Table of Contents

Пустыня Соноран является одной из самых замечательных и биоразнообразных экосистем Северной Америки, простирающейся через юго-запад Соединенных Штатов и северо-западную Мексику. Занимая около 260 000 квадратных километров (100 387 квадратных миль), этот необыкновенный ландшафт охватывает южную Аризону, юго-восточную Калифорнию и обширные части мексиканских штатов Сонора и Баха Калифорния. Далеко не будучи бесплодной пустошей, пустыня Соноран изобилует жизнью, в ней обитает невероятное множество видов растений и животных, которые развили замечательные адаптации для процветания в одной из самых сложных сред Земли. Однако эта драгоценная экосистема теперь сталкивается с растущими угрозами от опустынивания, изменения климата и человеческой деятельности, которые могут фундаментально изменить ее характер для будущих поколений.

Понимание географического охвата и границ пустыни Соноран

Пустыня Соноран занимает приблизительно 260 000 квадратных километров (100 387 квадратных миль) юго-запада Соединенных Штатов и северо-западной Мексики, включая южную половину Аризоны, юго-восточную Калифорнию и большинство штатов Сонора и Баха Калифорния, Мексика.Это обширное пространство делает его одним из крупнейших и наиболее экологически значимых пустынных регионов в Северной Америке.

Ограниченные на севере Моголлонским краем, пустыня Соноран с востока в пустыню Чиуауан, пустыня Мохаве на западе и тропические леса и горные леса центральной Мексики на юге создают уникальные экологические градиенты, где виды из разных биомов смешиваются, способствуя исключительному биоразнообразию региона.

Расширяясь между 23°N и 30°N, субтропическая пустыня Соноран представляет собой экотон континентального масштаба между тропиками и умеренными зонами западной Северной Америки.В региональном масштабе пустыня Соноран служит переходом между Сьерра-Мадре и Скалистыми горами, побережьями Тихого океана и Персидского залива, а также прибрежными низменностями Баха и среднего континента.Это уникальное расположение создает сближение климатических влияний, формирующих отличительный характер пустыни.

Непревзойденное биоразнообразие пустыни Соноран

Почему пустыня Соноран является самой разнообразной

Пустыня Соноран является наиболее биологически разнообразной из четырех пустынь США, что отличает ее от пустынь Мохаве, Большого бассейна и Чиуауана. Это замечательное биоразнообразие связано с несколькими уникальными факторами, которые создают идеальные условия для широкого спектра форм жизни.

Считается, что пустыня Соноран имеет наибольшее видовое разнообразие в любой пустыне Северной Америки, и это разнообразие происходит в относительно тонких пространственных масштабах. Это означает, что даже в небольших районах посетители могут столкнуться с удивительным разнообразием растений и животных, каждый из которых адаптирован к конкретным микрорайонам и экологическим нишам.

Ландшафтное разнообразие в пустыне Соноран соперничает с любым другим наземным экорегионом на Земле, где представлены почти все биомы планеты, начиная от холодных хвойных лесов до жарких пустынь, где мороз почти отсутствует, а осадки редки.Этот огромный вид, форма жизни и ландшафтное биоразнообразие является результатом множества факторов: субтропический климат, континентальная физиография, бимодальные осадки, разнообразная геология и широкая топография.

Впечатляющие виды подсчитывают

Цифры рассказывают захватывающую историю биологического богатства. В пустыне Соноран обитают не менее 60 видов млекопитающих, более 350 видов птиц, 20 земноводных, около 100 рептилий и около 30 видов местных рыб. Эта фауна представляет собой разнообразные эволюционные линии и экологические стратегии выживания в засушливых условиях.

Разнообразие растений одинаково впечатляет. В пустыне Соноран выявлено более 2000 видов растений, и каждая из трех физиологических групп сосудистых растений (C3, C4 и CAM-фотосинтетические пути) доминирует в одном или нескольких крупных биотических сообществах. Такое разнообразие фотосинтетических стратегий позволяет растениям использовать различные сезонные модели влажности и температурные режимы.

Подсчитано, что одна треть видов, произрастающих в пустыне Соноран, являются эндемичными, то есть обитают только в пустыне Соноран. На одном только полуострове Баха обитает около 550 эндемичных видов растений. Этот высокий уровень эндемизма подчеркивает уникальную эволюционную историю пустыни и специализированные адаптации, необходимые для выживания здесь.

Небесные острова: горячие точки биоразнообразия в пустыне

Район Небо-Айленда составляет около сорока пяти тысяч квадратных миль из шестидесяти пяти изолированных горных хребтов, поднимающихся из пустыни в результате сближения нескольких основных биогеографических областей (Пустыня Чиуауан, пустыня Соноран, плато Колорадо, Южные Скалистые горы и Северные горы Сьерра-Мадре). Это сближение, в сочетании с градиентом высоты Небесных островов, приводит к чрезвычайному биоразнообразию по всему региону, в той степени, в которой Международный союз охраны природы объявил его областью с наибольшим разнообразием растений за пределами тропиков.

Одна гора в пределах региона обеспечивает среду обитания более чем 50 % видов птиц и наибольшее разнообразие видов млекопитающих в США. По оценкам, более 150 000 беспозвоночных, 100 млекопитающих, более 2100 видов растений и сотни видов пчел обитают в регионе Небо-Айленд. Эти горные хребты служат рефугией для видов, которые не могут выжить в окружающей низменной пустыне, создавая острова мезической среды обитания в море засушливости.

