Экорегион Великих равнин

Экология . Великих равнин разнообразна, во многом благодаря их большим размерам Различия в количестве осадков, высоте и широте создают множество сред обитания, включая низкотравные , разнотравные и высокотравные прерии , а также прибрежные экосистемы.

Великие равнины простираются от Мексики на юге через центральную часть США до центральной Канады . На территории существует множество субрегионов.

Этот регион является домом для многих животных, в том числе американских бизонов , вилорогов , мулов и белохвостых оленей , а также птиц, таких как утки, ястребы и воробьи, а также многих видов беспозвоночных.

Заселение «житницы Америки» привело к экологическому разрушению. Широкое распространение сельского хозяйства привело к почти полному истреблению американских бизонов в конце 1800-х годов и сокращению высокотравных прерий до менее чем 1% от их прежних размеров. Равнины сейчас в основном сельскохозяйственные, с большими ранчо и фермами. Однако усилия по восстановлению в некоторых районах, таких как Американские прерии в Монтане , приводят к постепенному расширению экосистемы, находящейся под угрозой.

Климат

Климат уникален из-за множества различных ветров, которые дуют по всему региону, перемещаясь с востока на запад и с севера на юг. В связи с тем, что этот регион географически расположен в центре Соединенных Штатов и Канады, здесь проходит множество различных типов воздушных масс, которые влияют на постоянно меняющиеся погодные условия. Это означает, что Великие равнины имеют менее стабильный климат из-за своего центрального расположения, чем регион, расположенный на побережье. Об этом свидетельствует то, что западные Великие равнины полузасушливы, а восточная часть Великих равнин намного влажнее. Здесь есть четыре сезона : лето, осень, зима и весна, но каждый сезон приносит новые экстремальные погодные условия. Например, в южных частях региона температура обычно составляет от 70 до 100 дней в году при температуре выше 90 °F, тогда как в северных частях обычно наблюдается только от 10 до 20 дней при температуре выше 90 °F. Именно воздушные массы, приходящие со всех сторон, создают такой изменчивый климат.

Каждый тип воздушных масс имеет разные свойства температуры и влажности. Континентальная полярная воздушная масса приносит холодный и сухой воздух из центральной Канады, путешествуя на юг через регион. Континентальная тропическая воздушная масса приходит из Мексиканского залива и Карибского моря, принося горячий и сухой воздух по мере продвижения на север. Морские тропические воздушные массы приходят с юго-запада США и Северной Мексики и обычно приносят теплый и влажный воздух, но иногда поступающий воздух оказывается сухим. Последней воздушной массой, влияющей на этот экорегион, являются морские полярные воздушные массы. Он приходит из Тихого океана и движется на восток через горные районы. Он приносит прохладный влажный воздух, который после перемещения по горам меняется на теплый сухой воздух. Эти воздушные массы делают времена года очень экстремальными и резкими. Зимнее время приносит суровую и разнообразную погоду. В летние месяцы приходит теплый, влажный и сухой воздух, в зависимости от территории региона и того, какие воздушные массы влияют на эти районы.

Параллельно с различными климатическими моделями выпадают осадки. В районах, ближайших к Мексиканскому заливу , где атмосферная влажность наибольшая, ежегодно будет выпадать более сорока дюймов осадков. Западные районы региона, такие как Монтана, получают менее четырнадцати дюймов в год. Зимой в южном регионе выпадает менее дюйма снега, а в северных - более сорока. Весна также является сезоном, когда на Великие равнины выпадает много осадков из-за холодных и сухих воздушных масс, которые взаимодействуют с воздушными массами Мексиканского залива, вызывая вспышки сильных гроз с проливными дождями, сильными ветрами, градом и торнадо. . Большую часть зимнего сезона на Северных равнинах на самом деле большую часть зимнего сезона лежит снежный покров. Это показывает, что в зимние месяцы в регионе выпадают постоянные осадки, а в летнюю жару больше шансов на засуху со спорадическими проливными дождями.

