. Когда растворенный углекислый газ истощается в результате дневного фотосинтеза, виды весеннего бассейна, такие как толстянка Хауэлла ( Isoetes Howellii ) и карликовый водоросль ( Crassula aquatica ), собирают углекислый газ в ночное время, используя метаболизм крассуловой кислоты . В средах обитания весенних водоемов предпочтение отдается однолетним растениям с некоторыми уникально адаптированными многолетними растениями, которые страдают от значительной смертности, напоминающей ежегодное размножение. Однолетники составляют примерно 80 процентов весенней флоры бассейна. Ниже перечислены некоторые роды примерно из ста видов сосудистых растений, обитающих в весенних водоемах Калифорнии. Типичный пул будет включать всего от 15 до 25 видов. ^[11]

Космополитическая водная флора

Специалисты по бассейнам Вернал

Горные растения, обычно встречающиеся в весенних водоемах в Калифорнии, включают желтые анютины глазки , несколько душистых клеверов , желтые и ярко-лиловые обезьяньи цветы , звездчатые лилии и тысячелистник .

Весенним водоемам часто угрожает застройка так же, как и другим водно-болотным угодьям . В результате большинство бассейнов были преобразованы в жилые зоны, дороги и промышленные парки. Вот почему большинство сохранившихся водоемов расположены на охраняемых или частных землях, таких как национальные парки и ранчо .

большое количество редких , находящихся под угрозой исчезновения и эндемичных В весенних водоемах встречается видов. Например, мята Сан-Диего , растение, находящееся под угрозой исчезновения, встречается исключительно в весенних водоемах в районе Сан-Диего . ^[12] Другим примером является полевой цветок Lasthenia conjugens , который встречается в ограниченных частях района залива Сан-Франциско . Третий пример — трава Limnanthes vinculans, эндемичная для округа Сонома, Калифорния . ^{[ нужна ссылка ]}

фауна

Многие из земноводных, которые размножаются только в весенних водоемах, проводят большую часть своей жизни на возвышенностях в пределах сотен футов от весеннего водоема. Яйца откладываются в весенний бассейн, затем через два-три месяца молодь покидает бассейн, чтобы вернуться для размножения только следующей весной. Таким образом, возвышенности, окружающие весенний водоем, имеют решающее значение для выживания этих видов. В штатах Калифорния и Нью-Йорк находящаяся под угрозой исчезновения тигровая саламандра ( Ambystoma tigrinum ) размножается в весенних водоемах, как описано выше. Еще несколько видов облигатных весенних водоемов — это мраморная саламандра ( Ambystoma opacum ), саламандра Джефферсона ( Ambystoma jeffersonianum ), саламандра с синими пятнами ( Ambystoma Laterale ) и пятнистая саламандра ( Ambystoma maculatum ). ^{[ нужна ссылка ]}

Некоторые другие виды, в частности Anostraca , сказочные креветки и их родственники, откладывают яйца, способные входить в состояние криптобиоза . Они вылупляются, когда дожди пополняют воду в бассейне, и ни одна стадия жизненного цикла животных не покидает бассейн, за исключением случаев, когда яйца случайно переносятся животным форезом , ветром или, реже, наводнением. Такие популяции животных действительно могут быть очень старыми, если условия сезонных весенних вод достаточно стабильны. В качестве крайнего примера можно привести Branchipodopsis relictus на главном острове архипелага Сокотра , который, несмотря на то, что он является чрезвычайно отдаленным, континентальным фрагментом Гондваны, как полагают, был изолирован с миоцена . Branchipodopsis relictus изолирован как генетически, так и географически. ^[13]

Весенние водоемы могут служить временным местом обитания перелетных птиц, особенно в Калифорнии. Богатая популяция беспозвоночных в этих водоемах служит пищей для уток, цапель, цапель, ржанок и многих других видов. ^[14]

