Низкое болото
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2022 г. ) |
Низкое болото - это приливная болотная зона, расположенная ниже отметки среднего паводка (MHM). В зависимости от высоты, частоты погружения, характеристик почвы, растительности, микробного сообщества и других показателей солончаки можно разделить на три отдельные области: низинные болота, средние/высокие болота и возвышенную зону. [ 1 ] Низкое болото ежедневно затопляется при каждом приливе, но остается открытым во время отлива.
Флора и фауна
[ редактировать ]Высокорослая Spartina alterniflora (Кордграсс гладкий) является доминирующим вегетативным видом в низинных болотах. S. alterniflora — аборигенный болотный вид, адаптированный к среде обитания солончаков и встречающийся вдоль восточного побережья Северной Америки, вдоль побережья Вашингтона и вдоль Мексиканского залива. [ 2 ] Эта высокая трава теплого сезона растет в часто затопляемых и засоленных районах. [ 2 ] Этот вид обеспечивает убежище и укрытие для крабов-скрипачей ( Uca pugnax ), ребристых мидий ( Geukensia demissa ), водоплавающих птиц , болотных птиц , куликов, ондатр , а также коммерчески важных рыб и моллюсков. [ 2 ] S. alterniflora способствует борьбе с эрозией береговой линии, обеспечивая стабилизацию почвы и улучшает качество воды за счет фильтрации токсичных материалов, таких как тяжелые металлы, из толщи воды. [ 2 ]
Экосистемные услуги
[ редактировать ]Солончаки являются очень продуктивными экосистемами и предоставляют множество экосистемных услуг, включая круговорот углерода , [ 3 ] [ 4 ] круговорот азота , [ 1 ] [ 5 ] и защита прибрежных наводнений. [ 4 ] [ 6 ]
Защита от наводнений
[ редактировать ]Прибрежная инфраструктура уязвима к наводнениям из-за повышения уровня моря, штормов и оседания земель. [ 7 ] Солончаки помогают смягчить последствия наводнений, непосредственно защищая береговую линию и рассеивая волны. [ 7 ] Это лишь некоторые из многих типов естественных прибрежных форм рельефа, которые широко признаны в качестве барьеров для волн и приливных потоков. [ 7 ] Болотная растительность вызывает затухание волн и может составлять до 60 процентов уменьшения волн. [ 7 ] Болотные растения также улучшают устойчивость почвы, что уменьшает эрозию почвы. [ 7 ]
Биогеохимические экосистемные услуги
[ редактировать ]Солончаки и другие прибрежные водно -болотные экосистемы играют важную роль в глобальном биогеохимическом цикле, особенно в циклах углерода и азота . [ 1 ] [ 8 ] [ 5 ]
Углеродный цикл
[ редактировать ]Прибрежные водно -болотные угодья , такие как солончаки , могут поглощать углерод в десять раз быстрее, чем зрелые тропические леса . [ 9 ] Посредством фотосинтеза болотная растительность улавливает большое количество углекислого газа из атмосферы . [ 9 ] Этот углерод сохраняется в тканях растений и почве в течение сотен и тысяч лет. [ 9 ] Прибрежные солончаки могут улавливать около 210 граммов углерода на квадратный метр в год. [ 3 ] что в 2-5 раз больше углерода на эквивалентную площадь, чем в тропических лесах . [ 9 ]
Eh-потенциал, энергетическая выгодность реакции, самый низкий в низинных болотах. [ 8 ] Потенциал Eh указывает на возможность потери углерода в результате окисления в атмосферу в виде углекислого газа. [ 8 ] Таким образом, низкое болото может иметь самые низкие выбросы углекислого газа по сравнению с другими частями болотной платформы.