Уникальный климат, который формирует жизнь в пустыне

Бимодальные осадки: ключ к биоразнообразию

Возможно, ни одна особенность не определяет пустыню Соноран больше, чем ее бимодальный режим осадков.Перемежаясь между пустынями Мохаве и Чиуауа, пустыня Соноран получает частые зимние дожди низкой интенсивности (декабрь / январь), а также сильные летние (июль / август) муссоны последнего.

Он считается самой влажной пустыней в мире и имеет два сезона дождей - один летом, часто называемый сезоном муссонов, и один зимой. Этот двойной режим осадков абсолютно необходим для поддержки исключительного биоразнообразия пустыни, поскольку он позволяет сосуществовать как зимним, так и летним активным видам.

Годовые осадки в пустыне Соноран в среднем составляют от 76 до 500 мм (3-20 дюймов) в зависимости от местоположения, при этом значительная межгодовая и внутригодовая изменчивость в сроках и количестве отражает разнообразную топографию пустыни, причем более высокие высоты получают значительно больше влаги, чем низменные долины.

С декабря по март фронтальные штормы из северной части Тихого океана иногда приносят широко распространенные, нежные дожди в северо-западные районы. С июля до середины сентября летний муссон приносит всплески влажного тропического воздуха и частые, но локализованные сильные грозы. Эти контрастные осадки поддерживают различные наборы видов, адаптированных к каждому сезону.

Температурные экстремумы и сезонные вариации

Летние температуры воздуха обычно превышают 40°C (104°F) и часто достигают 48°C (118°F). Эти высокие температуры вблизи поверхности взаимодействуют с прохладным, влажным воздухом в атмосфере, чтобы вызвать сильные грозы летних муссонов.

Самая жаркая и сухая часть пустыни Соноран находится недалеко от нижней реки Колорадо, где летние температуры могут достигать более 120 ° F (48,5 ° C), а годовое количество осадков составляет менее трех дюймов.Эти экстремальные условия раздвигают границы того, что может выдержать жизнь, но даже здесь сохраняются специализированные виды.

Неожиданно холодные зимние ночи приносят морозы, которые раз в несколько десятилетий достаточно серьезны, чтобы убить огромное количество тропических видов, сохраняя баланс между умеренной и тропической природой пустыни.Эти периодические замораживания действуют как естественный контроль численности населения, предотвращая полное господство тропических видов в экосистеме.

Весенние сезоны после случайных зимних дождей вспыхивают на полях диких цветов, которые ковровые полы пустыни желтым, синим, розовым и белым. Именно эта климатическая сложность делает пустыню Соноран композицией таких расходящихся форм жизни и приводит к высокому уровню биоразнообразия.

Иконическая флора: растения, адаптированные к экстремальным условиям

Кактус Сагуаро: символ пустыни

Сагуаро (Carnegiea gigantea) — древовидный кактус в монотипическом роде Карнегиа, который может вырасти до 12 метров (40 футов) в высоту. Это знаковое растение стало синонимом американского юго-запада, появляясь на бесчисленных фотографиях, фильмах и произведениях искусства.

Сагуаро является эндемиком пустыни Соноран и встречается в основном в западной Соноре в Мексике и в западной Аризоне в США, его ограниченный ареал делает его определяющей характеристикой этой конкретной пустынной экосистемы, поскольку он больше нигде не растет в дикой природе.

Сагуаросы имеют относительно длительный срок жизни, часто превышающий 150 лет. Они могут вырастить свою первую боковую руку в возрасте около 75-100 лет, но некоторые никогда не вырастают никакими руками. Этот медленный темп роста и долголетие делают сагуарос особенно уязвимыми к нарушениям, поскольку популяциям требуется много десятилетий, чтобы оправиться от потерь.

В Национальном парке Сагуаро сагуаро растет от 1 до 1,5 дюйма в первые восемь лет своей жизни; ветви обычно начинают появляться в возрасте 50-70 лет. В более сухих районах может пройти до 100 лет, прежде чем появятся ветви. Сагуарос начинает производить цветы примерно в 35 лет и достигает зрелости примерно в 125 лет.

Замечательные адаптации сагуаро

Кактус использует фотосинтез метаболизма крупуляцевой кислоты, что обеспечивает высокий уровень эффективности использования воды. Это позволяет сагуаро протекать только ночью, сводя к минимуму дневную потерю воды. Этот фотосинтез CAM является важной адаптацией, которая позволяет растению сохранять драгоценную влагу в засушливой среде.

Сагуаросы имеют аккордеонные ребра и суккулент стебля, что позволяет им хранить сотни галлонов воды во время осадков. По мере накопления большего количества воды кожа сагуаро начинает расширяться, чтобы освободить место для большего хранения. Эта расширяемая структура позволяет кактусу максимально использовать редкие дождевые события.

Суккулент может расширять своё плиссированное тело, как аккордеон, для хранения более 1000 галлонов воды и выдерживать месяцы без дождя.На полную мощность эти массивные кактусы могут весить несколько тонн, при этом вода составляет большую часть их массы.

