Table of Contents
Бассейн реки Миссисипи является домом для одной из самых обширных и экологически значимых систем водно-болотных угодий в Северной Америке. Протянувшись от верховьев в Миннесоте до Мексиканского залива, бассейн охватывает миллионы акров болотистых ландшафтов, которые намного больше, чем застойные заболоченные воды. Эти болота, заливные и донные леса являются динамичными средами, которые фильтруют воду, хранят паводковые воды, поддерживают необычайное биоразнообразие и формируют культурную и экономическую историю региона. Тем не менее, они остаются недооцененными и все более угрожающими. Понимание истинной природы этих болотных ландшафтов показывает их критическую роль в здоровье всего водораздела Миссисипи.
Бассейн реки Миссисипи: водно-болотный гигант
Река Миссисипи истощает более 1,2 миллиона квадратных миль, что делает ее четвертым по величине дренажным бассейном в мире. В этой обширной системе болота и водно-болотные угодья покрывают примерно 16 миллионов акров, наиболее плотно сосредоточены в долине Нижняя Миссисипи Аллувий (также известная как Дельта) и прибрежных водно-болотных угодий Луизианы. Это не однородные экосистемы; они варьируются от сезонно затопленных лесных массивов до постоянно затопленных кипарисовых болот и солоноватых болот вблизи залива. Болота бассейна определяются их гидрологией - ритмом затопления и высыхания - который диктует растительные и животные сообщества, которые процветают там.
Исторически река Миссисипи и её притоки каждую весну переполняли свои берега, откладывая богатые питательными веществами осадки по пойме. Этот естественный пульс создал мозаику водно-болотных угодий. Сегодня дамбы и дамбы кардинально изменили эти потоки, но очаги неповреждённого болота по-прежнему функционируют как живые фильтры и питомники. Экологическая ценность этих районов огромна, обеспечивая среду обитания более 300 видов птиц, 150 видов рыб и бесчисленным рептилиям, амфибиям и беспозвоночным.
Экологическое значение болот за пределами среды обитания
В то время как болота повсеместно признаны прибежищем дикой природы, они выполняют менее заметные, но одинаково жизненно важные услуги. Одним из наиболее важных является очистка воды. Поскольку вода медленно движется через болотную растительность - особенно через плотные стенды кипариса, тупело и болотных трав - осадки оседают и питательные вещества, такие как азот и фосфор, поглощаются или разрушаются микроорганизмами. Эта естественная фильтрация уменьшает нагрузку загрязняющих веществ, которые в противном случае впадали бы в Мексиканский залив, где избыточные питательные вещества способствуют ежегодной гипоксической «мертвой зоне».
Контроль за наводнениями - еще одна важнейшая функция. Один акр болота может вместить более миллиона галлонов паводковой воды. Во время сильных дождей или таяния снега болота действуют как гигантские губки, поглощая стоки и медленно высвобождая их. Это снижает пиковые высоты наводнений и защищает общины ниже по течению. В бассейне Атчафалайя - крупнейшем болоте в Соединенных Штатах - лесные водно-болотные угодья могут хранить эквивалент 10-летнего наводнения, избавляя такие города, как Батон-Руж и Новый Орлеан от более серьезного наводнения.
Углеродная секвестрация является растущим направлением исследований болот. Богатые торфяниками водно-болотные угодья, особенно в кипарисовых болотах и прибрежных болотах, хранят большое количество углерода, который в противном случае улетучивался бы в виде углекислого газа. Когда эти водно-болотные угодья истощаются или нарушаются, этот углерод высвобождается, способствуя изменению климата. Поэтому защита и восстановление болотных мест обитания является климатическим решением в своем собственном праве.
Виды кейстоунов и уникальные адаптации
Болотные экосистемы бассейна Миссисипи построены вокруг горстки ключевых видов. Облысый кипарис (]Таксодиевый дистишум) является знаковым деревом южных болот. Его «колени» — древесные проекции, которые поднимаются над водой — долгое время считались источником кислорода для погруженных корней, но ученые теперь считают, что они также стабилизируют дерево в мягкой грязи. Кипарис может жить более 1000 лет и процветать в заболоченных условиях, которые гниют большинство других деревьев.
