Table of Contents

Жизненная роль североамериканских прерий

Североамериканские прерийные ландшафты, когда-то раскинувшиеся на более чем 170 миллионах гектаров по всему континенту — от канадских прерий через Великие равнины и в северную Мексику — выступают в качестве одной из самых находящихся под угрозой исчезновения экосистем в Соединенных Штатах и Канаде. Эти луга представляют собой гораздо больше, чем просто обширные, открытые поля; они представляют собой сложные и динамичные экологические сообщества, которые предоставляют критически важные экосистемные услуги. Прерии поддерживают необычайное разнообразие местной флоры и фауны, включая многочисленные виды трав, диких цветов, птиц, млекопитающих, насекомых и почвенных микроорганизмов, которые эволюционировали в течение тысяч лет. Помимо их ценности биоразнообразия, прерии играют решающую роль в регулировании гидрологических циклов, улучшении здоровья почвы, улавливании углерода и поддержании сельскохозяйственной продуктивности путем опыления и регулирования вредителей.

Исторически три основных типа прерий — таллграсс, смешанный трава и короткотравник — каждый занимал различные климатические зоны и типы почв, способствуя региональному биоразнообразию и устойчивости. Прерии высокого травы, характеризуемые такими видами, как большая голубая стебля (]Andropogon gerardii и индийская трава (]Sorghastrum nutans, когда-то доминировали во влажных, плодородных регионах на Среднем Западе. Переход прерий смешанного травянистого происхождения между травой высокого травы и зонами короткотравого травяного дерева, в то время как прерии короткотравного дерева, типизированные травой буйвола (]) и синяя грама (]Bouteloua gracilis, преобладают в более сухих, западных частях Великих равнин. К сожалению, потеря

Учитывая экологическую важность и угрожающий статус прерий, в последние десятилетия усилились усилия по сохранению, однако эти усилия сталкиваются с многогранным набором проблем, которые включают фрагментацию среды обитания, инвазивные виды, изменение климата и конкурирующие требования землепользования. Решение этих сложных проблем требует скоординированных, инновационных подходов, которые объединяют экологическую науку, управление земельными ресурсами, реформу политики и участие сообщества.

Основные инициативы и стратегии сохранения

Защита и восстановление экосистем прерий включает в себя целый ряд стратегий, начиная от защиты земель и восстановления среды обитания до устойчивого управления и пропаганды политики. Эти усилия осуществляются различными заинтересованными сторонами, включая федеральные и государственные учреждения, племенные нации, неправительственные организации (НПО), частных землевладельцев, исследователей и местные сообщества. Ниже приводится обзор основных подходов к сохранению, используемых в настоящее время на Великих равнинах и прилегающих прерий.

Покупка и сохранение земельных участков

Защита земли посредством покупки или консервации сервитутов остается одним из самых прямых и эффективных методов сохранения среды обитания прерий. Сервитуты сохранения являются добровольными юридическими соглашениями, которые ограничивают определенные виды развития или землепользования для поддержания экологической целостности, позволяя землевладельцам сохранять собственность и продолжать устойчивое использование. Такие организации, как Охрана природы , сыграли важную роль в приобретении и управлении сотнями тысяч акров высококачественных остатков прерий, уделяя особое внимание районам с родной растительностью и критически важной средой обитания диких животных.

Программа сохранения заповедников Министерства сельского хозяйства США (CRP) дополняет эти усилия, стимулируя частных землевладельцев к выходу на пенсию маргинальных пахотных земель и восстановлению их на родные пастбища посредством ежегодных арендных платежей и совместного несения расходов на восстановительные работы. С момента своего создания в 1980-х годах CRP внесла значительный вклад в сохранение пастбищ, превратив миллионы акров обратно в прерийный покров, улучшив качество почвы и воды и улучшив среду обитания диких животных. Однако одного только приобретения земли и сервитутов недостаточно для борьбы с ускоряющимися темпами потери среды обитания, подчеркивая необходимость интеграции защиты с активным, адаптивным управлением.