См. также

Ссылки

^ «Весенние пруды Калифорнии» . www.life.ca.gov . Проверено 8 июня 2020 г.
^ Люймес, Ник; Чоу-Фрейзер, Патрисия (4 июля 2021 г.). «Обнаружение потенциальных весенних луж на Канадском щите (Онтарио) с использованием объектно-ориентированного анализа изображений в сочетании с машинным обучением» . Канадский журнал дистанционного зондирования . 47 (4): 519–534. дои : 10.1080/07038992.2021.1900717 . ISSN 0703-8992 .
^ Барбур, Майкл; Килер-Вольф, Тодд; Шенхерр, Аллан А. (17 июля 2007 г.). Наземная растительность Калифорнии, 3-е издание . Издательство Калифорнийского университета. стр. 394–424. ISBN 978-0-520-24955-4 .
^ Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . п. 1. ISBN 0-9434-6037-9 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Кедди, Пол А. (13 сентября 2010 г.). Экология водно-болотных угодий: принципы и охрана (второе изд.). Издательство Кембриджского университета . стр. 48–52, 65. ISBN. 978-0-5217-3967-2 .
^ Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . стр. 10–11. ISBN 0-9434-6037-9 .
^ Пинсил, Том; Берген, Биргит Ванден; Бушке, Фалько; Уотеркейн, Алин; Неранцулис, Иван да Кошта; Родригес, Мери; Торе, Эли; Берроу, Рик; Стоит, Эллери; Брендонк, Люк (2021). «Совместное появление крупных жаберных моллюсков и киллифиса в прудах африканской саванны» . Экология . 102 (12): e03505. дои : 10.1002/ecy.3505 . ISSN 1939-9170 . ПМИД 34319594 .
^ «Калифорнийская тигровая саламандра — земноводные и рептилии, отчеты о исчезающих видах» . Сакраменто Рыба и дикая природа . Проверено 8 июня 2020 г.
^ «Весенние пруды Калифорнии» . Калифорнийский департамент рыбы и дикой природы . 17 июня 2013. Архивировано из оригинала 22 февраля 2018 года . Проверено 14 июня 2017 г.
^ Хоган, К. Майкл (31 июля 2010 г.). Моноссон, Эмили (ред.). «Абиотический фактор» . Энциклопедия Земли . Национальный совет по науке и окружающей среде . Архивировано из оригинала 8 июня 2013 года.
^ Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . стр. 2–3, 5. ISBN. 0-9434-6037-9 .
^ Бреннан, Дебора Салливан (1 апреля 2019 г.). «Весенние пруды: дожди оживляют мини-экосистему сельдерея, мяты Отай Меса и сказочных креветок» . Сан-Диего Юнион-Трибьюн . Проверено 5 апреля 2019 г.
^ Ван Дамм, Кей; Дюмон, Анри Ж.; Уикерс, Питер Х.Х. (9 мая 2004 г.). «Анострака (Crustacea: Branchiopoda) с острова Сокотра: новый бранхиподопсис и его отношения с африканскими и азиатскими сородичами» . Фауна Аравии . 20 : 193–209.
^ Сильвейра, Джозеф Г. «Птичье использование весенних водоемов и значение для природоохранной практики». Экология , сохранение и управление экосистемами весенних водоемов. Материалы конференции 1996 года. Сакраменто, Калифорния: Калифорнийское общество коренных растений . стр.92-94. 1998.

Внешние ссылки

[1] «Весенние пруды Калифорнии» . www.life.ca.gov . Проверено 8 июня 2020 г.

[2] Люймес, Ник; Чоу-Фрейзер, Патрисия (4 июля 2021 г.). «Обнаружение потенциальных весенних луж на Канадском щите (Онтарио) с использованием объектно-ориентированного анализа изображений в сочетании с машинным обучением» . Канадский журнал дистанционного зондирования . 47 (4): 519–534. дои : 10.1080/07038992.2021.1900717 . ISSN 0703-8992 .

[3] Барбур, Майкл; Килер-Вольф, Тодд; Шенхерр, Аллан А. (17 июля 2007 г.). Наземная растительность Калифорнии, 3-е издание . Издательство Калифорнийского университета. стр. 394–424. ISBN 978-0-520-24955-4 .

[4] Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . п. 1. ISBN 0-9434-6037-9 .