Другой основополагающий вид — американский аллигатор (]Alligator mississippiensis. Как главный хищник, аллигатор контролирует популяции хищных видов и, выкапывая «дыры-гатори» во время засухи, создает небольшие пруды, которые поддерживают рыбу и другую водную жизнь, когда болото высыхает. Эти отверстия-гатор являются критическими убежищами, которые позволяют многим видам выживать в сухие периоды.
Рыбы, такие как бобовые, гир и гребневики, адаптировались к низкокислородным болотным водам, развивая плавательные пузыри, которые могут глотать воздух или иметь жабры, предназначенные для извлечения кислорода из теплой, застойной воды. Эта специализированная фауна делает болотные экосистемы чрезвычайно устойчивыми, но также чувствительными к изменениям в гидрологии.
Типы болотистых пейзажей в бассейне Миссисипи
Разнообразие болот в бассейне отражает различия в географии, режиме затопления и химии воды.В то время как в оригинальной статье упоминались донные лиственные и кипарисовые болота, для оценки полной картины необходимо более подробное разбиение.
Болота из хардвуда Bottomland Hardwood
Это наиболее распространенные лесные водно-болотные угодья в бассейне реки Миссисипи. Они встречаются вдоль пойменных пойм Миссисипи и его притоков, от южного Иллинойса до залива. Характеризуются сочетанием лиственных деревьев, таких как водяной дуб, дуб изверга, сладкое дерево и зеленая зола, донные лиственные породы обычно наводняются в течение части года, но высыхают достаточно летом, чтобы позволить заселять саженцы. Глубина воды во время наводнений варьируется от нескольких дюймов до нескольких футов. Эти болота чрезвычайно продуктивны, поддерживая большое количество уток, цапель и мигрирующих певчих птиц. В районах реки Кэш и Большого Пиней-Крик в Арканзасе содержатся некоторые из самых старых оставшихся донных лиственных пород.
Болотные болота Cypress-Tupelo
Там, где наводнение более постоянное и глубины воды больше, доминируют лысый кипарис и водный тупело (]Nyssa aquatica. Эти болота распространены в бассейне Атчафалайя, бассейне Баратария в Луизиане и вдоль нижней Миссисипи вблизи дельты. Деревья приспособлены к длительным периодам затопления, с опухшими стволами (бабочками), которые обеспечивают стабильность. Темная, окрашенная танином вода является классическим изображением южного болота. Эти болота поддерживают превосходное рыболовство, включая крупноротого окуня, малька и сома, и являются основной средой обитания для луизианского черного медведя (] Ursus americanus luteolus, подвида, который когда-то был в списке исчезающих.
Глубоководные болота и буйные
В Луизиане и Миссисипи термин «байу» часто описывает медленно движущиеся, извилистые каналы, соединяющие более крупные водоёмы. Это по сути болотные реки, часто выстланные кипарисом и тупело. Байусы, такие как Байу Тече, Байу Лафурш и Байу Манчак, являются остатками исторических распределительных каналов Миссисипи. Они обеспечивают критические коридоры для движения рыбы и глубоко переплетены с культурой и историей Каджуна.
Лесные водно-болотные угодья vs. травянистые болота
В прибрежной зоне бассейна, особенно к югу от Нового Орлеана, пресноводные болота переходят в солоноватые и солёные болота.В то время как болотам не хватает деревьев, они по-прежнему классифицируются как водно-болотные угодья и имеют много функций с болотами. Прибрежные болота дельты Миссисипи являются одними из самых быстро исчезающих ландшафтов на земле, теряя футбольное поле земли каждый час до оседания, повышения уровня моря и дноуглубления каналов.
Экологические проблемы, стоящие перед болотными экосистемами
Несмотря на свою устойчивость, болотистые ландшафты бассейна Миссисипи находятся под сильным стрессом от многочисленных взаимодействующих угроз.