Кактус имеет один глубокий корень — остальные его корни растут близко к поверхности земли, чтобы поглотить как можно больше воды, прежде чем он испарится. Сагуарос поддерживается ребристым древесным скелетом, который расширяется как аккордеон, чтобы растение могло удерживать влагу.

Экологическое значение сагуароса

Поскольку многие другие виды полагаются на них для поддержания и укрытия, сагуаросы являются ключевым видом, основой экосистемы, в которой они растут. Их экологическая важность выходит далеко за рамки их впечатляющего физического присутствия.

Кактус сагуаро служит отелем для нескольких диких животных пустыни. Дятлы Гилы, как правило, являются первым животным, вырезавшим гнездовые отверстия в сагуаро. Они ждут несколько месяцев, прежде чем использовать его, чтобы позволить внутренней мякоти сагуаро высохнуть в твердый корпус вокруг полости. После того, как эти птицы поднимают своих детенышей, гнездовые отверстия становятся ценным убежищем для нескольких других животных, включая эльфийских сов, ловцов мух, гаечных ключей и других видов.

Цветы, фрукты и мясо сагуаро по-разному обеспечивают нектар, влагу и пищу для птиц, летучих мышей, млекопитающих, рептилий и насекомых.Белые цветы цветут с конца апреля до начала июня, открываясь ночью, чтобы привлечь опылителей летучих мышей, а затем остаются открытыми на следующее утро для пчел, птиц и других насекомых.

Другие известные пустынные растения

За пределами сагуаро пустыня Соноран содержит впечатляющее разнообразие растительной жизни. Двухсезонный характер осадков в пустыне Соноран приводит к большему количеству видов растений, чем любая другая пустыня в мире. Пустыня Соноран включает в себя роды растений и виды из семейства агавы, пальмового семейства, семейства кактусов, семейства бобовых и многих других.

Общие растения включают кактусы бочки, колючие груши, холлы, кусты креозота, деревья пало-верде, мескиты, окотиллос и юкки. Каждое из них развило специализированные адаптации, такие как небольшие листья для уменьшения потери воды, обширные корневые системы для улавливания влаги и способность фотосинтезировать через кору, а не листья.

Разнообразие распространяется на специализированные микрорайоны. Прибрежные районы поддерживают хлопковые леса и ивы, а скалистые склоны принимают различные сообщества, чем песчаные долины. Эта неоднородность среды обитания вносит значительный вклад в общее видовое богатство региона.

Замечательная фауна: животные пустыни Соноран

Млекопитающие адаптировались к жизни в пустыне

Пустыня Соноран поддерживает разнообразную фауну млекопитающих, от крошечных грызунов до крупных хищников. Виды включают рысей, койотов, оленей-мулов, явелин (ошейниковых пекарей) и находящийся под угрозой исчезновения пронгхорн Соноран. Каждый из них развил поведенческие и физиологические адаптации, чтобы справиться с экстремальной жарой и ограниченной водой.

Многие пустынные млекопитающие ведут ночной или сумеречный образ жизни, избегая интенсивного полуденного тепла, оставаясь в норах или тени в самые жаркие часы. Они получают большую часть своей воды из пищи, которую они едят, и многие имеют высокоэффективные почки, которые минимизируют потерю воды.

Пустыня также является домом для более мелких млекопитающих, таких как крысы-кенгуру, которые могут прожить всю свою жизнь, не пья свободной воды, получая всю необходимую влагу из семян и метаболических процессов.Упаковка крыс, наземных белок и различных видов летучих мышей замыкает разнообразие млекопитающих.

Птичье разнообразие

В Соноране обитает 350 видов птиц, 20 видов земноводных, более 100 видов рептилий, 30 видов местных рыб и более 1000 видов местных пчел, в это замечательное разнообразие птиц входят как местные виды, так и мигранты, которые проходят через или зимуют в пустыне.

К иконическим птицам относятся более крупный бегун, известный своей скоростью и способностью охотиться на гремучих змей; дятел Гила, который раскапывает полости гнезд в сагуаросе; и крошечная эльфийская сова, самый маленький вид сов в Северной Америке.Кактусовый рог, птица штата Аризона, строит свои гнезда в кактусах холлы, защищенных грозными шипами растения.

Рапторы, такие как ястребы Харриса, краснохвостые ястребы и золотые орлы патрулируют небо, а колибри дрожат среди пустынных цветов, служа важными опылителями.Угрожаемый кактус ферругинный пигмеев представляет собой одну из проблем сохранения пустыни, при этом популяции сокращаются из-за потери среды обитания.

Рептилии и амфибии

Рептилии процветают в теплом климате пустыни Соноран. Монстр Гила, один из двух ядовитых ящериц в Северной Америке, является знаковым обитателем пустыни. Другие известные рептилии включают черепаху пустыни, ящериц Чакуолла, различные виды гремучих змей (включая западный алмазный берег) и многочисленные другие виды змей и ящериц.

В пустыне Соноран обитают не менее 60 различных видов млекопитающих, более 350 видов птиц и более 100 рептилий. Одна общая черта многих из этих животных — это то, что они являются хозяевами сохранения воды. Например, черепаха пустыни Соноран может жить в течение года без питьевой воды из-за того, как она хранит воду в своей массе тела.