Изменение климата

Из-за сильно изменчивых климатических режимов на Великих равнинах не ожидается, что многие аспекты изменения климата окажут одинаковое влияние на все районы экорегиона. Что касается осадков, это означает усиление экстремальных явлений, когда ожидается, что засушливые районы на юге станут более сухими, а более влажные районы на севере станут еще более влажными. В свою очередь, это увеличит интенсивность и без того проблемных засух по всему региону, а также создаст потенциал для наводнений на более влажном севере. Процентное изменение количества осадков в обеих областях зависит от различных сценариев выбросов; при этом более высокие уровни выбросов в будущем будут способствовать еще большим экстремальным явлениям. Ожидается также резкое повышение среднегодовой температуры: за последние 30 лет средняя зимняя температура уже выросла на 7 °F. Ожидается, что эти повышенные температуры вызовут более теплую зиму с более теплой весной, а также более жаркое лето на южно-центральных равнинах.

Что касается биотических сообществ Великих равнин, потенциальные последствия этих изменений могут ощущаться по-разному. Экстремальные засухи могут привести к уничтожению растительности, что потенциально может привести к коллапсу сельского хозяйства в некоторых районах, увеличивая риск эрозии. Эта потеря питательной среды, питательных веществ и влаги может оказаться разрушительным ударом по любой экосистеме, которая попытается вернуть себе землю, а также сделает бесплодные районы уязвимыми для более устойчивых к стрессу инвазивных видов. Кроме того, засухи могут привести к высыханию выбоин в прериях, необходимых для размножения многих видов, особенно перелетных водоплавающих птиц. Изменения температуры могут вызвать сдвиг ареала некоторых видов, возможно, усилив конкуренцию между видами, которые ранее никогда не делили ареал, и даже уменьшить популяции или уничтожить виды, которые не могут эффективно распространяться или адаптироваться к новым условиям. Изменения температуры, особенно ранней весной, также могут вызвать изменения в фенологии, которые могут привести к нарушению синхронизации организмов с их экосистемой и в конечном итоге привести к их исчезновению. Другие потенциальные проблемы включают в себя утрата биоразнообразия и снижение продуктивности в экорегионе.

Геология, топография и почва

Первоначально массивные ледники, образовавшиеся в Канаде, двинулись на юг по центральным и низкогорным равнинам, расположенным на территории США. Эти ледники и их отложения оказали огромное влияние на поверхность земли, которую они покрывали, причем самые большие изменения произошли между реками Миссури и Огайо . Одним из ключевых абиотических факторов , влияющих на Великие равнины, является погода в отношении рельефа низкого рельефа в результате сглаживания ледников. Топография низкого рельефа используется для описания территорий, которые имеют небольшую разницу по высоте по всему региону. Ландшафты с низким рельефом, такие как различные типы лугов, встречающиеся на Великих равнинах, влияют на распределение осадков. Количество осадков в этом экорегионе увеличивается с запада на восток, в результате чего образуются различные типы прерийных лугов.

Топография Великих равнин фактически влияет на состав почвы на участках разной высоты. Более высокие скопления органического вещества почвы обнаруживаются на более низких участках ландшафта, таких как луга, чем на более высоких участках ландшафта, таких как холмы, горы и откосы, встречающиеся во всех северо-западных областях экорегиона. В регионах с короткой травой, таких как Высокие равнины Великих равнин, почва обычно не сохраняет влагу ежегодно, поскольку растительность зависит от наличия воды в почве во время засушливых периодов. Почва в этом регионе обычно дренированная, состоит из суглинка и глины. специализированные растения, такие как различные виды разнотравья Эту почву используют и кустарников. Некоторые адаптации, которые растения приобрели в этом регионе, включают массивную и сложную корневую систему, которая составляет около 90 процентов биомассы растений. Это позволяет растениям надежно оставаться в земле и иметь корни, которые достигают влаги в самых глубоких частях почвы. В высокотравных прериях воды меньше, а почва содержит больше влаги, что приводит к меньшей биомассе корней.