Изменения в землепользовании и гидрологическое изменение
Строительство, канализация и дренаж для сельского хозяйства отсоединили реку Миссисипи от поймы. С 1930-х годов более 80% оригинальных донных лесных массивов в долине Нижний Миссисипи были очищены для сельского хозяйства, в основном для сои, риса и хлопка. Остальные болота часто изолированы за дамбами, предотвращая естественный обмен водой, осадками и питательными веществами. Без периодического наводнения болотные почвы высыхают, органическое вещество разлагается, а экосистема смещается в сторону нагорных лесов или инвазивных видов.
Городская экспансия, особенно вокруг таких городов, как Мемфис, Батон-Руж и Новый Орлеан, еще больше фрагментирует болотные места обитания. Развитие «болотных угодий» часто включает в себя дренаж и заполнение, практика, которая когда-то казалась прогрессом, но теперь признана экологически разрушительной.
Воздействие изменения климата
Повышение температуры и изменение структуры осадков уже влияют на болота. Теплые зимы позволяют расширяться инвазивным видам, таким как нутрий (]Myocastor coypus. Nutria - это крупные грызуны, которые агрессивно едят водно-болотную растительность, превращая здоровые болота в открытую воду. В прибрежных болотах повышение уровня моря ускоряет вторжение соленой воды, убивая пресноводные кипарисы и деревья тупело. Внутри страны более интенсивные события осадков приводят к более высоким пикам наводнений, которые могут рыскать по растительности и непредсказуемо изменять гидрологию болот.
Возможно, самым коварным климатическим эффектом является повышенная частота и тяжесть засухи. Когда болота высыхают в течение длительных периодов, торфяные почвы компактны, теряют объем и подвергаются лесному пожару. Катастрофические торфяные пожары в Великом мрачном болоте (хотя и за пределами бассейна Миссисипи) служат предупреждением о том, что может произойти в нижнем Миссисипи.
Инвазивные виды
На болотные экосистемы нападают неместные растения и животные. Китайское дерево талоу (]Triadica sebifera) вторглось во многие донные леса в Техасе и Луизиане, опередив местные дубы и десны. Мозоль зебры и азиатский карп изменили пищевую сеть связанных водных путей. Изумрудный пепел-борер угрожает зеленому пеплу, ключевому дереву в северных донных лесах. Контроль над этими инвазивами является постоянной и дорогостоящей проблемой.
Усилия по сохранению: успехи и стратегии
Хотя проблемы и являются сложными, ряд инициатив по сохранению работают над защитой и восстановлением болотистых ландшафтов бассейна. В оригинальной статье перечислены общие точки обзора; мы можем расширить их конкретными примерами.
Проекты восстановления водно-болотных угодий
Крупнейшие усилия по восстановлению водно-болотных угодий в Соединенных Штатах происходят в дельте реки Миссисипи. Управление по восстановлению и защите прибрежных районов Луизианы (CPRA) имеет всеобъемлющий 50-летний план, который использует речные диверсии для строительства новых земель и повторного введения осадка в умирающие болота. Ярким примером является диверсия дельты озера Восковое, которая создала тысячи акров новых водно-болотных угодий. На реке Атчафалайя Инженерный корпус армии построил структуру управления водой, чтобы имитировать естественные модели наводнений. В нижней части Миссисипи частные инициативы, такие как «Национальная система укрытия дикой природы» и работа охраны природы в водоразделе реки Кэш, восстанавливают лесные угодья с донными лиственными породами.
Законы и правила защиты
Закон о чистой воде обеспечивает основную федеральную основу для защиты водно-болотных угодий, но его сфера применения ограничена. Раздел 404 требует разрешения на сброс вырубленных или заполненных материалов в водно-болотные угодья, но многие сельскохозяйственные преобразования освобождены. В последние годы решения Верховного суда сузили определение «воды Соединенных Штатов», сократив число изолированных водно-болотных угодий, которые получают федеральную защиту. Защита на уровне штата варьируется. В Луизиане есть свой собственный «Закон об управлении прибрежной зоной», в то время как Миссисипи и Арканзас в значительной степени полагаются на федеральные программы. Инициатива по сохранению здоровых водосборных бассейнов реки Миссисипи (MRBI) финансирует добровольные методы сохранения на частных землях.