Несмотря на засушливые условия, земноводные сохраняются в пустыне Соноран, хотя и сталкиваются с особыми проблемами. Виды, такие как жаба пустыни Соноран и различные жабы-папедоты проводят большую часть года под землей, появляясь во время муссонных дождей для размножения во временных бассейнах. Саламандра Соноран тигра представляет собой исчезающую амфибию, адаптированную к этой суровой среде.

Редкие и исчезающие виды

Зоноранская пустыня к юго-востоку от Тусона и вблизи мексиканской границы является жизненно важной средой обитания для единственной популяции ягуаров, живущих в США, эти великолепные кошки представляют самую северную протяженность ареала ягуара в Северной и Южной Америке, причём особи иногда пересекают границу Мексики с Аризоной.

Другие редкие виды включают Sonoran pronghorn, одного из самых быстрых наземных животных в Северной Америке, но находящегося под угрозой исчезновения с очень небольшим количеством населения.Меньшая длинноносая летучая мышь, важный опылитель сагуаро и цветов агавы, является еще одним видом, вызывающим озабоченность по поводу сохранения.

Геологический фундамент разнообразия пустынь

Пустыня Соноран состоит из осадочных, магматических и метаморфических пород с широко различающимся возрастом, от 2 миллиардов лет до кембрийских обнажений в Аризоне до относительно недавнего (около 700 г. н.э.) вулканизма в регионе Пинакате недалеко от международной границы. Между 20 и 40 миллионами лет назад многочисленные вулканы были активны в пустыне Соноран, что привело к большим кальдерам (бассейнам, образованным вулканическими взрывами), лавовым вентиляционным отверстиям и шлаковым конусам.

Это геологическое разнообразие создает различные типы почв, дренажные структуры и топографические особенности, которые поддерживают различные сообщества растений и животных.Скалистые склоны, песчаные омовения, вулканические обнажения и аллювиальные долины каждый порт имеют различные скопления видов, адаптированных к этим конкретным условиям.

Топография бассейна и хребта, характерная для большей части пустыни Соноран, создает драматические градиенты возвышения на коротких расстояниях.Горные хребты, поднимающиеся до более чем 9000 футов, разделены долинами на высоте 1000-2000 футов, создавая температурные и влагоградиенты, которые позволяют видам из разных климатических зон сосуществовать в непосредственной близости.

История человечества и культурные связи

Пустыня Соноран является витриной для понимания любопытных взаимодействий между культурным и биологическим разнообразием.Есть по крайней мере семнадцать сохранившихся культур коренных народов, каждая из которых имеет свой собственный бренд традиций землепользования, а также доминирующие англо- и испано-американские культуры, которые принесли в регион другую земельную этику, технологии и стратегии управления пустынными землями.

Археологические данные свидетельствуют о том, что люди Хохокама в современном районе Тусона использовали сагуаро в своей повседневной жизни.Для современного Тохно О’одхам, который считается потомком Хохокама, сагуаро является священным растением, используемым как для церемоний, так и для пропитания.

Ежегодный урожай фруктов сагуаро остается важной культурной и духовной практикой для народа Тохоно О’одхам, знаменуя начало их традиционного нового года.Фрукты обрабатываются в сироп и церемониальное вино, а урожай укрепляет связи с землей, культурными традициями и общественными связями между поколениями.

Коренные народы формировали ландшафт пустыни Соноран на протяжении тысяч лет с помощью таких методов, как контролируемое сжигание, управление водными ресурсами, выборочный сбор урожая и культивирование местных культур. Это традиционное экологическое знание представляет собой бесценный ресурс для понимания стратегий устойчивого проживания в пустыне и сохранения.

Понимание опустынивания: процессы и причины

Что такое опустынивание?

Опустынивание относится к деградации земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных районах в результате различных факторов, включая климатические изменения и деятельность человека. Оно включает в себя потерю биологической продуктивности, эрозию почв, сокращение растительного покрова и деградацию водных ресурсов. Важно отметить, что опустынивание не означает расширение существующих пустынь, а скорее деградацию продуктивных земель в пустынные условия.

В контексте пустыни Соноран опустынивание представляет собой парадоксальную угрозу: превращение экосистемы биоразнообразных пустынь в деградировавший, бедный видами ландшафт, который напоминает стереотипную «бесплодную пустошь», в которую часто ошибочно полагают пустыни.

Непустынные места обитания - например, луга, кустарники и даже лесные массивы и леса - могут быть неумолимо превращены в пустыни из-за неправильного управления землей. Кроме того, наша разнообразная пустынная флора и фауна могут также сильно уменьшиться в результате опустынивания, оставляя их экологическими тенями своих прежних «я».

Изменение климата влияет на пустыню Соноран

Изменение климата представляет собой дополнительную проблему, потенциально приводящую к повышению температуры и изменению структуры осадков, которые могут угрожать выживанию многих местных видов. Бимодальная структура осадков пустыни, которая лежит в основе ее исключительного биоразнообразия, может быть нарушена изменением структуры климата.

