Геологическое основание пампасов

Пампасы, один из самых продуктивных сельскохозяйственных регионов мира, простирается по Аргентине, Уругваю и южной Бразилии, охватывая более 750 000 кв. км. Его формирование начинается глубоко в миоценовую эпоху, около 20 миллионов лет назад, когда тектонические силы, связанные с субдукцией плиты Наска под Южно-Американской плитой, создали обширный бассейн передней суши к востоку от Анд. Этот бассейн действовал как гигантская ловушка отложений, накапливая материал, эродированный из поднимающегося горного хребта в течение миллионов лет.

Во время миоцена и плиоцена (примерно 23-2,6 миллиона лет назад) бассейн, заполненный толстыми последовательностями осадочных пород — песчаников, сланцев и известняков — размещается на мелководье и в речных равнинах. Эти слои являются основой современных пампасов. Ключевым компонентом является пампеанский лёсс, ветровой ил, полученный из вулканического пепла и ледникового промыва, который покрывал область во время плейстоцена. Этот лёсс, часто более 50 метров глубиной, придает пампасам характерную плоскость и необычайно плодородные почвы.

В основу геологии также входят Пампейский хребет и Вентанские горы, изолированные холмы с низким уровнем подъёма, которые разрушают монотонность равнины. Это остатки более старых метаморфических и магматических пород — гранитов и гнейсов — подвергающихся длительной эрозии. Их присутствие обеспечивает естественные дренажные разрывы и локальные изменения в химии почвы. Непрерывное оседание бассейна, сбалансированное осадочными запасами, поддерживало ландшафт с низким уровнем рельефа, идеально подходящий для накопления толстых, богатых органикой почв, которые в настоящее время являются основой сельского хозяйства.

Климатические ограничения и их влияние на ландшафт

Климат Пампасов классифицируется как умеренно влажный до субгумидного, но его эволюция была глубоко сформирована крупномасштабными атмосферными моделями. Южноатлантический субтропический высокий, западный ветровой пояс и сезонная миграция Межтропической зоны конвергенции (ITCZ) коллективно определяют осадки и изменчивость температуры. В течение лета Южноатлантический высокий приносит влажный воздух из Атлантики, доставляя дождь, который поддерживает луга региона. Зимой холодные фронты с юга могут производить заморозки, которые влияют на бездействие растительности.

Одной из наиболее влиятельных климатических особенностей является Эль-Ниньо-Южное колебание (ENSO) . События Эль-Ниньо обычно приносят в Пампасы выше среднего количества осадков, часто приводя к наводнениям и усилению роста пастбищ. Фазы Ла-Ниньи, наоборот, вызывают более сухие условия и снижают урожайность. Эти колебания были зарегистрированы на протяжении веков и оставили отчетливый отпечаток на развитии почвы — чередующиеся слои аллювиальных отложений и органического вещества отражают влажные-сухие циклы над голоценом.

Долгосрочное изменение климата в течение четвертичной было одинаково преобразующим. Во время ледниковых максимумов (например, Последний ледниковый максимум, ~ 21 000 лет назад) пампасы были прохладнее и намного суше. Травы расширялись за счет лесов, и осаждение лоесса усиливалось по мере того, как холодные, сухие ветры проносились по открытым равнинам. В межледниковые периоды - как нынешний голоцен - теплые, влажные условия позволяли развивать богатую, разнообразную экосистему лугов. Взаимодействие между ледниковой засушливостью и межледниковой влажностью создавало динамическую границу между пампасами и более сухим спинномозговым кустарником на западе.

Градиенты осадков и сезонные модели

Годовые осадки через Пампасы колеблются от приблизительно 600 миллиметров в западной полузасушливой окраине до более чем 1200 миллиметров в восточной, Атлантической части, влияющей на нее. Этот восточно-западный градиент особенно важен для сельского хозяйства: влажный восток поддерживает кукурузу, сою и пшеницу, в то время как более сухой запад лучше подходит для выпаса. Сезонное распределение довольно однородно, хотя лето (декабрь-февраль) является самым влажным периодом. Средние годовые температуры 14-18 ° C, с теплым летом (24-27 ° C) и мягкие зимы (8-12 ° C), позволяя длительный вегетационный сезон 7-9 месяцев.

Эти условия сформировали ландшафт, в котором преобладают травы C3 и C4, с участками умеренных лесов вдоль рек и в южных холмах. Отсутствие продолжительного холода и наличие глубоких, плодородных почв сделали Пампасы основной областью для постколониального сельского хозяйства, особенно после введения европейского скота и сельскохозяйственных культур.

