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 растительный 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-болотные (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 на 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 того, как смола стекала 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 косая и лоблоллиная сосны . 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 Алабама , Флорида , Джорджия , Луизиана , Миссисипи , Северная Каролина , Южная Каролина , Техас и Вирджиния 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 .
- ^ Перейти обратно: 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 .
- ^ Перейти обратно: 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.
- ^ Перейти обратно: 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.
- ^ Перейти обратно: 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 .
- ^ Перейти обратно: 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.
- ^ Перейти обратно: 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.
- ^ Перейти обратно: 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 длиннолиственных 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 .
- ^ Перейти обратно: 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 .
- ^ Перейти обратно: 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 .
- ^ Перейти обратно: 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 .