[:0-5] Перейти обратно: ^а ^б Кедди, Пол А. (13 сентября 2010 г.). Экология водно-болотных угодий: принципы и охрана (второе изд.). Издательство Кембриджского университета . стр. 48–52, 65. ISBN. 978-0-5217-3967-2 .

[6] Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . стр. 10–11. ISBN 0-9434-6037-9 .

[7] Пинсил, Том; Берген, Биргит Ванден; Бушке, Фалько; Уотеркейн, Алин; Неранцулис, Иван да Кошта; Родригес, Мери; Торе, Эли; Берроу, Рик; Стоит, Эллери; Брендонк, Люк (2021). «Совместное появление крупных жаберных моллюсков и киллифиса в прудах африканской саванны» . Экология . 102 (12): e03505. дои : 10.1002/ecy.3505 . ISSN 1939-9170 . ПМИД 34319594 .

[8] «Калифорнийская тигровая саламандра — земноводные и рептилии, отчеты о исчезающих видах» . Сакраменто Рыба и дикая природа . Проверено 8 июня 2020 г.

[9] «Весенние пруды Калифорнии» . Калифорнийский департамент рыбы и дикой природы . 17 июня 2013. Архивировано из оригинала 22 февраля 2018 года . Проверено 14 июня 2017 г.

[10] Хоган, К. Майкл (31 июля 2010 г.). Моноссон, Эмили (ред.). «Абиотический фактор» . Энциклопедия Земли . Национальный совет по науке и окружающей среде . Архивировано из оригинала 8 июня 2013 года.

[11] Баудер, Эллен Т.; Белк, Дентон; Феррер, Уэйн Т. младший (1998). Уитэм, Кэрол В. (ред.). Экология, охрана и управление экосистемами весенних водоемов . Калифорнийское общество коренных растений . стр. 2–3, 5. ISBN. 0-9434-6037-9 .

[12] Бреннан, Дебора Салливан (1 апреля 2019 г.). «Весенние пруды: дожди оживляют мини-экосистему сельдерея, мяты Отай Меса и сказочных креветок» . Сан-Диего Юнион-Трибьюн . Проверено 5 апреля 2019 г.

[13] Ван Дамм, Кей; Дюмон, Анри Ж.; Уикерс, Питер Х.Х. (9 мая 2004 г.). «Анострака (Crustacea: Branchiopoda) с острова Сокотра: новый бранхиподопсис и его отношения с африканскими и азиатскими сородичами» . Фауна Аравии . 20 : 193–209.

[14] Сильвейра, Джозеф Г. «Птичье использование весенних водоемов и значение для природоохранной практики». Экология , сохранение и управление экосистемами весенних водоемов. Материалы конференции 1996 года. Сакраменто, Калифорния: Калифорнийское общество коренных растений . стр.92-94. 1998.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

v т и Пруды , бассейны и лужи
Ponds	Ash pond Balancing lake Ballast pond Beel Cooling pond Detention pond Dew pond Evaporation pond Facultative lagoon Garden pond Ice pond Immersion pond Infiltration basin Kettle pond Log pond Melt pond Mill pond Polishing pond Raceway pond Retention pond Sag pond Salt evaporation pond Sediment pond Settling pond Solar pond Stepwell Stew pond Tailings Tarn Waste pond Waste stabilization pond
Pools	Anchialine pool Brine pool Infinity pool Natural pool Ocean pool Plunge pool Reflecting pool Spent fuel pool Stream pool Swimming pool Tide pool Vernal pool
Puddles	Bird bath Coffee ring effect Puddle Puddles on a surface Seep puddle
Biome	Beaver dam Duck pond Fish pond Goldfish pond Koi pond
Ecosystems	Aquatic ecosystem Freshwater ecosystem Lake ecosystem
Related	Aerated lagoon Bakki shower Big fish–little pond Body of water Constructed wetland Full pond Hydric soil Phytotelma Pond of Abundance Pond liner Ponding Puddle (M C Escher) Spring Swimming hole Water aeration Water garden Water Lilies (Monet) Well