Болото, периодически затопляемое морской водой - Salt marsh

О внутренних солончаках, не подверженных влиянию морской воды и приливов, см. Внутренний солончак. Фамилию см. Солончак (фамилия). О марше Ганди см. Соляной марш.
Болото, периодически затопляемое морской водой в течение отлив, средний отлив, прилив и очень высокий прилив (весенний прилив ).

А болото, периодически затопляемое морской водой или же болото, периодически затопляемое морской водой, также известный как прибрежные солончаки или приливное болото, - прибрежная экосистема в верхнем прибрежный приливная зона между землей и открытым соленая вода или же солоноватая вода который регулярно затопляется приливами. Преобладают густые насаждения солеустойчивый такие растения как травы, травы, или низкий кусты.[1][2] Эти растения являются наземными по происхождению и необходимы для стабильности соли. болото в ловушке и связывании отложения. Соляные болота играют большую роль в водном пищевой сети и доставка питательных веществ в прибрежные воды. Они также поддерживают наземных животных и обеспечивают береговая охрана.[2]

Основная информация

An эстуарий солончак вдоль Река Хиткот, Крайстчерч, Новая Зеландия
Солончак на Остров Сапело, Джорджия, США

Соляные болота возникают на низкоэнергетических береговые линии в умеренный и высокие широты[3] которые могут быть стабильными, выходящими или погружающимися в зависимости от осаждение больше, равно или меньше относительного повышение уровня моря (проседание скорость плюс изменение уровня моря) соответственно. Обычно эти береговые линии состоят из илистых или песчаных отмелей (также известных как приливные отмели или сокращенно илистые равнины ) которые питаются осадок от впадающих рек и ручьев.[4] Обычно они включают защищенные среды, такие как набережные, эстуарии и подветренная сторона барьерные острова и плюется. в тропики и субтропики они заменены мангровые заросли; местность, которая отличается от солончака тем, что вместо травянистые растения, среди них преобладают солеустойчивые деревья.[1]

Большинство солончаков имеют низкий топография с невысокой высотой, но огромной территорией, что делает их чрезвычайно популярными среди людей.[5]Соляные болота расположены среди различных форм рельефа в зависимости от их физических и геоморфологических условий. К таким болотным формам рельефа относятся: дельтовый болота, эстуарии, заграждение, открытый берег, заливы и затопленная долина болота. Дельтовые болота ассоциируются с большими реки где многие встречаются в Южной Европе, например, Камарг, Франция в Рона дельта или Эбро дельта в Испании. Они также обширны в реках Дельта Миссисипи в Соединенные Штаты.[2] В Новой Зеландии большинство солончаков находится в верховьях устьев рек, в районах, где мало волнового воздействия и высокая седиментация.[6] Такие болота находятся в региональном парке Авиту в Окленд, то Устье Манавату, а Эйвон Хиткот Лиман в Крайстчерч. Заболоченные болота чувствительны к изменению формы заграждений на обращенной к суше стороне, из которых они были образованы.[2] Они распространены на большей части восточного побережья США и Фризские острова. В больших неглубоких прибрежных бухтах могут находиться солончаки, в том числе: Morecambe Bay и Портсмут в Британия и Залив Фанди в Северной Америке.[2]

Иногда в лагуны включаются солончаки, и разница не очень заметна; в Венецианская лагуна в Италия, например, состоит из этих видов животных и / или живых организмов, принадлежащих к этой экосистеме. Они оказывают большое влияние на биоразнообразие местности. Экология солончаков включает сложные пищевые сети, которые включают первичных продуцентов (сосудистые растения, макроводоросли, диатомовые водоросли, эпифиты и фитопланктон), основных потребителей (зоопланктон, макрозоа, моллюски, насекомые) и вторичных потребителей.[7]

Низкая физическая энергия и высокая трава служат убежищем для животных. Многие морские рыбы используют солончаки в качестве рассадников для своих детенышей, прежде чем они перейдут в открытые воды. Птицы могут выращивать птенцов среди высокой травы, потому что болото является убежищем от хищников и обильными источниками пищи, в том числе рыбой, пойманной в водоемах, насекомыми, моллюсками и червями.[8]

Мировое распространение

Солончаки в 99 странах (в основном во всем мире) были нанесены на карту Mcowen et al. 2017 г.[9] В общей сложности 5 495 089 га нанесенных на карту солончаков в 43 странах и территориях представлены в шейп-файле многоугольника Географической информационной системы. Эта оценка находится на относительно низком уровне по сравнению с предыдущими оценками (2,2–40 млн га). Самые обширные солончаки в мире находятся за пределами тропиков, в частности, на низинных, незамерзающих побережьях, заливах и эстуариях Северной Атлантики, которые хорошо представлены в их глобальном наборе полигональных данных.[9]