Методы восстановления среды обитания

Восстановление прерий — это сложное, долгосрочное начинание, направленное на восстановление местных растительных сообществ, функций почвы и режимов естественного возмущения.Успешное восстановление начинается с тщательной оценки и подготовки участка, включая удаление или подавление инвазивных видов, кондиционирование почвы и часто повторное введение местных смесей семян, адаптированных к местному экотипу. Использование семян, собранных из местных остатков популяций, обеспечивает генетическую пригодность и устойчивость к местным условиям окружающей среды.

  • Методы посева: Обычно используются буры без дождевого периода для сеяния местных семян точно в почву при минимизации возмущений. Также практикуется широковещательное посевное семя с последующим легким душераздирающим воздействием, особенно на небольших или неравномерных участках. Сроки критически важны, часто происходят осенью или весной, чтобы совпасть с естественными сигналами прорастания.
  • Введение в породу кейстона: Восстановление травоядных животных, таких как бизоны (]Бизоновые бизоны) и прерийные собаки (]Спп. помогает восстановить экологические процессы, такие как выпас скота, попирание и норы, которые создают неоднородность среды обитания и способствуют биоразнообразию. Некоторые проекты восстановления включают контролируемые стада бизонов для имитации исторического давления выпаса.
  • Мониторинг и адаптивное управление: Долгосрочный мониторинг состава растительности, здоровья почвы и использования дикой природы направляет адаптивные корректировки в методах управления для улучшения результатов восстановления.

Служба охраны природных ресурсов (FLT:0) предоставляет подробные технические рекомендации и финансовую помощь для восстановления прерий, подчеркивая использование различных смесей семян и методов управления, которые способствуют экологической устойчивости перед лицом изменения окружающей среды.

Сжигание как инструмент управления

Огонь был естественным и неотъемлемым компонентом экосистем прерий на протяжении тысячелетий, формируя растительные сообщества, круговороты питательных веществ и структуру среды обитания.Предписанное сжигание или контролируемый огонь воспроизводит это естественное нарушение в тщательно управляемых условиях для достижения целей сохранения.

  • Экологические преимущества: Огонь подавляет посягательство древесных растений, которые могут превращать луга в кустарники или леса. Он также удаляет накопленный мертвый растительный материал (творог), который позволяет солнечному свету проникать на поверхность почвы, способствуя росту местных трав в теплое время года и цветущих форбов. Некоторые виды прерий полагаются на огненные сигналы для прорастания семян и цветения.
  • Инвазивный контроль видов: Предписанный огонь помогает контролировать инвазивные травы прохладного сезона, такие как гладкий бром (]Bromus inermis) и блюграсс Кентукки (]Poa pratensis), которые вытесняют местные виды в отсутствие огня или выпаса.
  • Рассмотрение вопросов управления: Проведение предписанных ожогов требует специальной подготовки для управления поведением и безопасностью пожара, координации с местными органами власти для управления качеством дыма и воздуха и соблюдения правил ответственности. Эти логистические проблемы могут ограничить частоту и масштаб предписанного сжигания, несмотря на его доказанную эффективность.

При интеграции с другими инструментами управления, такими как выпас и стрижка, предписанное сжигание поддерживает поддержание биоразнообразия прерий и функции экосистемы.

Устойчивое землепользование и регенеративный выпас

Сохранение на рабочих землях имеет важное значение, поскольку большая часть оставшихся прерий существует в сельскохозяйственных ландшафтах. Восстанавливающееся выпас скота имитирует историческую миграцию и выпас стада бизонов, используя контролируемое выпас скота для укрепления здоровья почвы и разнообразия растений.

  • Ротационное выпасание: Высокоплотное, кратковременное выпас с последующим длительным периодом отдыха позволяет пастбищам восстанавливаться, усиливает рост корней и увеличивает органическое вещество почвы.
  • Польза почвы и воды: Улучшенная структура почвы увеличивает проникновение и удержание воды, уменьшая эрозию и стоки. Здоровые почвы также улавливают углерод, способствуя смягчению последствий изменения климата.
  • Среда обитания дикой природы: Различные условия кормления, создаваемые вращением пастбищ, поддерживают птиц, опылителей и другую местную фауну.
  • Программы стимулирования: Программа стимулирования качества окружающей среды Министерства сельского хозяйства США (EQIP) предлагает финансовую и техническую помощь владельцам ранчо, реализующим такие методы сохранения, как ограждение, разработка водных ресурсов и планы выпаса скота, которые повышают устойчивость.

