Um ein weiteres Dust Bowl zu verhindern, muss die USA richtig säen

Diane Banegas arbeitet derzeit im Bereich der Wissenschaft Lieferung für die Forschung Arm des US Forest Service. Sie arbeitete auch für das Office of Naval Research der National Science Foundation und dem Los Alamos National Laboratory. Banegas trug dieses Artikels auf Live Science Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

In den 1930er Jahren verwandelt eine schwere Dürre, kombiniert mit übermäßig intensive Anbaumethoden, die USA Great Plains in einer Staubwüste verheerende wirtschaftliche Verwüstung auf die Landwirte und ihre Gemeinden. Die fruchtbaren Mutterboden, der eine Nation gefüttert, ganz wörtlich, im Wind wehte.

Die US-Regierung war verzweifelt nach etwas — nichts —, die würde die restlichen Mutterboden wieder auf den Boden zu verankern.

Neue Samen, neue Rassen

Die Lösung war, eine neue Generation von Ernte zu Pflanzen, vor allem Haubenmeise Weizengras aus Russland und anderen eng verwandten Arten, die den Mutterboden trotz Trockenheit halten konnte.

Da Haubenmeise Weizengras unter rauen Bedingungen gedeiht, einschließlich Dürre, und bietet gute Weide für das Vieh, schien die Anlage das ideale Hilfsmittel für übermäßig streifte Weideland in den Great Plains und anderen Teilen des Landes. Aber die Samen dieser Art, einmal etabliert, schaffen große Bevölkerungen, die andere Arten out konkurrieren.

Eine Landschaft, geprägt von einem einzigen Grass ist eine Monokultur, die Armen Lebensraum und Nahrungssuche für Wildtiere und Ressourcen für Bestäuber begrenzt.

"Gesunde Ökosysteme brauchen unterschiedliche Pflanzengemeinschaften von Gräsern, [herbaceous blühende Pflanzen als Gräser] Kräuter und Sträucher, die sind einheimische Arten mit Eigenschaften, die für das richtige Klima angepasst, so dass sie erfolgreich herstellen kann", sagte Francis Kilkenny, wer das Great Basin einheimische Pflanze Projekt, eine gemeinsame Anstrengung des US Department of Agriculture Forest Service und dem US-Department of Interior Bureau of Land Management (BLM) führt.

Das Projekt wertet Samen in den "gemeinsamen Garten Studien." Nativen Samen gesammelt aus verschiedenen Bereichen des Landes mit unterschiedlichen Klimazonen alle in einem einzigen zusammengewachsen sind Garten unter den gleichen Bedingungen zu sehen, welche Sorten am besten tun. Eine gemeinsame Garten Studie für Pflanzen ist vergleichbar mit "Twin Studien" an Menschen, die Auswirkungen der Natur gegen ernähren zu trennen.

Die robustesten Samen werden die Grundlage für Sanierungsprojekte Ökosysteme nach große Waldbrände, wie Sie derzeit riesige Wüsten-Beifuß-weiten in Nevada, Idaho und Utah auswischen wieder aufzubauen.

Wiederherstellung des Landes

Im Zuge eines großen Feuers wird die Agentur verantwortlich für die Landschaft machen eine Schnellbewertung über was für die Wiederherstellung erforderlich ist, dann fordern Sie die Samen zur Erreichung dieser Ziele notwendig.

Wenn die Ziele so einfach wie Erosion zu verhindern und stoppen "Cheatgrass", einem berüchtigten non-Native invasive, dominieren die Landschaft könnte Manager etwas so billig und einfach herzustellen als vielfältige Haubenmeise Weizengras greifen. Dies gilt insbesondere, wenn das Land in einem ariden Gebiet mit weniger als 11 Zoll (28 cm) der jährliche Niederschlag ist. Auf der anderen Seite möglicherweise die Restaurierung Ziele eine biologisch vielfältigsten Pflanzengesellschaft, die schützen und nähren, Tierwelt und Bestäuber, Filter Wasser und Luft für menschliche Gemeinschaften zu helfen, und reduzieren Sie die Größe und Intensität der nachfolgenden Waldbrände. In diesem Fall wird ein Landbewirtschafter Ebene der Bezirk oder Wald eine Mischung aus bewährten native Samen wollen.