Формирование

Формирование начинается по мере того, как приливные отмели поднимаются над уровнем моря из-за наносов. нарастание, и впоследствии скорость и продолжительность приливных паводков уменьшаются, так что растительность может колонизировать открытую поверхность.[10] Прибытие из пропагулы из вид-пионер Такие как семена или же корневище порции сочетаются с созданием подходящих условий для их прорастания и укоренения в процессе колонизации.[11] Когда реки и ручьи достигают низкого уклона приливных отмелей, увольнять скорость снижается и взвешенный осадок оседает на приливной плоской поверхности, чему способствует обратный эффект прилива.[4] Маты нитчатые сине-зеленые водоросли может прикреплять частицы осадка размером с ил и глину на липкую оболочку при контакте[12] что также может повысить эрозионную стойкость отложений.[13] Это помогает процессу наращивания наносов, позволяя колонизировать виды (например,Саликорния spp.), чтобы расти. Эти виды удерживают отложения, смытые приливом, вокруг их стеблей и листьев и образуют низкие илистые холмы, которые в конечном итоге сливаются, образуя террасы осадконакопления, рост которых вверх поддерживается подповерхностной корневой сетью, которая связывает осадок.[14] После того, как растительность установится на террасах осадконакопления, дальнейшее улавливание и накопление наносов может привести к быстрому восходящему росту поверхности болота, что приведет к быстрому уменьшению глубины и продолжительности приливных паводков. В результате конкурентоспособные виды, которые предпочитают более высокие высоты по сравнению с уровнем моря, могут населять этот район и часто сменяют друг друга. растительные сообщества развивается.[10]

Приливно-отливные паводки и растительность

Солончак на берегу Атлантического океана в Коннектикут.

Прибрежные солончаки можно отличить от наземных местообитаний по суточной приливный поток, который возникает и постоянно затопляет территорию.[1] Это важный процесс доставки отложений, питательных веществ и воды для растений на болото.[5] На возвышенностях в верхнее болото зоны, приливной приток гораздо меньше, что приводит к более низким соленость уровни.[1] Засоленность почвы в нижнее болото зона довольно постоянна из-за ежедневного годового приливного стока. Однако в верхнем течении болота изменчивость солености проявляется в результате менее частых наводнений и климатических колебаний. Осадки могут уменьшить соленость и эвапотранспирация может повышать уровень в засушливые периоды.[1] В результате есть микросреды заселен разными видами Флора и фауна в зависимости от их физиологических способностей. Флора солончаков подразделяется на уровни в соответствии с индивидуальной переносимостью растениями солености и уровня грунтовых вод. Растительность, встречающаяся у воды, должна выдерживать высокие концентрации соли, периодические погружение, и определенное количество движения воды, в то время как растения, находящиеся дальше от суши, в болотах, могут иногда испытывать засушливые условия с низким содержанием питательных веществ. Было обнаружено, что верхние болотные зоны ограничивают виды из-за конкуренции и отсутствия защиты среды обитания, в то время как нижние болотные зоны определяются способностью растений выдерживать физиологические стрессы, такие как соленость, погружение в воду и низкий уровень кислорода.[15][16]

Высокое болото в морской парк Природный центр солончаков в Бруклин, Нью-Йорк

В Новая Англия солончак подвержен сильным воздействиям приливов и отливов и демонстрирует отчетливую зональность.[16] В низинных болотах с высокими приливными паводками монокультура гладкой кордграсс, Спартина альтернифлора доминируют, затем направляются к суше, зоны соленого сена, Спартина патенс, черный порыв, Юнкус Герардии и куст Ива фрутесценс видны соответственно.[15] Все эти виды имеют разные допуски, поэтому разные зоны вдоль болота лучше всего подходят для каждого человека.

Видовое разнообразие растений относительно невелико, поскольку флора должна быть терпимой к соли, полному или частичному погружению, а также к бескислородному грязевому субстрату. Наиболее распространены солончаковые растения: стеклозуб (Саликорния spp.) и кордграсс (Спартина spp.), которые имеют мировое распространение. Часто они являются первыми растениями, которые приживаются ил и начать его экологическая преемственность в солончак. Их побеги поднимают основной поток прилива над поверхностью ила, в то время как их корни распространяются в субстрат, стабилизируют липкую грязь и переносят в нее кислород, чтобы другие растения также могли прижиться. Такие растения как морская лаванда (Лимониум виды), подорожники (Подорожник spp.), и разнообразный осока и мчится расти, как только грязь зарастает вид-пионер.

Соленые болота довольно фотосинтетически активны и являются чрезвычайно продуктивными средами обитания. Они служат хранилищами большого количества органического вещества и полны разложения, которое питает широкую пищевую цепочку организмов от бактерий до млекопитающих. Многие галофитные растения, такие как кордовый травяной корень, вообще не пасутся высшими животными, а отмирают и разлагаются, чтобы стать пищей для микроорганизмов, которые, в свою очередь, становятся пищей для рыб и птиц.

Захват наносов, аккреция и роль приливных ручьев

Кровавое болото в Джорджии, США

Факторы и процессы, влияющие на скорость и пространственное распределение отложений в солончаках, многочисленны. Отложение осадка может происходить, когда болотные виды создают поверхность для прилипания осадка, а затем оседает на поверхности болота, когда осадок отслаивается во время отлива.[10] Количество наносов, прилипающих к видам солончаков, зависит от типа болотных видов, близости вида к наносам, количества биомассы растений и высоты над уровнем моря.[17] Например, в исследовании восточного Остров Чонгминг и Остров Дзюдуанша приливные болота в устье Река Янцзы, Китай, количество отложений, приставших к виду Спартина альтернифлора, Phragmites australis, и Scirpus марикетер уменьшается по мере удаления от самых высоких уровней концентрации взвешенных наносов (обнаруженных на краю болота, граничащем с приливными ручьями или илистыми отмелями); уменьшилось с теми видами на самых высоких высотах, которые испытали наименьшую частоту и глубину приливных наводнений; и увеличивается с увеличением биомассы растений. Спартина альтернифлора, к которому прилипло больше всего наносов, может составлять> 10% от общего нарастания наносов на поверхности болота в результате этого процесса.[17]