Гидрология

Экорегион Великих равнин включает в себя ряд водоемов, которые играют важную роль в его уникальной гидрологии. Считается, что в районе Великих равнин протекает тринадцать рек. Большинство рек, берущих начало в районе Скалистых гор на западе, являются источником орошения ферм. Эти реки получают большую выгоду от талого снежного покрова с гор, который питает реки в вегетационный период. Еще одним источником воды на Великих равнинах являются водно-болотные угодья, наибольшая концентрация которых расположена в северной ледниковой части равнин. До половины территорий северных Великих равнин представляют собой водно-болотные угодья. Они, а также водно-болотные угодья в Небраски песчаных холмах , служат основной средой размножения, остановки и гнездования перелетных водоплавающих птиц. Плайяс , или временные озера, на юго-западе США также служат средой обитания для мигрирующих зимой водоплавающих птиц из Канады и США.

Озеро Плайя во время сезона дождей. Озера Плайя являются важными местами размножения перелетных водоплавающих птиц.

Водоносный горизонт Огаллала , или водоносный горизонт Высоких равнин, является неотъемлемым источником пресной воды для всего региона Великих равнин, обеспечивая питьевой водой 80% населения и орошая 13 миллионов акров земли. Осадки, сезонные озера и доисторические запасы воды служат источниками воды для водоносного горизонта, который лежит под 174 000 квадратных миль в центральном и южном регионах, содержит 3,25 миллиарда акров футов воды и используется примерно 200 000 ирригационных колодцев. Около 95% воды, откачиваемой из водоносного горизонта, используется для орошения обширных площадей сельскохозяйственных угодий на Великих равнинах. Озера Плайя, или сезонные озера, являются основными источниками пополнения водоносного горизонта, скорость пополнения которых составляет в среднем 0,5 дюйма в год для всего региона Высоких равнин. Рост населения, сельского хозяйства и экономики увеличил спрос на воду в районах, которые зависят от водоносного горизонта, в результате чего средний уровень воды в водоносном горизонте упал на 13 футов с 1950 года.

Экологические угрозы

Экологические угрозы, которые наносят наибольший вред Великим равнинам, включают истощение водных ресурсов, деградацию земель и возрастающее изменение температуры. Зимние месяцы стали намного теплее на равнинах, будь то на севере, недалеко от Северной Дакоты или на юге, по всему Техасу и приграничным штатам, за исключением зим 2014, 2015 и 2016 годов. Хотя зимы становятся теплее. Прогнозируется, что в летние месяцы повышение температуры будет больше, чем в зимние месяцы. Прогнозируется, что последствия этого повышения температуры вызовут более частые экстремальные явления, такие как волны тепла, засухи и проливные дожди. Такое резкое повышение температуры станет причиной истощения и без того приходящих в упадок источников воды. Истощение водных ресурсов на Великих равнинах негативно повлияет на все население. «Большая часть воды, используемой на Великих равнинах, поступает из водоносного горизонта Высокие равнины (иногда называемого по названию его крупнейшего образования, водоносного горизонта Огаллала), который простирается от Южной Дакоты до Техаса». Сохранение воды на Великих равнинах является одним из наиболее важных факторов поддержания устойчивости Великих равнин. Также очень важно, чтобы фермеры, использующие землю, придерживались устойчивой практики. Поскольку существует множество различных устойчивых способов ведения сельского хозяйства, трудно решить, какой из них будет наиболее устойчивым. Однако, согласно «Анналам Ассоциации американских географов», фермеры вряд ли изменят свой образ жизни, в результате чего результат для Великих равнин остается под вопросом. «Что действительно необходимо, так это новые методы, концепции и методы измерения». Самая большая проблема в изменении устойчивости в таком большом экорегионе — заставить большую часть фермеров использовать землю для практики, не наносящей вреда земле, что представляет собой проблему, поскольку существует так много различных методов ведения сельского хозяйства. «Сохранение прерий требует: 1) новых технологий... для расстановки приоритетов и определения контекста для спасения прерий, 2) экологически обоснованных инициатив по обращению вспять значительных потерь площади и состояния местных лугов, 3) переосмысления стандартизированных инструментов в профессии управления пастбищами, и 4) новое агентство по природным ресурсам».