In der Great Basin – eine Region im Westen der Vereinigten Staaten, die keine Drainage in den Ozean und enthält die meisten der Nevada und Teile von Utah, Kalifornien, Oregon und Idaho – Waldbrände sind häufiger und schwerer geworden. Dies ist zum Teil aufgrund der Dürre und invasive Arten wie Cheatgrass. Es hat ein Problem analog zu Dust Bowl der 1930er Jahre Great Plains erstellt, aber durch die Vereinten Kräfte der Dürre, Wildfire und Invasionen von gebietsfremden Arten beeinflusst.

"Erweiterte Dürre im Great Basin sofort bedrohen nicht die US-Versorgung mit Lebensmitteln wie Dust Bowl Tat, aber die Folgen können im Laufe der Zeit einfach so schwerwiegend sein," sagte Kilkenny. [Ein weiterer 1930er Jahre Dust Bowl Dürre möglich dieses Jahrhunderts (Op-Ed)]

Diese Folgen sind verschwinden Bestäuber, Verlust von Lebensraum für Wildtiere für Schlüsselarten wie die Sage Grouse und Landschaften, die nicht mehr als Natur Wasser-Filtersystem für den Bächen und Flüssen, die von Landwirtschaft und Städte verwendet dienen können. Auch große Waldbrände, angeheizt durch Cheatgrass belasten die Luft mit Rauch, und nach dem Brand Erosion führt zu mehr und größere Staubstürme. Wenn die Landschaft schnell wiederhergestellt ist nicht, übernimmt Cheatgrass noch einmal, was zu einem weiteren großen Brand führt.

"Es ist ein Teufelskreis, sich wiederholende Zyklus" hinzugefügt Kilkenny. "Und Vieh nur Essen Cheatgrass lang etwa zwei Wochen es grün und Keimen wird. Den Rest der Zeit, es ist sinnlos, als Futter"– daher das Wort"Betrug"in der Art allgemeiner Name.

Eine "ganzheitliche" Landschaft

Um zu helfen Managern Landschaften mit einem ganzheitlichen, biologisch vielfältigsten Ökosystem wiederherzustellen, die Tier-und Pflanzenwelt, Landwirtschaft und Menschen zugute kommt, sind Kilkenny und seine Kollegen einheimische Pflanzensorten, beispielsweise Bluebunch Weizengras, Zucht, die mit lokalen und regionalen Klimata gut passen.

Die Forscher nutzen gemeinsame Garten Studien um zu beurteilen, welche Sorten am besten in welchen Orten durchführen werden, aber die Wissenschaftler vermeiden die landwirtschaftliche Praxis der Auswahl für ein einzelnes Merkmal über mehrere Generationen hinweg.

"Wir wollen gute Samenproduktion so wir genügend Samen für Zwecke der Restaurierung vermarkten, aber die Sorten weiterhin wild, nicht domestiziert müssen, oder sie werden nicht so Dürre tolerant sein und gut einmal gepflanzt zu etablieren", sagte Kilkenny.

Native, wilde Arten produzieren nicht in der Regel in Höhe von domestizierten Pflanzen Samen. Züchten von Pflanzen für die Saatgutproduktion kann jedoch zu Lasten einer anderen Merkmale, wie Trockentoleranz, und reduzieren die Pflanzen Fähigkeit sich zu etablieren und in der Natur gedeihen.