Виды соляных болот также способствуют наращиванию наносов, уменьшая скорость течения и способствуя выпадению осадка из взвеси.[10] Скорость течения может быть уменьшена, поскольку стебли высоких болотных видов вызывают гидравлическое сопротивление, что сводит к минимуму повторное взвешивание наносов и способствует их отложению.[18] Было показано, что измеренные концентрации взвешенных отложений в толще воды снижаются от открытой воды или приливные ручьи примыкает к краю болота, к внутренней части болота,[17][18][19] вероятно, в результате прямого оседания на поверхность болота под воздействием полога болота.[18][19]

Затоплению и отложению наносов на поверхности болота также способствуют приливные ручьи.[19] которые являются обычным явлением для солончаков.[4][10][14][19][20] Их типично дендритные и извилистый формы обеспечивают пути для прилива, чтобы подняться и затопить поверхность болота, а также для отвода воды,[14] и они могут способствовать осаждению большего количества наносов, чем солончаки на границе открытого океана.[20] Отложение наносов коррелирует с размером отложений: более крупные отложения будут откладываться на более высоких отметках (ближе к ручью), чем более мелкие отложения (дальше от ручья). Размер отложений также часто коррелирует с определенными следами металлов, и поэтому приливные ручьи могут влиять на распределение и концентрацию металлов в солончаках, что, в свою очередь, влияет на биоту.[21] Однако соляным болотам не требуются приливные ручьи для облегчения движения наносов по их поверхности.[18] хотя солончаки с такой морфологией, кажется, изучаются редко.

Высота болотных видов важна; эти виды, обитающие на более низких высотах, испытывают более длительные и частые приливные паводки и, следовательно, имеют возможность для большего отложения наносов.[17][22] Виды, обитающие на больших высотах, могут извлечь выгоду из большей вероятности затопления во время самых высоких приливов, когда увеличенная глубина воды и поверхностные потоки болот могут проникнуть внутрь болота.[19]

Человеческие воздействия

Спартина альтернифлора (Солончак Кордграсс). Родной для восточное побережье Соединенных Штатов. Считается ядовитым сорняком в Тихоокеанский Северо-Запад

Побережье - очень привлекательная природная достопримечательность для людей своей красотой, ресурсами и доступностью. По состоянию на 2002 год более половины населения мира, по оценкам, проживало в пределах 60 км от береговой линии,[2] делает береговые линии очень уязвимыми для антропогенного воздействия в результате повседневной деятельности, оказывающей давление на окружающую природную среду. В прошлом солончаки воспринимались как прибрежные «пустоши», что приводило к значительным потерям и изменению этих мест. экосистемы через мелиорация земель для сельского хозяйства, городского развития, производство соли и отдых.[5][23][24] Косвенные эффекты человеческой деятельности, такие как загрузка азота также играют важную роль в районе солончаков. Соляные болота могут пострадать от отмирание в высоком болоте и вымирать в низком болоте.

Мелиорация земель

Рекультивация земель под сельское хозяйство путем преобразования болот в возвышенности исторически было обычной практикой.[5] Дайки часто строились, чтобы учесть изменение земель и обеспечить защиту от наводнений дальше вглубь суши. В последнее время мелиорированы и приливные отмели.[25] На века, домашний скот например, овцы и крупный рогатый скот, пасущиеся на очень плодородных солончаках.[1][26] Мелиорация земель для сельского хозяйства привела ко многим изменениям, таким как сдвиги в структуре растительности, седиментация, соленость, сток воды, потеря биоразнообразия и большое количество питательных веществ. Было предпринято много попыток искоренить эти проблемы, например, в Новой Зеландии кордег Spartina anglica был завезен из Англии в Река Манавату устье в 1913 году, чтобы попытаться вернуть землю устья для сельского хозяйства.[6] Сдвиг в структуре от голой приливной равнины к пастбищам был вызван усилением седиментации, и вьюнка распространилась на другие эстуарии вокруг Новой Зеландии. Местные растения и животные изо всех сил пытались выжить, поскольку им соперничали чужие. В настоящее время предпринимаются усилия по удалению этих видов кордовых трав, так как повреждения постепенно обнаруживаются.

в Блит устье в Саффолк в восточной Англии мелиорации средней эстуарии (болота Анхель и Булкамп), которые были заброшены в 1940-х годах, были заменены приливными отмелями с уплотненными почвами сельскохозяйственного использования, покрытыми тонким слоем ила. Небольшая колонизация растительности произошла за последние 60–75 лет и объясняется сочетанием слишком низкой отметки поверхности для развития первых видов и плохого дренажа из уплотненных сельскохозяйственных почв, действующих как водоем.[27] Наземным почвам такого рода необходимо перейти от пресной к засоленной поровой воде за счет изменения химического состава и структуры почвы, сопровождаемого осаждением свежих эстуарных отложений, прежде чем сможет закрепиться растительность солончаков.[11] Структуру растительности, видовое богатство и состав растительного сообщества солончаков, естественным образом восстановленных на мелиорированных сельскохозяйственных землях, можно сравнить с соседними эталонными солончаками для оценки успешности восстановления болот.[28]

Восходящее сельское хозяйство

Обработка земель выше по течению от солончака может привести к увеличению поступления ила и увеличению скорости нарастания первичных наносов на приливных отмелях, так что виды-первопроходцы могут распространяться дальше по отмелям и быстро расти вверх от уровня приливного затопления. В результате болотные поверхности в этом режиме могут иметь обширный обрыв на краю, обращенном к морю.[29] В устье Плам-Айленда, Массачусетс (США), стратиграфические керны показали, что в течение 18 и 19 веков болото продвигалось по сублиторальной и илистой среде, увеличиваясь с 6 км.2 до 9 км2 после того, как европейские поселенцы вырубили землю вверх по течению и увеличили скорость поступления наносов.[30]

Градостроительство и азотная нагрузка

Chaetomorpha linum это общий морские водоросли найдено в солончаке.