Недавнее исследование в Saguaro NP показало значительное увеличение обилия мелкокорневых растений за счет более глубоких корнеплодов и кустарников, таких как мескиты, которые служат в качестве деревьев-кормильцев для кактусов сагуаро. Более глубокие виды в основном поддерживаются осадками холодного сезона, тогда как мелкокорневые виды, как правило, используют короткие, интенсивные импульсы влаги после летних гроз. Эти сдвиги в растительности отражают изменения сезонных осадков, измеренные за последние 30 лет, иллюстрируя тесную связь между экосистемами и бимодальным режимом осадков, который определяет пустыню Соноран, и отслеживая прогнозируемые региональные последствия глобального изменения климата.

Повышение температуры, вызванное изменением климата, может привести к засухе, которая убьет даже хорошо зарекомендовавших себя сагуаросов. Расширенные засухи вынуждают даже эти удивительно адаптированные растения выходить за пределы их толерантности, что приводит к вымиранию, которое может занять столетия, чтобы обратить вспять, учитывая медленные темпы роста сагуаро.

Повышение температуры также влияет на дикую природу. Черепахи пустыни сталкиваются с репродуктивными проблемами, поскольку температура почвы во время инкубации яиц определяет соотношение полов вылупляющихся. Длительные высокие температуры могут перекосить популяции в сторону самок, угрожая долгосрочной жизнеспособности. Аналогичным образом, многие виды сталкиваются с проблемами, поскольку их пределы термической толерантности приближаются или превышаются.

Основные угрозы экосистеме пустыни Соноран

Расширение городов и фрагментация среды обитания

Во второй половине XX века, во многом благодаря интенсивному орошению и широкому использованию кондиционирования воздуха, население городов пустыни Соноран умножилось с нескольких тысяч особей до трёх крупных населенных пунктов региона: Феникс-Меса-Чэндлер, Аризона, с населением территории метро 4,9 млн; Тусон, Аризона, с населением 1,04 млн; и Хермосильо, Сонора, Мексика, с населением 868 тыс. Каждый из этих городских центров продолжает расширяться на национальном уровне, приветствуя новых жителей из дальних регионов.Темпы городского роста угрожают подорвать естественную инфраструктуру биома пустыни Соноран.

К сожалению, первозданная среда обитания пустыни Соноран становится все более редкой. По мере того, как все больше людей переезжают в пустыню, чтобы насладиться ее теплым климатом, притягивающая их природная красота становится вымощенной, разорванной и загрязненной. Важные прибрежные районы изменяются и разрушаются, а вода становится все более редкой. В результате виды, которые с трудом адаптировались к пустынной жизни в течение тысяч лет, внезапно исчезают, неспособные приспособиться к антропогенным стрессам на их среде.

Оптовая замена туземцев инопланетянами является достаточной проблемой, но биоразнообразие пустыни еще более глубоко пострадало от фрагментации среды обитания - разрыв больших участков пустыни на куски настолько мал, что они не могут поддерживать взаимодействие между растениями, опылителями и диспергаторами семян. Такая фрагментация не обязательно приводит к немедленному вымиранию, просто уменьшается - есть временной лаг, прежде чем потеря взаимодействия вида с другими приводит к полной репродуктивной недостаточности. Фрагментация, вызванная урбанизацией, теперь считается угрозой номер один для биоразнообразия региона и не ожидается, что она уменьшится в течение нашей жизни.

Добыча и истощение воды

Как и ожидалось в пустыне, где вода является основным и дефицитным ресурсом, были возведены драматические гидрологические проекты огромного масштаба. Огромные системы каналов направляют воду из реки Колорадо в Аризоне и рек Сьерра-Мадре через пустыню в разросшиеся города. Нерегулируемая перекачка древних водоносных горизонтов, лежащих ниже долин, заполненных осадками, датируемая доисторическими временами, когда леса росли в низинах, подпитывает дальнейший рост. С расширением пустынных городов происходит потеря и фрагментация среды обитания из-за сокращения воды, строительства, загрязнения и других побочных эффектов городского развития.

Овердрафты грунтовых вод имеют тяжелые последствия для экосистем пустынь. Особенно уязвимы прибрежные районы, которые поддерживают непропорционально высокое биоразнообразие по сравнению с нагорными пустынями. По мере того, как падают столы с водой, высыхают источники, прекращаются потоки, исчезают ленточные коридоры пышной растительности, следующие за водотоками.

Дельта реки Колорадо, когда-то являвшаяся экологической горячей точкой в пустыне Соноран, была сильно деградирована из-за затопления и водоотведения вверх по течению.То, что когда-то было обширным водно-болотным угодьем, поддерживающим миллионы перелетных птиц и разнообразных популяций рыб, было уменьшено до доли его прежней степени.

Инвазивные виды: растущая угроза

По оценкам Conservation International, до шестидесяти процентов всей поверхности пустыни Соноран больше не покрыто местной растительностью, но преобладают 380-некоторые чужеродные виды, завезенные в регион людьми и их домашним скотом.Инопланетные растения, такие как буйволочь, теперь покрывают более 1 400 000 акров области за счет как местных растений, так и животных.

Биологические вторжения сейчас входят в десятку главных угроз целостности экосистем Соноранской пустыни, тогда как полвека назад их вряд ли волновали экологи, работающие в регионе. Эти захватчики каким-то образом достигают даже самых отдаленных участков пустыни, вплоть до повсеместного распространения.