Азотный цикл
[ редактировать ]как нитрификация , так и денитрификация В солончаках происходит . При нитрификации аммоний окисляется до нитрита, затем нитрит окисляется до нитрата. При денитрификации органическое вещество окисляется с использованием нитрата в качестве терминального акцептора электронов. Денитрификация наиболее высока в низинных болотах. [ 5 ] Рециркуляция азота самая низкая в низинном болоте. [ 1 ]
Угрозы низменному болоту
[ редактировать ]Повышение уровня моря
[ редактировать ]Будущее здоровье и устойчивость прибрежных водно-болотных угодий остается весьма неопределенным. [ 4 ] [ 6 ] [ 10 ] Прибрежные водно-болотные угодья, такие как солончаки, с небольшими перепадами высот – это экосистемы , которые в первую очередь пострадают от повышенного повышения уровня моря (SLR) и должны будут адаптироваться к ним. [ 11 ] Потери площади прогнозируются для солончаков с низким и/или сокращающимся запасом наносов. [ 10 ] В зависимости от Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) сценария RCP , 60-91 процент солончаков в метаанализе не смогут справиться с будущими темпами SLR. [ 10 ] В этом же исследовании 8 из 9 болот с самыми высокими показателями местного SLR уже не поспевают за SLR и испытывают среднюю потерю 3,9 миллиметров в год. [ 10 ] Повышенное тепловое расширение и увеличение поступления воды в океаны из-за более высоких глобальных температур, связанных с антропогенными выбросами углекислого газа, привели к тому, что по состоянию на 2021 год скорость SLR вдоль атлантического побережья США составит от 0,6 до 4 миллиметров в год. [ 12 ] Ожидается, что в будущем темпы SLR будут только увеличиваться по мере увеличения количества парниковых газов в нашей атмосфере. [ 12 ] [ 10 ] SLR приведет к тому, что низкое болото «затонет» и превратится в открытую воду. [ 5 ]
Беспокойство и вмешательство человека
[ редактировать ]Прибрежная застройка, такая как дороги и дома, предотвращает миграцию солончаков вглубь страны от побережья по мере повышения уровня моря. [ 10 ] В прошлом солончаки мигрировали вглубь суши из-за повышения уровня моря в результате оледенения. [ 10 ] Земля непосредственно над болотами медленно превращается в верховые болота из-за увеличения затопления соленой водой из-за SLR. [ 13 ] Нагорная растительность сменяется галофитными болотными видами в результате повышения засоления и влажности почв. [ 13 ] Это происходит, когда низменное болото, ближайшее к приливному ручью, превращается в открытую воду. [ 13 ] Границы зон болотной растительности смещаются вглубь суши. [ 13 ] Это позволяет сохранить одну и ту же площадь каждой болотной зоны. Однако, когда инфраструктура расположена непосредственно на возвышенности у болота, это болото физически заблокировано для миграции. [ 13 ] Граница между низинным и верхним болотом продолжает смещаться вглубь суши, но в возвышенной части болота нет земли, которую можно было бы превратить в болотистую территорию. Это приводит к потере возвышенностей и, в конечном итоге, высоких болот.
Помимо застройки прибрежных районов, блокирующей миграцию болот, это также увеличивает сток в болота. [ 14 ] Увеличение площади непроницаемых поверхностей в прибрежной застройке вблизи болот увеличивает количество дождевых стоков и поверхностных вод, которые могут попасть в болота. [ 14 ] Сток переносит загрязняющие вещества , включая, помимо прочего, удобрения , отложения , отходы и мусор , а также пресную воду в болота. [ 14 ] Конкретные экологические последствия и их масштабы варьируются в зависимости от концентрации, повторяемости и химического состава загрязняющих веществ сточных вод. Кроме того, болота можно осушать, выкапывать и засыпать, чтобы освободить землю для развития прибрежных районов и сельского хозяйства. [ 15 ] Болота также обычно выкапывают и осушают для борьбы с комарами и другими вредителями. [ 15 ]
Инвазивные виды
[ редактировать ]Как и многие другие экосистемы, солончаки подвержены вторжениям чужеродных видов. [ 16 ] Phragmites australis (Тростник обыкновенный) — это многолетняя агрессивная трава водно-болотных угодий , которая растет густыми зарослями высотой более 10 футов и является обычным захватчиком солончаков. [ 17 ] Фрагмиты быстро колонизируют близлежащие территории и могут конкурировать с естественной болотной растительностью. [ 17 ] Этот инвазивный вид практически не дает пищи и убежища диким животным солончаков. [ 17 ]
Рэк , хотя и не является инвазивным видом в традиционном смысле этого слова, также может уничтожить местную растительность солончаков. [ нужна ссылка ] Обломки представляют собой отложенный материал, состоящий в основном из мертвой болотной растительности. [ нужна ссылка ] Если он накапливается над растительностью в течение достаточного периода времени, он блокирует солнечный свет и душит растения под ним. [ нужна ссылка ]
Sesarma reticulatum (фиолетовые болотные крабы) — местный болотный вид, хотя рыбная ловля и ловля крабов могут удалить их хищников из экосистемы . [ 18 ] Когда популяции пурпурных болотных крабов остаются без контроля, они «выкашивают» S. alternilfora и увеличивают количество нор в почве. [ 18 ] Норы снижают устойчивость почвы и повышают вероятность ее эрозии. [ 18 ]
Сохранение и управление
[ редактировать ]Существует множество организаций по всему миру, таких как Охрана природы, Агентство по охране окружающей среды , Коалиция Баззардс-Бэй , Ассоциация по сохранению Кейп-Кода и Департамент управления окружающей средой , которые участвуют в восстановлении, защите и управлении солончаками.