Преобразование болот в возвышенности для ведения сельского хозяйства в прошлом веке было омрачено преобразованием в целях городского развития. Прибрежные города во всем мире вторглись в бывшие солончаки, а в США рост городов ориентировался на солончаки в качестве мест для захоронения отходов. Загрязнение эстуария органическими, неорганическими и токсичными веществами в результате городского развития или индустриализации является мировой проблемой.[25] и отложения в солончаках могут уносить это загрязнение, оказывая токсическое воздействие на виды растений и животных.[29] Городское развитие солончаков замедлилось примерно с 1970 года из-за растущего осознания экологическими группами того, что они предоставляют полезные экосистемные услуги.[5] Они очень продуктивны экосистемы, а когда чистая производительность измеряется в г · м−2 год−1 с ними равняются только тропические леса.[25] Кроме того, они могут помочь уменьшить волновую эрозию морских стенок, предназначенных для защиты низменных участков суши от волновой эрозии.[11]

Денатурализация границ солончаков в сторону суши из-за посягательства городов или промышленных предприятий может иметь негативные последствия. В устье Эйвон-Хиткот / Ихутаи, Новая Зеландия, численность видов и физические свойства прилегающих окраин были тесно связаны, и было обнаружено, что большая часть солончаков проживает вдоль участков с естественными окраинами в устьях рек Эйвон и Хиткот; и наоборот, искусственные окраины содержали небольшую болотную растительность и ограничивали отступление к суше.[31] Оставшиеся болота, окружающие эти городские районы, также находятся под огромным давлением со стороны человеческого населения, поскольку антропогенное обогащение азотом проникает в эти места обитания. Азотная нагрузка в результате использования человека косвенно влияет на солончаки, вызывая сдвиги в структуре растительности и вторжение неместных видов.[15]

Воздействие человека, такое как сточные воды, городские сточные воды, сельскохозяйственные и промышленные отходы, попадает в болота из близлежащих источников. Соляные болота ограничены азотом[15][32] и с увеличением уровня питательных веществ, поступающих в систему в результате антропогенного воздействия, виды растений, связанные с солончаками, реструктурируются в результате изменения конкуренции.[5] Например, солончак Новой Англии претерпевает сдвиг в структуре растительности, где S. alterniflora распространяется от нижнего болота, где он преимущественно находится, в верхнюю зону болота.[15] Кроме того, в тех же болотах тростник Phragmites australis вторгается в эту область, расширяется до более низких болот и становится доминирующим видом. P. australis - агрессивный галофит, который может в больших количествах вторгаться в нарушенные районы, превосходя местные растения.[5][33][34] Эта потеря биоразнообразия наблюдается не только в сообществах флоры, но также и у многих животных, таких как насекомые и птицы, поскольку их среда обитания и пищевые ресурсы изменяются.

Повышение уровня моря

Из-за таяние арктических морских льдов и тепловое расширение океанов, в результате глобального потепления уровень моря начал повышаться. Как и все береговые линии, это повышение уровня воды, по прогнозам, отрицательно повлияет на солончаки, затопляя и размывая их.[35][8] Повышение уровня моря приводит к появлению более открытых водных зон в солончаках. Эти зоны вызывают эрозию по краям, что приводит к дальнейшему размыванию болота и превращению его в открытую воду, пока все болото не разрушится.[36]

Хотя солончаки подвержены угрозам повышения уровня моря, они также являются чрезвычайно динамичной прибрежной экосистемой. На самом деле соляные болота могут иметь способность идти в ногу с повышением уровня моря, к 2100 году средний уровень моря может увеличиться на 0,6–1,1 метра.[37] Болота подвержены как эрозии, так и нарастанию, которые играют роль в так называемой биогеоморфной обратной связи.[38] Растительность соляных болот улавливает отложения, чтобы оставаться в системе, что, в свою очередь, позволяет растениям расти лучше, и, таким образом, растения лучше улавливают отложения и накапливают больше органических веществ. Эта положительная обратная связь потенциально позволяет темпу уровня дна солончака идти в ногу с повышением уровня моря.[37] Однако эта обратная связь также зависит от других факторов, таких как продуктивность растительности, наличие наносов, оседание почвы, накопление биомассы, а также сила и частота штормов.[37] В исследовании, опубликованном Ю. С. Н. Бест 2018,[37] они обнаружили, что биоаккумуляция была фактором номер один в способности солончаков поддерживать уровень SLR. Устойчивость солончака к восстановлению зависит от скорости повышения уровня его русла выше, чем скорость повышения уровня моря, в противном случае болото будет захвачено и затоплено.