Баффельграсс: самый опасный захватчик

Моделирование Геологической службой США и исследования в этом районе показывают, что буйвол может превратить пустыню Соноран в экосистему, в которой преобладает трава, что приведет к лесным пожарам, которые будут катастрофическими для местных видов растений и животных. Эта африканская трава, введенная для корма для скота, стала единственной самой большой инвазивной угрозой для пустыни Соноран.

Как огнеупорное растение буйволов не только угрожает местным видам, но и приводит к более частым и интенсивным лесным пожарам. Способность буйволов быстро распространяться — удваиваясь в изобилии каждые три-семь лет — превращает терновник пустыни Сагуаро в травяную прерию. Это преобразование может привести к значительному увеличению интенсивности и частоты пожаров.

Многие растения и животные в пустыне Соноран не эволюционировали с лесным пожаром. Коренным растениям могут потребоваться десятилетия, чтобы оправиться от даже мягких пожаров, что может еще больше увеличить скорость распространения буйвола. Это создает разрушительную положительную обратную связь: вторжение буйвола приводит к пожарам, пожары убивают местные растения, а нарушенные районы колонизируются еще большим количеством буйвола.

Инвазивные виды, такие как буйволов и горчица Сахара, представляют значительную угрозу экосистеме пустыни Соноран, увеличивая скорость пожаров. Буйволов превосходит сагуарос по скорости горения воды, и растет густо. Он также чрезвычайно легковоспламеняется, но легко выживает при пожаре из-за глубоких корневых систем. Сагуарос не эволюционировал в среде с частыми пожарами, поэтому не приспособлен к выживанию при пожаре. Большинство экосистем пустыни Соноран имеют интервал возврата огня более 250 лет; буйволов процветает с интервалами возврата огня от двух до трех лет. Это привело к переформатированию экосистемы пустыни Соноран и угрожает выживанию сагуаро.

Влияние выпаса скота

Скотоводство глубоко изменило экосистемы пустыни Соноран с момента введения крупного рогатого скота в испанский колониальный период. Перевыпас скота удаляет растительный покров, приводя к эрозии почвы и уплотнению. Крупный рогатый скот преимущественно потребляет вкусные местные растения, давая конкурентные преимущества менее вкусным видам, включая многие инвазивные.

Даже сегодня присутствие крупного рогатого скота приводит к попранию и эрозии местных почв и загрязнению источников воды. Выпас скота серьезно ставит под угрозу местные виды, включая многие находящиеся под угрозой исчезновения растения и животных. Программы контроля хищников по защите крупного рогатого скота привели к угрозе или даже истреблению ключевых хищников, таких как медведь гризли и мексиканский серый волк. Выпас скота в засушливой пустыне Соноран производит очень небольшую долю говядины, доступной на обычных рынках, но его влияние на здоровье этой экосистемы глубоко.

Прибрежные районы особенно уязвимы для выпаса скота вблизи источников воды, попирая берега рек, потребляя прибрежную растительность и ухудшая качество воды. Потеря припойной растительности приводит к эрозии банков, расширению каналов и повышению температуры воды, что наносит вред местной рыбе и другим водным видам.

Добыча полезных ископаемых и добыча ресурсов

Современные цивилизации зависят от добычи полезных ископаемых, чтобы обеспечить большую часть сырья, необходимого для производства продуктов, без которых мы не можем жить. Но добыча также имеет свою цену: непосильное бремя, которое она возлагает на землю. Для производства небольшого количества продукта создаются миллионы тонн отходов, которые разрушают среду обитания, загрязняют воду, снижают качество воздуха и угрожают выживанию дикой природы.

Горнодобывающие работы создают постоянные шрамы на ландшафте, удаляя растительность и верхний слой почвы, изменяя дренажные структуры и оставляя токсичные отходы. Даже после закрытия шахт загрязнение может сохраняться в течение десятилетий или столетий, делая большие площади непригодными для местных видов. Дороги, построенные для доступа к местам добычи, фрагментируют среду обитания и обеспечивают коридоры для распространения инвазивных видов.

Отдых вне дорог

Использование внедорожных транспортных средств в рекреационных целях наносит значительный ущерб экосистемам пустынь. Пустынные почвы, на разработку биологических почвенных корок, предотвращающих эрозию и фиксирующих азот, могут быть уничтожены за считанные секунды при прохождении транспортных средств. Повторное использование создает тропы, которые направляют поток воды, что приводит к эрозии оврагов.

Дикая природа нарушается шумом и активностью транспортных средств, некоторые виды покидают районы интенсивного рекреационного использования. Черепахи пустыни, которые проводят большую часть своего времени в неглубоких норах, особенно уязвимы для раздавливания транспортными средствами. Распространение дорог и троп также фрагментирует среду обитания, создавая барьеры для передвижения животных.

Усилия по сохранению и охраняемые районы

Национальные парки и памятники

Несколько охраняемых территорий охраняют части экосистемы пустыни Соноран. Национальный парк Сагуаро, созданный в 1933 году, охраняет обширные леса сагуаро вблизи Тусона. Национальный памятник кактуса Органной трубы сохраняет среду обитания кактуса органной трубы и других видов вблизи мексиканской границы. Национальный памятник пустыни Соноран защищает разнообразные пустынные ландшафты к западу от Феникса.