"Es ist ein schmaler Grat zu gehen, und einer der Gründe, warum das Erstellen einer ausreichenden Versorgung mit verschiedenen Sorten von native Saatmischungen für große, Landschaftsebene Restaurierungsprojekte so lange dauert", fügte Kilkenny. Anatone, eine Vielzahl von Bluebunch Weizengras gepflanzt im Westen betrifft ihn, sagte er, da nur eine Sorte aus einer einzigen Holzart verwenden, sogar eine einheimische Pflanzenarten, auch Erhöhungen Monokultur Bedenken.

Letztlich konnte der Verlust der genetischen Vielfalt reduzieren wie belastbar Bluebunch Populationen sind an sich verändernde Klima und Dürre und auch gen Erhaltung notwendig für die Entwicklung von zukünftigen Sorten, noch schwieriger machen.

"Wir müssen wahre regionale Sorten für erfolgreiche Restaurationen zu nutzen", sagte Kilkenny. Mit diesem Endspiel im Auge entwickelte er Richtlinien für Landbewirtschafter die besten Samen für verbrannten Flächen auswählen, die sie wiederherstellen möchten.

Die Wohnlandschaft

Ein gesundes Weideland Ökosystem muss mindestens drei der vier wichtigsten Pflanzengruppen: Gräser, Kräuter, Sträucher und Bäume.

Grass, die den Boden am besten in trockener Umgebung hält, ist Wind bestäubt. Gräser verhindern Erosion und ihre Samen ernähren Nagetiere wie Graslandhunde. Forbs nicht den Boden, halten aber ihre Blumen eignen sich für Bestäuber und Insekten und Insekten sind Nahrung für Vögel. Sträucher wie Beifuß bieten Lebensraum für Vögel, wie die größere Sage Grouse, deren Reichweite Beifuß Land im Westen der Vereinigten Staaten ist. Bäume bieten Nahrung und Lebensraum für viele Tierarten.

BLM-Manager leicht erhalten und verschiedene Samen zur Optimierung einer Restaurierung Erfolg, aber nicht mehrere hundert Pflanzen. Die Forschungsergebnisse sagen Manager welcher Samen haben die beste Chancen auf Erfolg in einer bestimmten Region, auf einer bestimmten Höhe, für eine bestimmte Zeit des Jahres, in den aktuellen klimatischen Bedingungen.

Diese Erkenntnisse kommen nicht leicht. Es dauerte Jahrzehnte erfolgreiche neue Saatgutsorten für Gräser zu entwickeln. Erstens müssen die Samen in freier Wildbahn, eine zeitraubende und arbeitsintensive Aufwand gesammelt werden. Diese Samen müssen getestete gemeinsam Garten Studien zu die widerstandsfähigsten Sorten zu finden, und diese Belastungen müssen bei der Saatgutproduktion angebaut werden. Dann die Samen geerntet und auf den Markt gebracht werden müssen, und Landbewirtschafter müssen sie und ihre Qualitäten aufmerksam gemacht werden, so dass sie die richtigen Samen an den richtigen Orten zur richtigen Zeit die richtige Bepflanzung Techniken zu Pflanzen.

Als direkte Folge von Kilkenny und seine Kollegen arbeiten, Land, um den Manager Restaurierung Ziele, von den einfachen Zielen verschoben haben der Pflanzung schnell etwas über große Flächen zu stoppen Erosion und liefern Futter für das Vieh, Pflanzung einer vielfältigen Pflanzengemeinschaft dient, die auch Mensch und Tier.

Die Wissenschaftler bauen auf ihren Erfolg in der Herstellung von Native-Grassamen-Mischungen mit ähnliche Arbeit auf Kräuter, die so wichtig für Bestäuber Wildblumen zu produzieren. So weit, die Forscher haben stieg die Zahl der Kräuter zur Verfügung, aber diese Arbeit hinkt die Wissenschaftler Erfolg mit Gräsern.