Накопление биомассы можно измерить в виде накопления органической биомассы над землей и накопления неорганической биомассы под землей посредством улавливания и осаждения отложений из суспензии.[39] Растительность соляных болот способствует увеличению оседания наносов, поскольку снижает скорость течения, разрушает турбулентные водовороты и помогает рассеивать энергию волн. Болотные виды растений известны своей устойчивостью к повышенному воздействию солей из-за обычного затопления болот. Эти виды растений называются галофитами. Галофиты - важная часть биоразнообразия солончаков и их способность адаптироваться к повышенным уровням моря. При повышении уровня моря растительность солончаков, вероятно, будет более подвержена более частым затоплениям, и они должны быть адаптируемыми или терпимыми к последующему повышению уровня солености и анаэробным условиям. Существует общий предел высоты (над уровнем моря) для выживания этих растений, где любое место ниже оптимальной линии приведет к аноксическим почвам из-за постоянного погружения, а слишком высокое значение выше этой линии будет означать опасные уровни засоления почвы из-за высокого уровня эвапотранспирации в результате уменьшения погружения.[39]Наряду с вертикальным накоплением наносов и биомассы, также необходимо учитывать жилые помещения для зарослей болотных угодий. Пространство для размещения - это земля, на которой могут накапливаться дополнительные отложения, а сбоку заселяться болотная растительность.[40] Это боковое жилое пространство часто ограничено антропогенными сооружениями, такими как прибрежные дороги, морские стены и другие формы освоения прибрежных земель. Исследование Лизы М. Шиле, опубликованное в 2014 году,[41] обнаружили, что при различных темпах повышения уровня моря болота с высокой продуктивностью растений были устойчивы к повышению уровня моря, но все достигли высшей точки, где для дальнейшего выживания требовалось жилое пространство. Наличие жилых помещений позволяет формировать новую среднюю / высокую среду обитания, а болотам - избежать полного затопления.

Борьба с комарами

Ранее в 20 веке считалось, что осушение солончаков поможет уменьшить комар популяции, такие как Aedes taeniorhynchus, комар солончак. Во многих местах, особенно на северо-востоке США, жители, местные и государственные учреждения копали ровные линии. канавы вглубь заболоченных квартир. Конечным результатом, однако, было истощение убийца среда обитания. Киллиф - это комар хищник, поэтому потеря среды обитания на самом деле привела к увеличению популяции комаров и отрицательно повлияла на болотные птицы которые охотились на киллифа. Эти канавы все еще можно увидеть, несмотря на некоторые усилия по их заполнению.[42]

Травоядность и биотурбация крабов

Крабы, такие как туннельный грязевой краб Helice crassa Новой Зеландии, показанной здесь, заполняет специальный ниша в солончаке экосистемы.

Повышенное поглощение азота листьями болотных видов может способствовать увеличению скорости роста листьев, зависящих от длины, и увеличению травоядный ставки крабов. Краб-роющий Neohelice granulata часто встречается в солончаках юго-западной Атлантики, где среди популяций болотных видов встречаются популяции с высокой плотностью населения. Спартина плотная и Саркокорния Perennis. В Лагуна Мар-Чикита, к северу от Мар-дель-Плата, Аргентина, Neohelice granulata рост травоядных, что является вероятной реакцией на повышенную питательную ценность листьев оплодотворенных Спартина плотная участков по сравнению с участками без удобрений. Независимо от того, удобрялись участки или нет, выпас Neohelice granulata также снизили скорость роста листьев, зависящую от длины, летом, одновременно увеличивая их удельную длину старение тарифы. Возможно, этому способствовало усиление действия грибков на раны, оставленные крабами.[43]

Солончаки Кейп-Код, Массачусетс (США), на берегу ручья отмирают Спартина виды (кордграсс), который краб приписал травоядным Sesarma reticulatum. На 12 обследованных участках соляных болот Кейп-Код от 10% до 90% берегов ручья испытали отмирание кордграсса в сочетании с высокой обнаженный субстрат и высокая плотность нор крабов. Популяции Sesarma reticulatum увеличиваются, возможно, в результате деградации прибрежной трофической сети в регионе.[44] Голые участки, оставленные интенсивным выпасом кордграсса Sesarma reticulatum на Кейп-Коде пригодны для занятия другим роющим крабом, Uca pugnax, которые, как известно, не потребляют живые макрофиты. Интенсивный биотурбация отложений солончаков в результате роющей деятельности этого краба, как было показано, резко снижает эффективность Спартина альтернифлора и Суаэда маритима прорастание семян и установленная выживаемость проростков путем захоронения или обнажения семян, либо путем выкорчевывания или захоронения установленных сеянцев.[45] Однако биотурбация крабами также может иметь положительный эффект. В Новой Зеландии туннельный грязевой краб Helice crassa получил величественное имя «экосистемный инженер» за его способность создавать новые среды обитания и изменять доступ питательных веществ для других видов. Их норы обеспечивают путь для переноса растворенного кислорода в воде норы через кислородный осадок стен норы в окружающую среду. аноксический осадок, который создает идеальную среду обитания для особых азотистых бактерий. Эти нитратредуцирующие (денитрифицирующие) бактерии быстро потребляют растворенный кислород, поступающий в стенки нор, создавая слой оксидной грязи, который тоньше, чем на поверхности грязи. Это обеспечивает более прямой путь диффузии для экспорта азота (в форме газообразного азота (N2)) в промывочную приливную воду.[46]

Реставрация и управление

Зверобой (Саликорния виды) вид эндемичный к высокое болото зона.