Демонстрируя, что продуктивное сельское хозяйство и сохранение прерий могут сосуществовать, модели регенеративного выпаса скота способствуют более широкому внедрению устойчивых методов на Великих равнинах.

Основные проблемы, стоящие перед охраной прерий

Несмотря на предпринимаемые усилия по сохранению, североамериканские прерии сталкиваются с постоянными и возникающими угрозами, которые ставят под угрозу их долгосрочное выживание. Эти проблемы часто взаимодействуют синергетически, усиливая негативное воздействие на биоразнообразие и функционирование экосистем.

Городское и пригородное развитие

Быстрый рост столичных районов, особенно в таких регионах, как Передний хребет Колорадо, центральный Техас и части Среднего Запада, потребляет тысячи акров местных лугов ежегодно. Жилой застройка низкой плотности, обычно называемая пригородным разрастанием, фрагменты смежных мест обитания на более мелкие участки, увеличивая краевые эффекты, которые ухудшают качество среды обитания. Фрагментация нарушает коридоры движения дикой природы, необходимые для таких видов, как антилокапра americana и большие прерий-цыплят , в то время как дороги и инфраструктура увеличивают риски смертности через столкновения транспортных средств.

Расширение городов также способствует вторжению на неместные растения, увеличивает конфликты между людьми и дикой природой и изменяет режимы природных беспорядков. Смягчение этих воздействий требует интеграции инструментов планирования землепользования, таких как природоохранные подразделения, которые группируют жилье для сохранения открытого пространства, границы городского роста и стимулы для застройщиков включать зеленую инфраструктуру. Однако баланс экономического роста с сохранением прерий часто сталкивается с политическим и социальным сопротивлением, что требует постоянной пропаганды и участия сообщества.

Сельскохозяйственная конверсия и интенсификации

Наибольшим фактором потерь прерий является переход к интенсивному сельскому хозяйству.Достижения в области генетики сельскохозяйственных культур, включая засухоустойчивые сорта кукурузы и сои, в сочетании с благоприятными ценами на сырьевые товары и федеральными программами страхования урожая, побудили фермеров вспахивать маргинальные луга, особенно в регионе прерий Потоле и частях Дакоты, Небраски и Техаса.

В период с 2009 по 2015 год в результате расширения пахотных земель было потеряно около 50 миллионов акров пастбищ, что привело к потере среды обитания для мигрирующих водоплавающих птиц и других видов, зависящих от пастбищ, а также к прямой конверсии, усилению методов ведения сельского хозяйства, включающих тяжелые удобрения и использование пестицидов, ухудшению структуры почвы, сокращению популяций опылителей и полезных насекомых и внесению вклада в сток питательных веществ, который наносит ущерб водным экосистемам.

Решение этих проблем требует вовлечения сельского хозяйства в партнерские отношения по сохранению и поощрения альтернативных видов землепользования, таких как агролесоводство, силвопастура и диверсифицированные севообороты, которые поддерживают здоровье почв и биоразнообразие.

Инвазивные виды растений и животных

Инвазивные виды представляют значительную угрозу, изменяя состав прерий и экосистемные процессы. Инвазивные травы холодного сезона, такие как гладкий бром (]Bromus inermis и блюграсс Кентукки (]Poa pratensis), образуют плотные монокультуры, которые вытесняют местные теплосезонные травы и снижают пригодность к среде обитания для птиц и опылителей пастбищ.

Другие инвазивные растения, такие как листовая сыпь (]Euphorbia esula) и пятнистая кнапвидная (]Centaurea stoebe), производят токсины, вредные для скота и снижают качество корма.В засушливых и полузасушливых регионах читграсс (]Bromus tectorum накапливает мелкое топливо, которое увеличивает частоту и интенсивность лесных пожаров, нарушая местные растительные сообщества, адаптированные к менее частым пожарным режимам.