"Niemand hat die Kunst des Beifuß Erholung noch perfektioniert, aber wir haben einige Ideen" Kilkenny sagte. "Wir wissen, dass die Wiederherstellung der Lebensräume in den Bereichen des hohen Niederschlags einfacher ist. Wir wissen auch, dass Beifuß Samen ausfallen können, um festzustellen, ob eine Samen-Mischung eine aggressive Rasen wie Haubenmeise Weizengras enthält. Und Wiederherstellung Beifuß oder jede andere Art von Lebensraum ist viel einfacher, wenn die Samen in die gleiche Art von Klima wie die entstanden, die, denen Sie in gehen."

Ein Jahrhundert der Studie

"Wir gelernt habe sehr viel über was nicht funktioniert", sagte Kilkenny. "Aber unser Wissen seit den 1930er Jahren erheblich fortgeschritten." Seit dieser Zeit bemerkt er fünf wichtigsten Ergebnisse:

• Klima ist wichtiger als Geographie bei der Vorhersage, wie gut Samen wachsen und sich zu etablieren. Samen Don't care, wo ihre Eltern lebten, wenn die Temperatur zu ihnen passt und sie die richtige Menge Sonnenstunden und Niederschlag erhalten.
• Zeitpunkt der Aussaat macht einen großen Unterschied. Jahr zu Jahr, sogar von Woche zu Woche, Variation von Wettermustern kann die Restaurierung Erfolg einer verbrannten Website auswirken.
• Die Methode der Pflanzung Angelegenheiten. Bläst Samen aus einer Ebene möglicherweise eine schnelle Möglichkeit, ein großes Territorium abdecken, aber es ist nicht so effektiv. Die Samen fallen aus großen Fässern an die Flugzeuge Streuung in den Wind, dünn auf den Untergrund befestigt. Ihr Kontakt mit der Erde ist auch weniger sicher als für die Samen von einem Traktor in Furchen gepflanzt. Infolgedessen viele der Samen nicht zu etablieren, und einige Personen, die nicht konkurrieren auch in der Natur wie dicht gepflanzten Samen werden. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, empfehlen Wissenschaftler Stopfpickel Samen in den Boden, um sicherzustellen, dass sie einen guten Kontakt mit dem Boden oder in einigen Fällen haben Pflanzen eine Spezies in Form von "Stecker."
• Langzeit-monitoring nach der Pflanzung ist entscheidend für die Wirksamkeit der verschiedenen Saatmischungen und Restaurierungstechniken zu bestimmen. Scheitert eine Restaurierung Anstrengung im Inneren Westen, ist eine wahrscheinliche Ergebnis dieser aggressiven gebietsfremden Arten, wie Cheatgrass oder Medusenhaupt einziehen wird. Diese Arten verdrängen einheimische Arten und bieten wenig über Ernährung, Bestäuber, Tiere oder Tiere. Cheatgrass ist auch ein notorischer Brandgefahr.
• Die Viehhaltung aus kernigen Weideland für mindestens drei Jahre verbessert eine Restaurierung Anstrengung Wahrscheinlichkeit des Erfolges.

Wissenschaftliche Forschung ist nur die halbe Miete. Wissen über erfolgreiche seeding von einheimischen Arten, Bewirtschaftern zu liefern, ist die andere Hälfte. Kilkenny und seine Kollegen berichten, dass ihre Marketing-Bemühungen durch den wachsenden Körper des Wissens über Samen Wissenschaft langsam voran; die Partnerschaft Bemühungen mit anderen Agenturen, vor allem die BLM; und Internet-basierte Ressourcen wie Land Behandlungen digitale Library(managed by the U.S. Geological Survey, it catalogs legacy land treatment information on BLM lands in the western United States).

Ein nationales Konzept

"Heute, BLM land Manager Kauf 70 Prozent heimischer Arten Samen," sagte Kilkenny. "Früher genau das Gegenteil. Unsere frühen Schritte für den Landbewirtschaftern beginnen mit native anstatt nicht heimischer Arten machte einen riesigen Unterschied. Diese Verschiebung Politik seit der Jahrhundertwende in der nationalen Saatgut Strategie geführt."