Места обитания

Из-за своих огромных размеров на Великих равнинах существует множество различных типов мест обитания. Различия в широте и долготе, а также различия в высоте и близости к воде формируют экосистемы этих лугов.

Прерии Талграсс

Цветущий большой синий стебель , характерное высокотравное прерийное растение.

Высокотравные прерии расположены в южной и восточной части великих равнин. Когда-то он занимал 170 миллионов акров в Северной Америке. Сейчас осталось менее 4%, в основном в Канзас- Флинт-Хиллз . Эта область ниже и влажнее, чем Высокие равнины, и теплее, чем во многих других регионах. В некоторых районах здесь выпадает более 40 дюймов осадков в год. Травы здесь включают голубые стебли и многие другие виды. Исторически сложилось так, что многие районы Среднего Запада, которые сейчас покрыты лесами, когда-то были высокотравными прериями. Огонь очень важен для поддержания прерии. Без этого многие территории могут стать лесными.

Короткотравные прерии

Низкотравные прерии встречаются на высоких равнинах Колорадо , Канзаса, Монтаны, Небраски, Нью-Мексико , Северной Дакоты, Оклахомы , Южной Дакоты, Техаса и Вайоминга . 70% первоначальной прерии с короткой травой сохранилось и сегодня, что делает ее одной из наименее фрагментированных экосистем прерий.

Характерная флора

Луга возникают там, где осадков недостаточно для поддержания деревьев, поэтому могут выжить только травы и несколько кустарников. На великих равнинах есть три вида лугов: прерии с короткой травой, прерии со смешанной травой и прерии с длинной травой. В каждом из них виды трав играют ключевую роль. Они обеспечивают пищу, кров, служат хозяевами личинок для многих видов и служат основной пищей для буйволов. Эти травы имеют жизненно важное значение для экосистемы и защищают почву от сильных ветров, проносящихся по прерии. Все они устойчивы к засухе и имеют сильные короткие корни, удерживающие почву на месте.

В низкотравных прериях растут два доминирующих растения: буйволиная трава ( Buteloua dactyloides ), сильная и выносливая трава, любимая травоядными. Второй — голубая грама ( Buteloua gracilis ), необходимая для удержания почвы. В высокотравных прериях встречаются четыре доминирующих вида: большая синестебельная трава ( Andropogen gerardii ), индийская трава ( Sorghastrum nutans ), просо ( Panicum virgatum ) и маленькая синестебельная ( Schizachyrium scoparium ). Большая синяя трава высотой 4–8 футов была любимой пищей буйволов.

Характерная фауна

«Ключевой вид» — это вид, который «имеет непропорционально большое значение в своем сообществе». Ключевые виды на великих равнинах включают бизона и луговую собачку. На лугах обитает множество других видов, в том числе олени, кролики, мыши и многие виды птиц.