Эволюция через четвертичный

Ледниково-межледниковые циклы

Пампасы претерпели глубокие изменения в течение последних 2,6 млн лет четвертичного периода. Повторяющиеся оледенения в Южных Андах и полярных ледяных шапках резко изменили региональный климат. Во время холодных стадиалов Вестерли сдвигались в экватор, принося больше влаги в центральные Анды, но уменьшая ее над Пампасами. Ледниковые вымывающиеся из Анд реки питали большие плетеные реки, которые откладывали гравий и пески вдоль западной окраины равнины.

Напротив, межледниковые — такие как нынешний — видели, как Вестерли отступили к полюсу, вернув Пампасы в более влажный режим. Ландшафт стабилизировался; широкое образование почвы произошло в одеялах лесса, создавая Моллизолы , которые теперь высоко ценятся для сельского хозяйства. Записи пыльцы из осадочных кернов показывают, что во время последнего ледникового максимума (LGM) безлесные луга покрывали почти весь регион, с только изолированными стояками Nothofagus (южный бук) в благоприятной рефугии. После LGM, когда температура нагревалась и количество осадков увеличивалось, травы диверсифицировались и леса расширялись вдоль водотоков.

Голоценовые трансформации

Голоцен (последние ~11 700 лет) привел к созданию современной экосистемы. Ранние голоценовые леса значительно расширились, особенно в северных и восточных Пампасах, достигнув максимальной степени около 6000 лет назад. Однако к середине Голоцена сочетание повышенной засушливости и наступления сильной изменчивости ENSO заставило эти леса снова сокращаться, уступая место открытым лугам. Этот лугопастбищный биом сохранялся до европейского контакта.

Человеческие популяции занимали Пампасы не менее 12 000 лет. Доколумбовые охотники-собиратели использовали огонь для управления пастбищами, поощряя рост удобных для игры лугов и трав. Эти пожары, вероятно, поддерживали открытые ландшафты и предотвращали посягательство древесины. Прибытие европейцев в 16-м веке ввело домашний скот (скот, лошади, овцы) и сельскохозяйственные культуры (пшеница, кукуруза), и с ними произошли радикальные изменения в землепользовании. К концу 19-го века местные луга были в значительной степени преобразованы в пастбища и пахотные земли, преобразование, которое продолжается сегодня.

Фертильность почв и сельскохозяйственное доминирование

Исключительная плодородность пампеанских почв обусловлена двумя факторами: материалом для лугов и растительностью лугов. Лесс богат мелкими частицами (игла и глина), которые удерживают влагу и питательные вещества. Органическое вещество накапливается, когда мертвые травяные корни медленно разлагаются в прохладных, умеренных условиях. Полученные почвы - обычно моллизолы с глубоким, темным горизонтом А - имеют высокий уровень азота, фосфора и калия, требующих относительно небольшого количества удобрений по сравнению со многими другими сельскохозяйственными регионами мира.

Сельскохозяйственное производство в Пампасах ошеломляет. Только Аргентина производит более 50 миллионов метрических тонн сои ежегодно (большая часть ее в Пампасах), плюс 20 миллионов тонн кукурузы и 15 миллионов тонн пшеницы. Выпас говядины поддерживает крупную экспортную отрасль. Однако непрерывное монокропирование, движение тяжелой техники и использование синтетических агрохимикатов привели к уплотнению почвы, эрозии и снижению рождаемости в некоторых областях. Сельское хозяйство сохранения - не дождевое земледелие, покрытие посевов и интегрированные системы животноводства - все чаще принимается для поддержания производительности при защите почвенного ресурса.

Биоразнообразие и экосистемные услуги

Хотя часто описывается как «море травы», Пампасы содержат удивительный уровень биоразнообразия. Местные луга региона содержат сотни видов трав (например, Stipa , Paspalum, Bothriochloa) и форбс (например, Eryngium, Verbena). Это разнообразие растений поддерживает характерную фауну: большие реи, олени пампасов, гривенчатый волк и норная сова являются знаковыми видами. Водно-болотные угодья в Пампасах, такие как Esteros del Iberá (большое болото в северных Пампасах), имеют решающее значение для водоплавающих птиц, рыб и а

Экосистемные услуги — очистка воды, хранение углерода, борьба с наводнениями, опыление и регулирование вредителей — обеспечиваются оставшимися естественными и полуестественными средами обитания. Тем не менее, согласно последним оценкам сохранения, только около 5% лугов Пампея остаются в естественном или почти естественном состоянии. Большая часть этой оставшейся растительности ограничена охраняемыми районами, придорожными окраинами и железнодорожными разрезами. Потеря биоразнообразия создает долгосрочные риски для устойчивости сельского хозяйства, включая снижение полезных насекомых и потерю генетических ресурсов для диких родственников сельскохозяйственных культур.