Восприятие заливных солончаков как прибрежных «пустошей» с тех пор изменилось, и теперь мы признаем, что они являются одной из самых биологически продуктивных сред обитания на Земле, конкурирующей с тропические леса. Соляные болота являются экологически важными местами обитания местных мигрирующих рыб и служат защищенными местами кормления и кормления.[24] В настоящее время во многих странах они защищены законодательством о защите этих экологически важных мест обитания.[47] В США и Европе им теперь предоставляется высокий уровень защиты со стороны Закон о чистой воде и Директива о местообитаниях соответственно. Теперь, когда осознание воздействия этой среды обитания и ее важности, растет интерес к восстановлению солончаков посредством управляемое отступление или установлен мелиорация земель. Однако многим азиатским странам, таким как Китай, еще предстоит признать ценность болот. С их постоянно растущим населением и интенсивным развитием вдоль побережья ценность солончаков, как правило, игнорируется, а земли продолжают осваиваться.[5]

Баккер и др. (1997)[48] предлагает два доступных варианта восстановления солончаков. Во-первых, отказаться от вмешательства человека и покинуть солончак для завершения своего естественного развития. Такие проекты восстановления часто оказываются безуспешными, поскольку растительность стремится вернуться к своей первоначальной структуре, а естественные приливные циклы смещаются из-за изменений почвы. Второй вариант, предложенный Баккером и соавт. (1997)[48] заключается в восстановлении разрушенной среды обитания в ее естественном состоянии либо на первоначальном участке, либо в качестве замены на другом участке. В естественных условиях восстановление может занять 2–10 лет или даже дольше, в зависимости от характера и степени нарушения, а также относительной зрелости затронутого болота.[47] Болота на начальной стадии своего развития будут восстанавливаться быстрее, чем спелые болота.[47] поскольку они часто первыми колонизируют землю. Важно отметить, что восстановление часто можно ускорить путем пересадки местной растительности.

Тростник обыкновенный (Phragmites australis ) инвазивный вид на деградированных болотах на северо-востоке США.

Этот последний подход часто является наиболее практичным и, как правило, более успешным, чем позволять области естественным образом восстанавливаться самостоятельно. Солончаки в штате Коннектикут в Соединенных Штатах долгое время были территорией, которую нельзя было засыпать и дноуглубить. В 1969 году был принят Закон о приливных болотах, который прекратил эту практику.[34] но, несмотря на введение закона, система все еще деградировала из-за изменений приливного течения. Одна из областей в Коннектикуте - болота на Барн-Айленде. Эти болота были обвалованы, а затем засыпаны солеными и солоноватыми болотами в 1946–1966 годах.[34] В результате болото перешло в пресноводное состояние и стало доминировать инвазивные виды. P. australis, Тиф узколистный и T. latifolia которые имеют небольшую экологическую связь с районом.[34]

К 1980 году была запущена программа реставрации, которая длится уже более 20 лет.[34] Эта программа была нацелена на воссоединение болот, вернув приливный поток вместе с экологическими функциями и характеристиками болот в их первоначальное состояние. В случае с Барн-Айлендом началось сокращение инвазивных видов, восстановление приливно-болотной растительности наряду с такими видами животных, как рыбы и насекомые. Этот пример подчеркивает, что для эффективного восстановления систем солончаков необходимо много времени и усилий. Время восстановления болота может зависеть от стадии развития болота; тип и степень нарушения; географическое положение; а также экологические и физиологические факторы стресса для флоры и фауны, связанной с болотами.

Несмотря на то, что во всем мире было приложено много усилий для восстановления солончаков, необходимы дальнейшие исследования. Есть много неудач и проблем, связанных с восстановлением болот, что требует тщательного длительного контроля. Информацию обо всех компонентах экосистемы солончаков следует понимать и отслеживать, начиная с седиментации, питательных веществ и влияния приливов и заканчивая моделями поведения и толерантностью видов как флоры, так и фауны.[47] Как только будет получено лучшее понимание этих процессов, и не только в местном масштабе, но и в глобальном масштабе, можно будет предпринять более разумные и практические усилия по управлению и восстановлению, чтобы сохранить эти ценные болота и вернуть их в исходное состояние.

Несмотря на то, что люди расположены вдоль береговых линий, всегда будет возможность нарушений, вызванных деятельностью человека, несмотря на количество восстановительных работ, которые мы планируем осуществить. Дноуглубительные работы, трубопроводы для морских нефтяных ресурсов, строительство шоссе, случайные разливы токсичных веществ или просто невнимательность - вот примеры, которые в течение некоторого времени сейчас и в будущем будут основными факторами, влияющими на деградацию солончаков.[47]

Атлантическая ребристая мидия, найденная в низкое болото

В дополнение к восстановлению систем солончаков и управлению ими на основе научных принципов, следует использовать возможность для информирования общественности об их биологической важности и их назначении как естественного буфера для защиты от наводнений.[24] Поскольку солончаки часто расположены рядом с городскими районами, они, вероятно, будут принимать больше посетителей, чем удаленные. водно-болотные угодья. Когда люди видят болото физически, они с большей вероятностью заметят и лучше осознают окружающую среду. Пример общественного участия произошел на Государственный морской заповедник Фамоса Слау в Сан Диего, где группа «друзей» более десяти лет пыталась помешать развитию этого района.[49] В конце концов, участок в 5 гектаров был куплен Сити, и группа работала вместе над восстановлением территории. Проект включал в себя удаление инвазивных видов и пересадку аборигенов, а также публичные переговоры с другими местными жителями, частые прогулки с птицами и мероприятия по уборке.[49]

Методы исследования

Для понимания гидрологической динамики солончаков и их способности улавливать и накапливать отложения используются разнообразные и сочетания методик. Ловушки для осадка часто используются для измерения темпов прироста поверхности болота, когда требуется краткосрочное развертывание (например, менее одного месяца). Эти круглые ловушки состоят из предварительно взвешенных фильтров, которые прикрепляются к поверхности болота, затем сушатся в лаборатории и повторно взвешиваются для определения общего количества отложившихся отложений.[19][20]