Общие стратегии восстановления включают восстановление приливно-отливного обмена, восстановление характеристик отложений, реконструкцию уровня почвы, преобразование вынутых отложений в солончаки, контроль над инвазивными видами и ограничение использования лодок и других водных транспортных средств. [ 19 ] Методы, используемые на солончаках, зависят от конкретного болота и местности. [ 19 ] Например, солончак в заливе Фанди в Канаде можно восстановить, расширив приливный канал за счет строительства водопропускной трубы, а солончак в Северо-Западной Европе можно восстановить, удалив дамбы. [ 19 ]
Чтобы защитить солончаки, правительства создают такие заповедники, как заповедник «Сдвиговые лоты» в Плимуте, штат Массачусетс , заповедник Эстеро-Марш и семейный заповедник Клайва Раннеллса «Безумный остров» . Это области, где ресурсы и земля управляются и ограничиваются.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Томас, ЧР; Кристиан, Р.Р. (2001). «Сравнение круговорота азота в зонах солончаков в связи с повышением уровня моря» . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 221 : 1–16. Бибкод : 2001MEPS..221....1T . дои : 10.3354/meps221001 . ISSN 0171-8630 .
- ^ Перейти обратно: а б с д «Спартина альтернифлора» . www.fs.usda.gov . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Нахрави, Х.; Леклерк, штат Мичиган; Пеннингс, С.; Чжан, Г.; Сингх, Н.; Пахари, Р. (ноябрь 2020 г.). «Влияние приливного наводнения на чистый экосистемный обмен в дневных условиях на солончаке» . Сельскохозяйственная и лесная метеорология . 294 : 108133. Бибкод : 2020AgFM..29408133N . doi : 10.1016/j.agrformet.2020.108133 . ISSN 0168-1923 . S2CID 224889885 .
- ^ Перейти обратно: а б с Форбрич, Инке; Гиблин, Энн Э. (20 ноября 2015 г.). Обмен CO2 между болотом и атмосферой в солончаке Новой Англии . Джон Уайли и сыновья. OCLC 1104516389 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Ой, Шон Хан; Барри, Эйдан; Лоуренс, Бет А.; Элфик, Крис С.; Хелтон, Эшли М. (сентябрь 2022 г.). «Зоны растительности как индикаторы денитрификационного потенциала солончаков» . Экологические приложения . 32 (6): e2630. дои : 10.1002/eap.2630 . ISSN 1051-0761 . ПМЦ 9539531 . ПМИД 35403778 .
- ^ Перейти обратно: а б Чемберс, Лиза Г.; Гевара, Рафаэль; Бойер, Джозеф Н.; Трокслер, Тиффани Г.; Дэвис, Стивен Э. (9 февраля 2016 г.). «Влияние засоленности и затопления на структуру и функцию микробного сообщества в мангровой торфяной почве» . Водно-болотные угодья . 36 (2): 361–371. дои : 10.1007/s13157-016-0745-8 . ISSN 0277-5212 . S2CID 14591398 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Мёллер, Ирис; Куделла, Матиас; Рупрехт, Франциска; Спенсер, Том; Пол, Майк; ван Везенбек, Брегье К.; Уолтерс, Гвидо; Дженсен, Кай; Баума, Тьерд Дж.; Миранда-Ланге, Мартин; Шиммельс, Стефан (29 сентября 2014 г.). «Затухание волн над прибрежными солончаками в условиях штормового нагона» . Природа Геонауки . 7 (10): 727–731. Бибкод : 2014NatGe...7..727M . дои : 10.1038/ngeo2251 . ISSN 1752-0894 .