Луговые собачки

Две чернохвостые луговые собачки

На Великих равнинах луговая собачка является ключевым видом. Исследования, сравнивающие численность видов в районах колонизации с районами, где нет колонизации луговых собачек, показывают явные доказательства того, что луговые собачки действительно оказывают значительное влияние на окружающую среду, изменяя растительность и, следовательно, влияя на среду обитания и доступность пищи для других видов. На Великих равнинах существует большая мозаика растительного разнообразия из-за обширного выпаса луговых собачек на высокой траве. Эта мозаика поддерживает множество мелких млекопитающих. Помимо изменения растительности, луговая собачка также создает среду обитания для многих других организмов, создавая обширные системы туннелей, которые другие мелкие млекопитающие, такие как пустынный хвостатый хвост , полосатый скунс и оленьая мышь, используют в качестве убежища. Сильной характеристикой ключевых видов является их способность создавать и изменять среду обитания других организмов, и очевидно, что луговые собачки делают это. В заключение отметим, что луговая собачка — культовый вид животных Северной Америки. Его тесная связь с экологией и структурой Великих равнин делает его определяющим ключевым видом экорегиона.

В экорегионе обитает несколько типов луговых собачек, в том числе чернохвостые , белохвостые и Ганнисона , хотя чернохвостые собачки являются наиболее многочисленными и широко распространенными.

Бизон

Американский бизон. ( бизон бизон )

См. Также: Сохранение американских бизонов.

Американские бизоны (Bison Bison) когда-то бродили по лугам Великих равнин огромными стадами. Их общая численность населения когда-то исчислялась десятками миллионов и охватывала большую часть Северной Америки. Сокращение численности серьезно снизило их воздействие на окружающую среду. Большое влияние зубров как пасущихся животных, основного преобразователя растительной биомассы в животную и ключевого звена в переработке питательных веществ было потеряно. Их пастбищные привычки сыграли решающую роль в создании большей части биоразнообразия, наблюдаемого сегодня в регионе, включая луговых собачек. Помимо пожара, зубры были ответственны за удаление лишнего растительного материала, скопившегося на пастбищах. Накопление мертвого растительного материала значительно затрудняет прорастание семян и биоразнообразие остается на прежнем уровне. Очистка избыточной биомассы способствовала развитию и поддержанию биоразнообразия видов растений на равнинах. Хотя американские бизоны когда-то играли ключевую роль как в создании, так и в поддержании нынешнего биоразнообразия Великих равнин, сильно сократившаяся популяция, которая все еще остается, оказывает незначительное экологическое воздействие на экорегион Великих равнин.

Вымирающие виды

Летучая мышь Индианы ( Myotis sodalis )

Летучая мышь Индианы — важный хищник на Великих равнинах. Летучая мышь Индианы сохраняет биоразнообразие, поедая мотыльков, комаров и мух под ночным небом. Эта летучая мышь спит в заброшенных пещерах и шахтах в зимние месяцы, а в теплое время года — под корой деревьев. Эта летучая мышь Индианы находится под угрозой исчезновения в основном из-за вмешательства человека в пещеры. Тем не менее, помощь по защите этого вида продолжается. Помимо проявления гостеприимства к этим летучим мышам, будут подняты ворота, запрещающие посетителям входить в пещеры и шахты в месяцы спячки. Также проводятся исследования, направленные на обнаружение других факторов, сокращающих популяцию летучих мышей Индианы.

Еще один исчезающий вид Великих равнин — малая белая дамская туфелька . Этих орхидей осталось всего 100 штук. Инвазивные виды и защитники земель в равной степени сыграли свою роль в уничтожении этой популяции; а также люди, срывающие эти цветы. Единственная действенная природоохранная акция по спасению «Тапочек Маленькой Белой Леди» требует контролируемых пожаров; уничтожение окружающих инвазивных растений и обеспечение тапочек маленькой белой леди достаточной площадью поверхности и питательными веществами для повторного заселения. Этому растению необходимо расти рядом с грибом, чтобы выжить из-за симбиотических отношений между ними.

См. также

• Флора Великих равнин (Северная Америка)
  • Флора субрегиона канадских прерий
• Луга Великих равнин Северной Америки
• Великие равнины - связанные темы
• Луга, саванны и кустарники умеренного пояса в США — экорегионы и места обитания биомов в США.