Строительство живой лаборатории на озере

ДЕКЕЙТЕР, Иллинойс. После более чем годичного планирования наша команда, наконец, готова приступить к новому этапу исследований. Мы спроектировали и построили два небольших “острова” из водно-болотных растений, которые будут плавать по озеру Декейтер. Эти живые лаборатории помогут нам исследовать, как плавучие водно-болотные угодья могут влиять на уровень питательных веществ и динамику отложений в озерных системах по всей стране.

Наши плоты для водно-болотных угодий представляют собой стальные каркасы с толстыми витками натурального кокосового волокна, известного как кокосовая койра, которые удерживают растения на месте. В доке мы начинаем высаживать рядами кокосовую койру из девяти местных видов растений. Размещение каждого вида растений тщательно спланировано, а не произвольно. В прошлом году, в сентябре, мы собрали растения с близлежащих водно-болотных угодий и протестировали их в лаборатории экогидравлики и экоморфодинамики Калифорнийского университета, чтобы оценить, смогут ли их корни противостоять потоку воды и как они могут повлиять на донные отложения озера.

Автор Эрин Бауэр (слева) собирала растения водно-болотных угодий в сентябре 2024 года для ботаника Сьюзан Макинтайр (справа), проводившей исследование естественной истории штата Иллинойс, которая определила 12 существующих видов водно-болотных угодий. Эти растения использовались в экспериментах в лаборатории экогидравлики и экоморфодинамики. Фотографии Сьюзан Макинтайр и Эрин Бауэр

Результаты, полученные в лаборатории, определяют нашу стратегию посадки на сегодняшний день. Виды рассажены таким образом, чтобы максимально защитить корни от повышенного стока, и расположены на грядках, что поможет нам идентифицировать каждый вид в будущих исследованиях.Профессор Калифорнийского университета Рафаэль Тиноко и аспиранты-строители и инженеры-экологи проводят эксперименты по проверке жизнеспособности корней в лаборатории экогидравлики и экоморфодинамики, подвергая корни воздействию условий, с которыми они, вероятно, столкнутся в озере. Как только растения будут уложены на кокосовые бревна, мы прикрепим к каркасам ярко-оранжевые буи, чтобы привлечь внимание любопытных лодочников. Мы устанавливаем небольшое ограждение вокруг каждого плота, чтобы голодные гуси не могли перекусить растениями.Работая сообща, мы поднимаем и опускаем плавучие болота в озеро у причала. Раздается общий вздох облегчения: плоты не только плавают, но и находятся точно на том уровне, который мы планировали, чтобы корни оставались под водой. Архимед был прав! Каркасы представляют собой простые стальные конструкции без платформы, на которую можно опереться, и предназначены только для поддержки растений по мере их роста.

Наша следующая задача начинается с того, что мы загружаемся в лодку, чтобы отбуксировать первый плавучий водно-болотный объект к месту его закрепления. Из-за окружающих его буев плот выглядит далеко не обтекаемым. То, что должно было быть коротким, стремительным и прямым путешествием, превращается в очень медленное, извилистое путешествие по озеру.

Бауэр и аспиранты-строители и инженеры-экологи аккуратно перетаскивают и закрепляют плавучие водно-болотные угодья в озере. Фотографии Эрин Бауэр и Хуана Андраде.

Как только мы доберемся до запланированного места, мы определим место крепления и ориентацию. После прогулки на лодке по волнам мы проверим состояние растений и при необходимости переставим некоторые из них. Мы проводим быструю батиметрическую съемку, чтобы подтвердить заданную глубину под плотом, закрепляем водно-болотное угодье на месте и возвращаемся к причалу, чтобы повторить процесс в другой части озера со вторым плавучим водно-болотным угодьем.

Различные виды болотных растений высажены в тщательно подобранном порядке. По мере роста растений из их корней вырастают новые побеги, которые проникают через кокосовую койру в окружающую воду. Ярко-оранжевые буи служат навигационным сигналом для лодочников, направляющихся к этим плотам, стоящим на якоре. Фото предоставлено городом Декейтер.

В ближайшие недели растения начнут расти, и их корни постепенно проникнут сквозь кокосовые бревна в воду под ними. Это развитие корней позволит нам начать проверку наших гипотез: как корни будут взаимодействовать с озерными течениями и взвешенными отложениями? Как они изменят процессы эрозии или осаждения? И какие виды водной среды обитания создадут в озере эти плавучие водно-болотные угодья?

***

Дикая природа, включая этот питомник пауков, быстро освоит новую среду обитания, предоставляемую плавучими водно-болотными угодьями. Фото: Эрин Бауэр

Прошло три месяца, и плавучие водно-болотные угодья стали пышными и процветающими! Растения выросли на 1-3 фута, а их корни свисают далеко под плотом, переплетаясь с волокнами кокосовой койры и уходя в воду. Из разросшихся корневищ вырастают новые побеги и растения, расширяя площадь посадки. Заросли превратились в питомники, где обитают личинки жуков, пауки, улитки и многое другое. Бабочки-стрекозы останавливаются, чтобы нанести визит, а помет птиц, сидящих на ночлег, свидетельствует о регулярных посещениях. Даже в эти первые несколько месяцев водно-болотные угодья, несомненно, создают новую среду обитания и увеличивают биоразнообразие.

Корни растений пускают новые побеги, которые проникают сквозь кокосовую койру, простираясь наружу и вниз, в воду вокруг и под плавучим плотом. Фото Эрин Бауэр

Скоро начнется настоящее испытание: как плоты и растения перенесут зиму в Иллинойсе? Весной мы будем следить за тем, насколько хорошо прорастает каждый вид и как их корневые структуры пережили зиму. Мы проследим, как они будут развиваться в течение следующего вегетационного периода. Одна из целей заключается в том, чтобы растения образовали естественный, густой, плавающий коврик и свисающий занавес из корней, который в конечном итоге полностью заменит кокосовые бревна.Эта фундаментальная работа закладывает основу для будущих исследований, которые покажут, как плавучие водно-болотные угодья влияют на поток питательных веществ, загрязняющих веществ и отложений, а также способствуют очистке воды и обогащению биоразнообразия в этих развивающихся живых лабораториях.В течение почти 12 недель растения вырастают густыми и пышными над и под водой. Фото отмечает Сьюзан Макинтайр<бр>

<БР>редактор:
чтобы достичь Эрин Бауэр, электронная почта ebauer@illinois.edu.

<п>подписаться на закулисой для коротких постов в блоге, фотографий и видео с факультета Иллинойс, исследователей, студентов и преподавателей о своей работе и жизни. Отправьте электронное письмо с пометкой “ПОДПИСАТЬСЯ на BTS” в теме письма.

Другие новости:

---