Эти охраняемые районы служат в качестве мест обитания местных видов и обеспечивают базовые районы для научных исследований. Они также предоставляют возможности для государственного образования и отдыха, помогая людям общаться и ценить экосистемы пустыни. Однако даже в пределах охраняемых районов такие угрозы, как инвазивные виды, изменение климата и загрязнение воздуха, продолжают создавать проблемы.

Программы инвазивного контроля видов

В то время как Национальный парк Сагуаро в последние годы предпринимает усилия по контролю буйволов, для борьбы с этой угрозой требуется больше работы. При дополнительном финансировании, предоставляемом в рамках исторического закона о двухпартийной инфраструктуре, парк расширяет свои успешные инвазивные методы лечения. Парк использует финансирование закона о двухпартийной инфраструктуре для лечения новых заражений до того, как большое количество семян распространится вниз по склону, чтобы сформировать дополнительные колонии.

Волонтерские программы привлекают граждан к инвазивному выведению видов, при этом тысячи часов ежегодно отдаются на вытягивание буйволов, горчицы Сахары и других инвазивных растений. Раннее обнаружение и протоколы быстрого реагирования помогают предотвратить новые вторжения. Однако масштаб проблемы инвазивных видов намного превышает текущие усилия по контролю.

Защита исчезающих видов

Мы продолжаем защищать Закон об исчезающих видах для более уязвимых растений и животных. Мы выиграли список законов об исчезающих видах для ягуара, пигмея, жука Гилы, саламандры тигра Соноран, юго-западного ивового ловца и других видов, обеспечивая десятки тысяч акров защищенной критической среды обитания.

Программы восстановления исчезающих видов включают разведение в неволе, восстановление среды обитания и усилия по реинтродукции. Соноранский пронгхорн, сокращенный до критически низких чисел, извлек выгоду из интенсивного управления, включая дополнительные источники воды и контроль хищников. Однако многие виды остаются под угрозой, и продолжение усилий по сохранению имеет важное значение.

Сохранение и управление водными ресурсами

Устойчивое управление водными ресурсами имеет решающее значение как для человеческих сообществ, так и для пустынных экосистем. Меры по сохранению включают более эффективные системы орошения, ксериспейпинг с местными растениями, сбор дождевой воды и очистку сточных вод для повторного использования. Некоторые общины изучают возможность управляемого пополнения водоносных горизонтов для пополнения запасов подземных вод.

Защита оставшихся свободнотекущих ручьев и родников имеет важное значение для прибрежных видов. Усилия по восстановлению деградировавших прибрежных районов включают удаление инвазивных деревьев тамариска, пересадку местной растительности и управление выпасом скота. Река Сан-Педро, одна из последних свободнотекущих рек на юго-западе, была в центре интенсивных усилий по сохранению.

Будущее пустыни Соноран

Прогнозируемые климатические сценарии

В рамках проекта климатических моделей продолжается потепление и увеличивается частота засухи в районе пустыни Соноран. Изменения в характере осадков могут изменить режим двумодальных осадков, лежащий в основе биоразнообразия пустыни. Зимние осадки могут уменьшаться, в то время как летние муссоны становятся более переменчивыми и интенсивными.

Эти изменения могут коренным образом изменить состав пустынных сообществ. Виды, адаптированные к зимним осадкам, могут уменьшиться, в то время как те, которые зависят от летней влаги, могут расшириться. Баланс между умеренными и тропическими видами, который характеризует пустыню Соноран, может сместиться в сторону большего тропического сродства.

Считается, что более мягкие зимние и весенние сезоны, связанные с изменением климата, могли позволить расширению этого вида на север, чтобы использовать прибрежные среды долины Верде к югу от Флагстаффа, Аризона. Такие сдвиги диапазона могут стать все более распространенными, поскольку климатические зоны движутся на север и вверх по высоте.

Стратегии адаптации и устойчивости

Для повышения устойчивости экосистем Соноранской пустыни требуется несколько подходов. Защита связности с местами обитания позволяет видам изменять свои ареалы в ответ на изменение условий. Поддержание генетического разнообразия в популяциях обеспечивает сырье для эволюционной адаптации. Снижение неклиматических стрессоров, таких как фрагментация среды обитания и инвазивные виды, помогает экосистемам справляться с изменением климата.

Вспомогательная миграция — преднамеренное перемещение видов в районы, где климатические условия становятся подходящими, — может быть необходима для некоторых видов, неспособных самостоятельно рассеиваться.

Традиционные экологические знания коренных народов, которые тысячелетиями жили в пустыне Соноран, дают ценную информацию для стратегий адаптации. Такие методы, как сбор воды, культивирование устойчивых к засухе местных культур и предписанное сжигание, могут служить основой современных подходов к сохранению.

Роль исследований и мониторинга

Долгосрочный экологический мониторинг предоставляет важные данные для понимания изменений экосистем и оценки эффективности управления.Сеть пустынь Соноран отслеживает жизненно важные признаки, включая климат, растительность, водные ресурсы и популяции диких животных в нескольких единицах национального парка.

Исследования физиологических толерантностей видов, способностей к рассеянию и взаимодействий помогают прогнозировать реакции на изменения окружающей среды.Исследования прошлых климатических колебаний, сохраненные в пакратных средах и других палеологических записях, обеспечивают контекст для текущих изменений и понимания устойчивости экосистем.