Управление инвазивными видами требует комплексных подходов, включая целевое применение гербицидов, предписанный огонь, механическое удаление и биологические средства контроля, такие как насекомые, специализирующиеся на инвазивных растениях. Ограничения финансирования и сохранение инвазивных банков семян усложняют усилия по контролю. Национальный информационный центр по инвазивным видам USDA предоставляет ресурсы и передовые методы для инвазивного управления видами на лугах.

Изменение климата и экстремальные погодные явления

Изменение климата создает все более широкие и усугубляющие риски для экосистем прерий. Повышение средних температур повышает уровень эвапотранспирации, усиливает засуху в местных растительных сообществах и делает их более восприимчивыми к инвазии и смертности. Измененные модели осадков изменили сезонные сроки и объемы осадков, нарушая фенологию растений и жизненные циклы зависимых насекомых и птиц.

Более частые и сильные штормы способствуют эрозии почвы и потере питательных веществ, особенно на деградированных или обрабатываемых землях.Проецируемые климатические модели прогнозируют, что южные Великие равнины будут испытывать более жаркие, более сухие условия, увеличивая вероятность деградации прерий и потенциального превращения в пустынные кустарники или пастбищно-степные мозаики.

Для повышения устойчивости к изменению климата специалисты по планированию сохранения включают устойчивые к засухе местные генотипы, улучшают связь ландшафта для облегчения миграции видов и принимают адаптивные стратегии управления, которые предвосхищают изменение условий окружающей среды.

Участие сообщества и сотрудничество заинтересованных сторон

Долгосрочный успех в деле сохранения прерий зависит от участия местных общин, землевладельцев и широкой коалиции заинтересованных сторон. Создание системы управления и поощрение партнерских отношений в рамках сотрудничества способствует достижению результатов в области сохранения и политической поддержке.

Программы в области образования и информационно-пропагандистской деятельности

Инициативы в области государственного образования имеют жизненно важное значение для развенчания заблуждений о том, что прерии являются «пустынями», и для освещения их богатого экологического и культурного наследия.Программы образования в школах, общинных центрах и заповедниках знакомят участников с местными растениями и животными и роль прерий в поддержании региональных экосистем.

Проект Prairie Heritage в Иллинойсе иллюстрирует успешное участие студентов в практических мероприятиях, таких как сбор семян, посадка и мониторинг, которые культивируют личную связь с землей. Взрослые семинары по озеленению, восстановлению среды обитания и предписанной пожарной безопасности дают право землевладельцам внедрять методы сохранения частной собственности. Кроме того, кампании в социальных сетях и мероприятия под руководством граждан, которые демонстрируют харизматические виды, такие как бабочка-монарх (] Данаус плексиппус ) и более высокий уровень осведомленности о курице-прерии и стимулируют усилия по сбору средств.

Гражданская наука и мониторинг добровольцев

Инициативы в области науки расширяют возможности исследований и углубляют вовлечение сообщества. Такие программы, как Североамериканский обзор племенных птиц и Монархский проект по мониторингу Ларвы, привлекают добровольцев для сбора стандартизированных данных о присутствии видов, их численности и фенологии, предоставляя ценную информацию для планирования сохранения и адаптивного управления.

Проект по наблюдению за природными ресурсами в прериях мобилизует гражданских ученых для документирования биоразнообразия прерий с помощью приложений для смартфонов, облегчая мониторинг в реальном времени инвазивных вторжений видов и прогресса восстановления. Добровольцы также участвуют в практических мероприятиях по восстановлению, таких как сбор семян, распространение местных растений и удаление инвазивных видов, способствуя чувству собственности и управления.