Dies ist eine Partnerschaft mit dem US Department of Agriculture, US Department des Innern und Plant Conservation Alliance, und es führt Renaturierung durch die großen Landschaften, vor allem diejenigen landet durch Weideland Brände, invasive Arten, schwere Stürme und Dürreperioden.

"Feuer, invasive Arten und andere Bedrohungen Staat, lokalen oder anderen Gerichtsbarkeit Grenzen nicht respektieren," sagte Kilkenny. "Erfolgreiche Wiederherstellung nach Großbrände Soda Feuer südwestlich von Boise, Idaho, wie, die in Oregon erreicht ist eine nationale Anstrengung mit mehreren Agenturen und Organisationen. Unserer jahrelangen Forschung und Zusammenarbeit mit anderen zahlt sich aus, da durch die Bemühungen des BLM nationalen Saatgut-Koordinator und Bezirksleiter, geeignete Beifuß Samen in großem Maßstab in Saatgutmischungen für das Soda Feuer verwendet wird. "

Erfolg auf nationaler Ebene wird weiterhin durch ein flächendeckendes Netz von native Saatgut Sammler, ein Netzwerk von Bauern und Züchter entwickeln Samen, ein Netz von Kindergärten und Samen Lagereinrichtungen, ausreichende Mengen an geeigneten Samen zu liefern und ein Netz von Restaurierung Ökologen, die wissen, wie man das richtige Saatgut an der richtigen Stelle zum richtigen Zeitpunkt geschehen.

Die wissenschaftlichen Daten und experimentellen Designs, die Restaurierungsprojekte fahren auch verbessern, bemerkte Kilkenny. Es gibt eine Menge von Schritten zwischen einem Restaurierungsteam Auswahl eine Mischung Saatgut und Pflanzen tatsächlich die Mischung im Bereich. Wenn der Fokus in erster Linie auf die unmittelbaren Belange der Erosion zu verhindern und blockieren Cheatgrass lag, waren Führungskräfte weniger besorgt über welche Vielzahl von Samen, die sie verwendet. Die heutige Fokus auf eine abwechslungsreiche Saatgut-Mischung, die höhere Biodiversität für kurz- und langfristige Wiederherstellung ergibt erfordert, und hat zu viel genauere Aufzeichnungen geführt.

Kilkennys Lab ist derzeit auch Pflanzungen 15 Jahre nach der Restaurierung, Beurteilung, weil Langzeitergebnisse von Anpflanzungen nicht gut untersucht sind. "Heute ist die vorherrschende Idee, wenn Sie eine Mischung von verschiedenen Samen draußen, schließlich wird etwas Arbeit, aber wir mehr darüber wissen, aus wissenschaftlicher Sicht müssen."

All diese Forschung in Samen ist notwendig für die erfolgreiche Wiederherstellung der Ökosysteme, die durch Feuer und Invasionen von gebietsfremden Arten im Great Basin und darüber hinaus beschädigt. Die Forschungsergebnisse werden weiterhin verbessern Landbewirtschafter Fähigkeit zu erhalten und einheimische Pflanzen für Sanierung und Restaurierung Projekte verwenden. In puncto Restaurierung sind einheimische Arten Schlüssel, um sicherzustellen, dass Great Basin Dust-Bowl in seine Zukunft nicht.

Ein kürzlich veröffentlichter Bericht bietet mehr Informationen über Forest Service Forschung über die Auswirkungen der Dürre Wald und Weideland in den Vereinigten Staaten: Auswirkungen der Trockenheit auf Wald und Weideland in den Vereinigten Staaten: A umfassende Wissenschaft Synthese. Eine gemeinsame Anstrengung von 77 Wissenschaftler aus der Forest Service und anderen Bundesbehörden, Forschungseinrichtungen und Universitäten in den Vereinigten Staaten verfasst, stellt die Bewertung der Wissenschaft für die Verwaltung von Landschaften für Widerstandsfähigkeit und Anpassung an Trockenheit.

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