Программы гражданской науки привлекают общественность к сбору данных, расширяя географический и временной охват мониторинга, одновременно повышая осведомленность общественности и поддержку сохранения.Программы мониторинга популяций сагуаро, документирования наблюдений за дикой природой и отслеживания инвазивных видов распространяют все преимущества от участия добровольцев.

Что могут сделать люди, чтобы помочь

Ответственное отдых и посещение

При посещении пустыни Соноран пребывание на устоявшихся тропах предотвращает повреждение хрупких пустынных почв и растительности. Избегание нарушений дикой природы, особенно в чувствительные периоды, такие как сезон гнездования, помогает защитить популяции животных. Упаковка всего мусора и избегание введения неместных семян на одежду и оборудование помогает предотвратить распространение инвазивных видов.

Уважение культурных объектов и артефактов сохраняет богатую человеческую историю региона.Многие археологические памятники в пустыне Соноран являются незаменимыми записями прошлых культур, а нарушение или сбор артефактов является незаконным и разрушительным.

Сохранение воды

Для тех, кто живет в пустыне Соноран или вблизи нее, важно сохранить воду. Использование местных растений, адаптированных к засухе, в озеленении уменьшает потребности в ирригации, обеспечивая среду обитания для местной дикой природы. Устранение утечек, установка эффективных приспособлений и сокращение использования воды на открытом воздухе помогают сохранить этот драгоценный ресурс.

Поддержка политики, способствующей устойчивому управлению водными ресурсами, включая защиту ресурсов подземных вод и поддержание экологических потоков в реках и ручьях, помогает обеспечить доступность воды как для человеческих, так и для экологических потребностей.

Поддержка организаций по охране природы

Многочисленные организации работают над защитой экосистемы пустыни Соноран. Поддержка этих групп посредством пожертвований, членства или волонтерской работы усиливает усилия по сохранению. Такие организации, как Музей пустыни Аризона-Сонора, Друзья национального парка Сагуаро и Коалиция по защите пустыни Соноран, занимаются исследованиями, образованием, пропагандой и на местах природоохранной работой.

Участие в волонтерских мероприятиях, таких как инвазивное удаление видов, поддержание троп или мониторинг дикой природы, обеспечивает прямые преимущества для сохранения, предлагая возможности узнать и связаться с экосистемой пустыни.

Климатические меры

Сокращение личных углеродных следов за счет энергосбережения, использования возобновляемых источников энергии, выбора устойчивых транспортных средств и осознанного потребления помогает устранить основной фактор изменения климата. Поддержка политики, которая сокращает выбросы парниковых газов и способствует экологически чистой энергии, ускоряет переход к устойчивому будущему.

Хотя отдельные действия сами по себе не могут решить проблему изменения климата, коллективные действия миллионов людей в сочетании с изменениями в политике и технологическими инновациями могут существенно изменить траекторию будущего изменения климата и его воздействия на экосистемы, такие как пустыня Соноран.

Заключение: пустыня, которую стоит защищать

Пустыня Соноран является свидетельством устойчивости и адаптивности жизни в экстремальных условиях. Его замечательное биоразнообразие, знаковые виды, такие как кактус сагуаро, и уникальная бимодальная структура осадков делают его одной из самых необычных экосистем Земли. Пустыня поддерживает человеческие культуры на протяжении тысяч лет и продолжает удивлять всех, кто испытывает ее суровую красоту и удивительное изобилие жизни.

Однако эта драгоценная экосистема сталкивается с беспрецедентными угрозами, исходящими от опустынивания, изменения климата, инвазивных видов, расширения городов и неустойчивого использования ресурсов.Сближение этих факторов стресса угрожает фундаментально изменить характер пустыни Соноран, потенциально превращая ее из биоразнообразной экосистемы в деградировавший ландшафт, который может поддерживать лишь часть ее нынешнего видового богатства.

Будущее пустыни Соноран зависит от выбора, который мы делаем сегодня. Защита оставшихся нетронутыми мест обитания, контроль инвазивных видов, устойчивое управление водой, решение проблемы изменения климата и соблюдение экологических ограничений пустыни - все это необходимо для сохранения этой уникальной экосистемы. Традиционные экологические знания коренных народов в сочетании с современным научным пониманием и методами сохранения обеспечивают основу для эффективного управления.

Каждый человек должен играть свою роль в защите пустыни Соноран, будь то ответственный отдых, сохранение воды, поддержка природоохранных организаций или пропаганда защитной политики. Работая вместе - ученые, землеустроители, коренные общины, природоохранные организации и заинтересованные граждане - мы можем гарантировать, что будущие поколения будут продолжать испытывать чудо сагуароса, стоящего в карауле над ландшафтом, изобилующим жизнью, адаптированным и процветающим в одной из самых замечательных экосистем Северной Америки.

Для получения дополнительной информации о сохранении пустыни Соноран посетите Музей пустыни Аризона-Сонора, изучите ресурсы сети пустынь Соноран, узнайте об усилиях по защите от Центра биологического разнообразия, поддержите работу Коалиции по защите пустынь Соноран или узнайте о культурном значении пустыни в Национальном парке Сагуаро.