Государственно-частное партнерство и совместная охрана

Ни одна организация не может решить сложные проблемы, стоящие перед экосистемами прерий. Успешное сохранение требует сотрудничества между владельцами ранчо, правительственными учреждениями, НПО, исследователями и общинами коренных народов. Такие инициативы, как Инициатива Сейдж-Грауз, Инициатива Малой Прерии-Курица и Совместное предприятие Prairie Pothole, служат примером эффективных партнерских отношений, которые используют научный опыт, финансовые ресурсы и местные знания.

Программа «Рабочие земли для дикой природы», администрируемая НСРС, стимулирует частных землевладельцев к принятию природоохранных методов, которые приносят пользу видам, находящимся в группе риска, при сохранении продуктивной сельскохозяйственной деятельности. Такие программы уравновешивают экологические и экономические цели, увеличивая участие землевладельцев и устойчивость проектов.

Будущие направления и потребности в политике

Хотя целенаправленные усилия по сохранению природы принесли важные успехи, расширение масштабов охраны прерий и восстановления для поддержания экологической жизнеспособности на ландшафтном и региональном уровнях требует более эффективных политических рамок, устойчивых финансовых инвестиций и инновационных технологий.

Укрепление сельскохозяйственной и земельной политики

Законопроект о фермерстве остается краеугольным камнем федеральной политики в области сельского хозяйства и охраны окружающей среды, оказывая сильное влияние на решения о землепользовании на частных землях. Необходимо срочно провести реформы, направленные на устранение стимулов, стимулирующих преобразование местных лугов в пахотные земли. В частности, улучшение целевых субсидий на страхование сельскохозяйственных культур, укрепление положений о «сократителе», которые уменьшают выплаты на вновь преобразованных лугах, и расширение требований к соблюдению природоохранных норм могут помочь уменьшить потерю среды обитания.

Интеграция целей сохранения прерий в более широкое планирование землепользования, зонирование и политику развития на государственном и местном уровнях поможет уменьшить фрагментацию и способствовать интеллектуальному росту.Кроме того, увеличение финансирования программ сохранения, таких как Программа сохранения заповедников и Программа стимулирования качества окружающей среды, расширит возможности для защиты среды обитания и устойчивого управления земельными ресурсами.

Технологические инновации и приоритеты исследований

Новые технологии предлагают новые инструменты для улучшения охраны прерий. Системы дистанционного зондирования и географической информации (ГИС) позволяют детально картировать среду обитания и контролировать изменения в землепользовании в ландшафтных масштабах. Достижения в области геномики могут информировать о выборе местных адаптированных источников семян для повышения эффективности восстановления в условиях изменения климата.

Приоритеты исследований включают понимание экологических последствий новых режимов возмущения, оптимизацию инвазивных методов контроля видов и количественную оценку экосистемных услуг, предоставляемых ландшафтами прерий. Совместные исследования, которые объединяют экологические, социальные и экономические аспекты, будут направлять более эффективные, справедливые стратегии сохранения.

Повышение роли коренных и местных общин

Коренные народы тысячелетиями управляли прерийными ландшафтами, используя традиционные экологические знания и культурные практики, такие как контролируемое сжигание для поддержания здоровья экосистем. Признание и поддержка руководства коренных народов в сохранении прерий может повысить результаты в области биоразнообразия и культурного возрождения.

Вовлечение местных общин посредством принятия решений на основе участия и справедливого распределения выгод создает социальную лицензию на сохранение и способствует долгосрочному управлению. Совместные модели, которые интегрируют знания коренных народов и научные знания, предлагают многообещающие пути для устойчивого управления прериями.

Заключение

Североамериканские прерии являются бесценными экологическими и культурными сокровищами, которые сталкиваются с беспрецедентными угрозами со стороны развития, сельского хозяйства, инвазивных видов и изменения климата. Усилия по сохранению добились успехов в защите остатков, восстановлении деградированных земель и привлечении заинтересованных сторон, но масштаб и сложность проблем требуют устойчивых, инновационных и совместных подходов. Интеграция научно обоснованного управления, поддерживающей политики, участия общин и уважения к управлению коренными народами будет иметь важное значение для обеспечения того, чтобы эти знаковые ландшафты сохранялись для будущих поколений и продолжали предоставлять жизненно важные экосистемные услуги по всему континенту.