Общественное сознание и вовлечение сообщества
Такие организации, как Общество Одюбона, Ducks Unlimited и сеть реки Миссисипи, проводят программы по информированию общественности о ценности болот. Птицеходные фестивали, болотные туры и учебные материалы помогают землевладельцам понять, что болота — это не пустоши, которые нужно осушать, а ценные природные активы. Гражданские научные проекты контролируют качество воды и отслеживают инвазивные виды. «Школа болота» в Луизиане предлагает семинары по экологии и методам восстановления водно-болотных угодий.
Программы исследований и мониторинга
Академические учреждения, такие как Университет штата Луизиана, Университет Луизианы в Лафайетте и Университет Миссисипи, управляют долгосрочными исследовательскими станциями в болотных условиях. Национальный исследовательский центр водно-болотных угодий Геологической службы США в Лафайетте, штат Луизиана, предоставляет науку для руководства управленческими решениями. Ключевые области исследований включают углеродный цикл, гидрологическое моделирование и реакции видов на изменение климата. Закон о планировании, защите и восстановлении прибрежных водно-болотных угодий (CWPPRA) финансирует постоянный мониторинг результатов проекта, используя спутниковые снимки, датчики уровня воды и исследования растительности.
Экономическое и культурное значение болотных ландшафтов
Болота часто обрамляют исключительно как экологические активы, но они имеют глубокие экономические и культурные связи. Коммерческая и рекреационная рыбалка в болотах бассейна поддерживает отрасль стоимостью в сотни миллионов долларов в год. Сом, сом и креветки, собранные из болотных вод, являются региональными деликатесами. Туризм, связанный с болотами, включая экскурсии на лодках, охоту и наблюдение за птицами, приносит доход сельским общинам. Культуры Каджуна и Креоля в южной Луизиане неотделимы от болотной среды, влияя на еду, музыку, язык и традиционные знания управления водными ресурсами.
Исторически болота обеспечивали древесину, шкуры животных и лекарственные растения. Кипарисовый пиломатериал, собранный из болот, построил дома, гробы и железнодорожные связи по всему Югу. В 19-м и начале 20-го веков «кипарисовские болота» были зарегистрированы специальными тягловыми лодками и железными дорогами, построенными на сваях. Сегодня устойчивые центры сбора урожая и интерпретации болот, такие как в Государственном парке Фонтенбло в Луизиане и Центре приветствия Атчафалайя, демонстрируют, как сбалансировать использование с сохранением.
Будущее болотистых ландшафтов в бассейне реки Миссисипи
Прогноз болот бассейна неоднозначный. Во многих районах, особенно вдоль центральной части Миссисипи, усилия по восстановлению демонстрируют признаки успеха. Лесные поймы созревают, а некоторые диверсии - это строительство земель. Однако темпы изменения климата и повышения уровня моря могут опередить нынешние восстановительные мощности. Проводятся испытания инновационных подходов, таких как увеличение осадочных пород и "живые береговые линии" для прибрежных болот. Решения на федеральном и государственном уровнях определят, можно ли обратить вспять тенденцию потери водно-болотных угодий.
Ясно, что эти болотистые ландшафты не являются статическими реликвиями. Они представляют собой динамические системы, которые реагируют как на природные силы, так и на действия человека. Чем больше мы понимаем об их функционировании — и чем больше мы инвестируем в их сохранение — тем лучше мы будем поддерживать их услуги для будущих поколений. Болота бассейна реки Миссисипи не являются водными пустошами; они являются системой кровообращения континента, и их здоровье является нашим собственным.
Для дальнейшего чтения, изучите интерактивные карты в Южно-Центральном центре по адаптации к климату USGS South Central Climate Adaptation Science Center , узнайте о Прибрежный генеральный план Луизианы и откройте Работа по охране природы в дельте реки Миссисипи .