Влияние человека: прошлое и настоящее

Предколониальное землеустройство

Коренные группы, такие как Querandí, а затем Pampas (Het) люди использовали ресурсы региона устойчиво в течение тысячелетий. Они охотились на диких фруктов и семян и использовали огонь для управления растительностью. Огонь был жизненно важным инструментом, который увеличил доступность корма для гуанако (дикие верблюды) и реи, их основной добычи. Эти методы поддерживали мозаику лугов и кустарников, предотвращая доминирование высокой древесной растительности. Прибытие лошадей с испанцами изменило равновесие ландшафта — скотоводы увеличили пастбищное давление, но все же общее воздействие оставалось умеренным по сравнению с современным сельским хозяйством.

Современная сельскохозяйственная трансформация

В 19 и 20 веках произошла полная трансформация пампасов. «Завоевание пустыни» (1878-1885) вытеснило коренное население и открыло земли для европейских иммигрантов и крупных эстанций (ранчо). Заборы из колючей проволоки, ветряные мельницы для добычи подземных вод и железные дороги сделали возможным интенсивное животноводство и сельскохозяйственное хозяйство. К 1900 году пампасы уже были одним из ведущих регионов мира по экспорту зерна. После Второй мировой войны механизация и зеленая революция — синтетические удобрения, пестициды, высокоурожайные сорта — еще более активизировали производство. Недавнее расширение генетически модифицированных соевых бобов (Roundup Ready) с 1990-х годов превратило пампасы в ландшафт с преобладанием сои, с глубокими экологическими последствиями.

Урбанизация также значительна. Буэнос-Айрес, крупнейшая столичная область в Южной Америке (население ~ 15 миллионов), лежит на восточном краю Пампаса. Его влияние простирается далеко в окружающие сельскохозяйственные угодья, а городской спрос на воду, продукты питания и управление отходами влияет на региональное землепользование. Меньшие города, такие как Росарио, Кордова и Ла-Плата, аналогичным образом давят на оставшиеся природные районы.

Проблемы сохранения и перспективы на будущее

Пампасы сталкиваются с многочисленными угрозами. Преобразование среды обитания является наиболее острой: менее 1% аргентинских пампасов юридически защищено, один из самых низких процентов любого биома во всем мире. Основные природоохранные районы, такие как Национальный парк Лихуэ Калель и Национальный заповедник Отаменди , являются небольшими и фрагментированными. Инвазивные виды, особенно европейский дикий кабан, бобр и многочисленные экзотические травы, конкурируют с местной растительностью и изменяют режимы пожара. Изменение климата добавляет дополнительную неопределенность: модели прогнозируют умеренное потепление (2-3 ° C к 2100 году) и повышенную изменчивость осадков, что может повысить урожайность в краткосрочной перспективе, но также может усилить циклы наводнений и засухи.

Усилия по примирению сельского хозяйства с сохранением набирают обороты. Инициатива по сохранению пампасских пастбищ , поддерживаемая такими организациями, как , Сохранение природы и местными НПО, способствует добровольным соглашениям о сохранении, сертификации сельского хозяйства, благоприятного для дикой природы, и восстановлению ключевых коридоров. Практика агроэкологии - интеграция деревьев, выпасов и сельскохозяйственных культур - предлагает путь для поддержания производительности при восстановлении экосистемных услуг. Меры политики, включая платежи за экосистемные услуги и более строгое соблюдение природоохранных законов, необходимы для защиты оставшихся природных фрагментов пастбищ.

Роль науки в понимании пампасов

Продолжающиеся исследования геологов, палеоэкологов и агрономов продолжают совершенствовать наше понимание эволюции пампасов. Осколочные ядра, пробуренные в Лагуна-де-лос-Пампас и других палеолаке, раскрывают подробные записи о растительности, пожаре и климате за последние 50 000 лет. Эти данные помогают предсказать, как регион может реагировать на будущие изменения климата. Почвенные ученые работают с фермерами над разработкой устойчивых моделей землепользования, которые минимизируют эрозию и потерю питательных веществ. Задача состоит в том, чтобы поддерживать экономический двигатель, который кормит миллионы людей, сохраняя при этом уникальное природное наследие этой великой равнины.

Для дальнейшего чтения обратитесь к Британика на Пампасах , Википедия статья на Пампасах , и научный обзор на Научные доклады (2020) на Пампеанских почвообразующих. Дополнительный взгляд на сохранение можно найти через Всемирный фонд дикой природы Пампас экорегион страница .

Заключение

Пампасы — это гораздо больше, чем плоская плодородная равнина. Его формирование — это история глубокого геологического времени: столкновение тектонических плит, подъем Анд и непрекращающийся ветер и вода, которые отложили лёсс. Его климатическая история, движимая танцем океанских течений и ледниковых периодов, сформировала биом лугов, который сделал регион глобальным сельскохозяйственным центром. Тем не менее, та же самая производительность теперь угрожает экологической ткани, которая его поддерживает. Понимание прошлого — как медленные ритмы геологии, так и быстрые темпы изменения человека — предлагает самый четкий ориентир для управления будущим этого необычного ландшафта.