At lære, hvordan saltmarskplanter kan signalere kulstoffangstkapacitet

Kystnære vådområder som strandengene, mangrover, og saltmyrer spiller vitale roller langs kysten, fra at give en buffer mod stormfloder, at levere et kritisk levested for dyr, til at fange atmosfærisk kulstof.

Vi er stadig lige begyndt at forstå de indviklede funktioner i disse yderst produktive økosystemer og deres rolle i at afbøde klimakrisen, men UConn-forskere er et skridt tættere på at forstå, hvordan saltmarskvegetation, deres bakteriesamfund, og vegetation kan hjælpe med at forudsige en marsks potentiale til at være et blåt kulstofreservoir. Forskningen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Flodmundinger og kyster.

"Kystmyrer anerkendes i stigende grad som vigtige økosystemer, fordi de opsamler og lagrer meget kulstof. Der er stigende interesse for at forstå disse blå kulstoføkosystemer på grund af vores nuværende klimakrise, " siger Beth Lawrence, medforfatter og College of Agriculture, Sundhed, og Naturressourcer Adjunkt i vådområde- og planteøkologi i Institut for Naturressourcer og Miljø og Center for Miljøvidenskab og Teknik.

Lawrence forklarer, hvordan strandenge tjener som fokale økosystemer i bevaring og restaurering. De er levested for en bred vifte af arter, herunder truede arter som saltmarskspurven. Beliggende i grænsefladen mellem land og hav, disse økosystemer buffer stormenergi og udfører andre vigtige funktioner, som fjernelse af overskydende nitrogen fra vand på vej mod flodmundinger, hvor det ellers kan føre til algeblomst og iltfremkaldte "døde zoner".

Udvikling fører til ændringer i vandets bevægelse (se sidelinjen), og Lawrence siger, at, tit, tidevandsbegrænsede strandenge bliver mindre salte og våde, fører til ændringer i, hvilke planter der vokser der. Planter, der trives under disse brakforhold, kan være invasive, ligesom Phragmites australis, som er blevet bane for kystforvaltere, siger Lawrence.

Tidevandsrestaurering sigter mod at genforbinde myrer afskåret fra havet for at forbedre levesteder. Forøgelse af størrelsen på kulverter under veje, jernbaner eller broer eller fjernelse af tidevandsporte kan genoprette tidevandsstrømmen og de organismer, der er afhængige af det.

For at observere, hvordan tidevandsgenopretning kan ændre kulstofcyklus og jordmikrober, forskerne tog prøver fra flere marsksteder i Connecticut, herunder mindre forstyrrede "reference" -myrer, og tidligere begrænsede myrer, der siden har været genoprettet.

"Tidalt restaureret og de urestaurerede referencer var forskellige i kulstoftæthed og hvor meget kulstof der er i jorden. Meget begrænsede steder var formodentlig tørret ud til en vis grad og mistet noget kulstof, " siger Lawrence.

Dette giver mening, Lawrence siger, fordi i vådere jordbund, mikrober nedbryder ikke kulstofrigt plantemateriale så effektivt som i tør jord, derfor forbliver materialet og kulstoffet i det. Når mikrober kan fiske væk på plantematerialet i tørre, mere iltede forhold, kulstoffet tabes til atmosfæren i form af kulgas, i en proces kaldet mineralisering.

Andre målinger mellem tidevandsrestaurerede og uforstyrrede moser var de samme på tværs af rækken af ​​parametre, der blev brugt i forskernes målinger, herunder jordkemi, plantebiomasse, og mikrobielle samfund. Imidlertid, der var store forskelle på tværs af vegetationszoner.

"Den største forskel, vi så, var på tværs af plantesamfund, "Lawrence siger." Vi så forskelle i mikrobiel respiration såvel som i de mikrobielle samfund, der lever i jordbunden i forskellige vegetationszoner. Disse fund tyder på, at både planter og mikrober reagerer på forskelle i miljøforhold. "

Med viden om, hvilke planter der trives hvor, forskerne kan få et indblik i de biologiske processer, der er i spil i marsken ved at notere, hvilke planter der er til stede.

"Jeg tror, ​​at en af ​​de vigtigste takeaways fra vores undersøgelse er, at disse vegetationsbånd er gode indikatorer for, hvad der foregår hydrologisk og biogeokemisk, "siger Lawrence." For eksempel, hvis vi ser den indfødte Spartina alterniflora vokse, vi ved, at miljøet er mere salt end der, hvor Phragmites vokser. Disse jordarter har sandsynligvis en anden bakteriesamfundssammensætning og behandler kulstof og nitrogen anderledes end i en højere, tørrere samfund."

I betragtning af saltmarskenes betydning og behovet for yderligere restaureringsarbejde, Lawrence siger, at ledere kunne bruge satellitbilleder eller droner til at se på vegetationen i større rumlige skalaer for at få en indikation af vækstbetingelser samt et systems kulstofopsamlingskapacitet. Dette kunne hjælpe med at fokusere restaureringsindsatsen og overvågningen.

"Ledere er virkelig interesserede i at opskalere, " siger Lawrence. "Kvantificering af kulstof- og næringsstofkredsløb er meget tidskrævende og detaljeret, så en vigtig implikation af dette arbejde er, at den dominerende vegetation i strandenge kan bruges som en proxy for nogle biogeokemiske processer. Vi skal nøje overveje, hvordan vi bruger vores begrænsede bevaringsdollar. "

Omkostningerne ved ikke at gå med strømmen

Med bestræbelser i begyndelsen af ​​det 20. århundrede på at udrydde saltmyrer efter frygt for mygbårne sygdomme, restaureringsbestræbelser har været i gang i de sidste mange årtier for at genetablere disse vitale samfund. Lawrence påpeger, at her i Connecticut, udvikling med høj densitet forstyrrer landskabet helt op til kysten, herunder strandenge.

"Vi har masser af mennesker, der bor nær kyster med veje, broer, og jernbaner, der ofte krydser vores strandenge. Når det sker, du ændrer hydrologien, fordi hvad de gør er, at de vil lægge et lille rør under vejen eller jernbanen, så vand kan gå under, men det begrænser tidevandet. Vi går fra en stor å, der fører vand ned til et lille rør under vejen, der ændrer oversvømmelsesfrekvensen og dæmper tidevandsområdet. "