Для более долгосрочных исследований (например, более одного года) исследователи могут предпочесть измерение отложений с маркер горизонт сюжеты. Маркерные горизонты состоят из минерала, такого как полевой шпат который похоронен на известной глубине внутри водно-болотное угодье субстратов для регистрации увеличения перекрывающего субстрата в течение длительного периода времени.[22] Чтобы измерить количество отложений, взвешенных в толще воды, ручные или автоматизированные пробы приливной воды могут быть пропущены через предварительно взвешенные фильтры в лаборатории, а затем высушены для определения количества отложений на объем воды.[20]

Другой метод оценки концентраций взвешенных отложений - измерение мутность воды с помощью оптических датчиков обратного рассеяния, которые можно откалибровать по образцам воды, содержащим известную концентрацию взвешенных отложений, чтобы установить регрессионную взаимосвязь между ними.[17] Высота поверхности болота может быть измерена с помощью стадионный стержень и транзит,[20] электронный теодолит,[19] Кинематическая система глобального позиционирования в реальном времени,[17] лазерный уровень[22] или же электронный дальномер (тахеометр ). Гидрологическая динамика включает глубину воды, измеряемую автоматически с помощью Датчик давления,[19][20][22] или с отмеченным деревянным колом,[18] и скорость воды, часто с использованием электромагнитных измерителей тока.[18][20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Адам, П. (1990). Экология солончаков. Издательство Кембриджского университета. Нью-Йорк.
  2. ^ а б c d е ж Вудрофф, CD (2002). Побережье: форма, процесс и эволюция. Издательство Кембриджского университета. Нью-Йорк.
  3. ^ Аллен, JRL, Пай, К. (1992). Солончаки: морфодинамика, природоохранное и инженерное значение. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания.
  4. ^ а б c Чепмен, В. Дж. (1974). Соленые болота и соленые пустыни мира. Филлис Клэр Чапман, Германия.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Бромберг-Гедан, К., Силлиман, Б. Р., и Бертнесс, М. Д. (2009). «Столетия изменений, вызванных деятельностью человека в экосистемах солончаков», Ежегодный обзор морской науки, 1: 117–141.
  6. ^ а б Те Ара - Энциклопедия Новой Зеландии (2005–2010). «Растения лимана». Проверено 15 марта 2010 г.
  7. ^ Вернберг, Ф. Дж. 1993. Процессы соленого болота: обзор. Экологическая токсикология и химия 12: 2167–2195.
  8. ^ а б Скотт Д. Б., Дж. Фрейл-Готье и П. Дж. Муди. 2014 г. Прибрежные водно-болотные угодья мира: геология, экология, распространение и применение. Издательство Кембриджского университета, Нью-Йорк
  9. ^ а б Mcowen, Крис; Weatherdon, Лорен; Бохове, Ян-Виллем; Салливан, Эмма; Блит, Саймон; Цоклер, Кристоф; Стэнвелл-Смит, Дэймон; Кингстон, Наоми; Мартин, Коринн (21 марта 2017 г.). «Глобальная карта солончаков». Журнал данных о биоразнообразии. 5 (5): e11764. Дои:10.3897 / bdj.5.e11764. ISSN  1314-2828. ЧВК  5515097. PMID  28765720.
  10. ^ а б c d е Петик, Дж. (1984). Введение в прибрежную геоморфологию. Эдвард Арнольд, Лондон.
  11. ^ а б c Бурман Л., Хазелден Дж. И Бурман М. (2002). «Новые солончаки для создания и управления старыми солончаками». Изменяющийся берег, EUROCAST / EUCC, EUROCOAST Littoral 2002: Порту, Португалия; 35–45.
  12. ^ Гинзбург, Р. Н., Ловенштам, Х. А. (1958). «Влияние сообществ морского дна на осадочный среда отложений ». Журнал геологии, 66: (3), 310–318.
  13. ^ Аспден, Р. Дж., Варди, С. и Патерсон, Д. М. (2004). Микробная экология солончаков: микробы, бентосные маты и движение наносов. В Фагерацци, С., Марани, М. и Блюм, Л. К. (ред.), Экогеоморфология приливных болот (стр. 115–136). Американский геофизический союз, Вашингтон, округ Колумбия.
  14. ^ а б c Берд, Э. (2008). Прибрежная геоморфология: введение. John Wiley & Sons Ltd, Западный Суссекс, Англия.
  15. ^ а б c d е Бертнесс, доктор медицины, Еванчук, П.Дж., Силлиман, Б.Р. (2002). «Антропогенная модификация ландшафтов солончаков Новой Англии». Труды Национальной академии наук 99(3): 1395–1398.
  16. ^ а б Rand, TA (2000). Распространение семян, пригодность среды обитания и распределение галофитов через приливный градиент солончаков. Журнал экологии 88(4): 608–621.
  17. ^ а б c d е ж Ли, Х. и Ян, С. Л. (2000). «Захватывающий эффект приливной болотной растительности на взвешенные отложения в дельте Янцзы». Журнал прибрежных исследований, 25: (4), 915–924
  18. ^ а б c d е ж Ши, З., Гамильтон, Л. Дж. И Волански, Э. (2000). «Приводные течения и перенос взвешенных наносов в пологах солончаков». Журнал прибрежных исследований, 16: (3), 908–914.