- ^ Перейти обратно: а б с Гранде, Эмилио; Арора, Бхавна; Виссер, Ате; Монтальво, Майя; Брасвелл, Анна; Сейболд, Эрин; Татарив, Корианна; Бехешти, Кэтрин; Циммер, Маргарет (май 2022 г.). «Частота приливов и квазипериодические колебания уровня подземных вод доминируют в окислительно-восстановительной динамике в системе солончаков» . Гидрологические процессы . 36 (5). дои : 10.1002/hyp.14587 . ISSN 0885-6087 . S2CID 244813750 .
- ^ Перейти обратно: а б с д «Прибрежный голубой углерод» . Oceanservice.noaa.gov . Проверено 5 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Кросби, Сара С.; Сакс, Дов Ф.; Палмер, Меган Э.; Бут, Харриет С.; Диган, Линда А.; Бертнесс, Марк Д.; Лесли, Хизер М. (ноябрь 2016 г.). «Сохранению солончаков угрожает прогнозируемое повышение уровня моря» . Устьевые, прибрежные и шельфовые науки . 181 : 93–99. Бибкод : 2016ECSS..181...93C . дои : 10.1016/j.ecss.2016.08.018 . ISSN 0272-7714 .
- ^ Андерсен, Ти Джей; Свинт, С.; Пейруп, М. (январь 2011 г.). «Временные изменения скорости накопления на естественном солончаке в 20 веке — влияние повышения уровня моря и увеличения частоты наводнений» . Морская геология . 279 (1–4): 178–187. Бибкод : 2011МГеол.279..178А . дои : 10.1016/j.margeo.2010.10.025 . ISSN 0025-3227 .
- ^ Перейти обратно: а б Миллер, штат Вашингтон; Нойбауэр, Южная Каролина; Андерсон, IC (июнь 2001 г.). «Влияние нарушений уровня моря на метаболизм высоких солончаков» . Эстуарии . 24 (3): 357. дои : 10.2307/1353238 . ISSN 0160-8347 . JSTOR 1353238 . S2CID 84794265 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Фагерацци, Серджио; Анисфельд, Шимон К.; Блюм, Линда К.; Лонг, Эмили В.; Фигин, Расти А.; Фернандес, Арнольд; Кирни, Уильям С.; Уильямс, Кимберлин (27 февраля 2019 г.). «Подъем уровня моря и динамика границы болота и возвышенности» . Границы в науке об окружающей среде . 7 . дои : 10.3389/fenvs.2019.00025 . ISSN 2296-665X .
- ^ Перейти обратно: а б с «Жизнь вдоль солончаков: устранение неполадок, связанных с упадком солончаков» . Информационный центр для дома и сада | Клемсонский университет, Южная Каролина . 20 января 2021 г. . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Путеводитель по Лоу-Соленым болотам - Программа природного наследия Нью-Йорка» . guides.nynhp.org . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ «Путеводитель по Лоу-Соленым болотам - Программа природного наследия Нью-Йорка» . guides.nynhp.org . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Фрагмиты» . Друзья Скарборо Марша . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Ненавистные инвазивные виды помогают восстановить экосистему» . www.science.org . Проверено 4 декабря 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Биллах, штат Мэриленд Масум; Бхуян, доктор Хуршид Алам; Ислам, Мохаммад Ахсанул; Дас, Джуэл; Хок, банкомат Рафикул (01 марта 2022 г.). «Восстановление солончаков: обзор методик и показатели успеха» . Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 29 (11): 15347–15363. дои : 10.1007/s11356-021-18305-5 . ISSN 1614-7499 . ПМИД 34989993 . S2CID 245710173 .