  19. ^ а б c d е ж грамм час Рид, Д. Дж., Спенсер, Т., Мюррей, А. Л., Френч, Дж. Р. и Леонард, Л. (1999). «Отложение наносов на поверхности болота и роль приливных ручьев: последствия для созданных и управляемых прибрежных болот». Журнал охраны прибрежных районов, 5: (1), 81–90.
  20. ^ а б c d е ж грамм Вуд Н. и Хайн А. С. (2007). «Пространственные тенденции осаждения болотных отложений в системе микропливных ручьев, залив Вакасасса, Флорида». Журнал прибрежных исследований, 23: (4), 823–833.
  21. ^ Чен, Си; Торрес, Раймонд (21 марта 2012 г.). «Влияние геоморфологии на распределение содержания металлов в отложениях солончаков». Эстуарии и побережья. 35 (4): 1018–1027. Дои:10.1007 / s12237-012-9494-у. ISSN  1559-2723. S2CID  129721804.
  22. ^ а б c d Кахун, Д. Р., Уайт, Д. А. и Линч, Дж. С. (2011). «Динамика заполнения отложениями и образования водно-болотных угодий в активной трещине в дельте реки Миссисипи». Геоморфология, 131: 57–68.
  23. ^ Hinde, HP (1954). «Вертикальное распределение фанерогамов солончаков в зависимости от уровня прилива». Экологические монографии 24(2): 209–225.
  24. ^ а б c Кинг, С. Е., Лестер, Дж. Н. (1995). «Значение солончаков как морской защиты». Бюллетень загрязнения морской среды 30(3): 180–189.
  25. ^ а б c Лонг, С. П. и Мейсон, К. Ф. (1983). Экология солончаков. Blackie & Son Ltd, Глазго.
  26. ^ Андресен, Х., Баккер, Дж. П., Бронгерс, М., Хейдеманн, Б., Ирмлер, Ю. (1990). «Долгосрочные изменения солончаков в солончаках в результате выпаса скота». Vegetatio 89: 137–148.
  27. ^ Френч, Дж. Р. и Бернингем, Х. (2003). "Приливно-отливное осаждение болот по сравнению с повышением уровня моря: перспектива эстуариев юго-восточной Англии", Труды прибрежных отложений, 1–13.
  28. ^ Ангус, Г. и Уолтерс, М. (2008). «Естественное возобновление солончаков на ранее освоенных землях». Прикладная наука о растительности, 11: 335–344.
  29. ^ а б Ранвелл, Д. С. (1972). Экология солончаков и песчаных дюн. Chapman and Hall Ltd, Лондон.
  30. ^ Кирван, М. Л., Мюррей, А. Б., Доннелли, Дж. П. и Корбетт, Д. (2011). «Быстрое расширение водно-болотных угодий во время заселения европейцев и его последствия для выживания болот при современных темпах доставки наносов». Геологическое общество Америки, 39: (5), 507–510.
  31. ^ Джапп, К. (2007). Создание физической и биологической основы для восстановления солончаков и управления ими в эстуарии Эйвон-Хиткот. Крайстчерч, Кентерберийский университет.
  32. ^ Лангис, Р., Залейко, М., Зедлер, Дж. Б. (1991). «Оценка азота в построенном и природном соляном болоте залива Сан-Диего». Экологические приложения 1(1): 40–51.
  33. ^ Чемберс, Р.М., Мейерсон, Л.А., Салтонстолл, К. (1999). «Распространение Phragmites australis на приливно-болотные угодья Северной Америки». Водная ботаника 64: 261–273.
  34. ^ а б c d е Уоррен, Р.С., Фелл, П.Е., Розса, Р., Броули, А.Х., Орстед, А.К., Олсон, И.Т., Свами, В., Ниринг, Вашингтон (2002). «Восстановление солончаков в Коннектикуте: 20 лет науки и управления». Реставрация экологии 10(3): 497–513.
  35. ^ Валиела, Иван; Льорет, Хавьер; Бойер, Тайнан; Шахтер, Саймон; Ремсен, Дэвид; Эльмстрем, Элизабет; Когсуэлл, Шарлотта; Роберт Тилер, Э. (ноябрь 2018 г.). «Временные прибрежные ландшафты: повышение уровня моря угрожает солончакам». Наука об окружающей среде в целом. 640–641: 1148–1156. Bibcode:2018СтЭн.640.1148В. Дои:10.1016 / j.scitotenv.2018.05.235. HDL:1912/10488. PMID  30021280.
  36. ^ Ганджу, Нил К .; Дефне, Зафер; Кирван, Мэтью Л .; Фагерацци, Серджио; Д’Альпаос, Андреа; Карниелло, Лука (23 января 2017 г.). «Пространственно-интегральные метрики выявляют скрытую уязвимость микропливных солончаков». Nature Communications. 8: 14156. Bibcode:2017НатКо ... 814156G. Дои:10.1038 / ncomms14156. ISSN  2041-1723. ЧВК  5264011. PMID  28112167.
  37. ^ а б c d С уважением, Ü. S. N .; Van Der Wegen, M .; Dijkstra, J .; Willemsen, P. W. J. M .; Borsje, B.W .; Роелвинк, Дано Дж. А. (2018). «Переживут ли солончаки при повышении уровня моря? Моделирование волнового воздействия, морфодинамики и динамики растительности». Экологическое моделирование и программное обеспечение. 109: 152–166. Дои:10.1016 / j.envsoft.2018.08.004.
  38. ^ Bouma, T. J .; Van Belzen, J .; Балке, Т .; van Dalen, J .; Klaassen, P .; Hartog, A.M .; Каллаган, Д. П .; Hu, Z .; Stive, M. J. F .; Теммерман, С .; Герман, П.М.Дж. (2016). «Краткосрочная динамика илистого отмели определяет долгосрочную циклическую динамику солончаков». Лимнология и океанография. 61 (2016): 2261–2275. Bibcode:2016LimOc..61.2261B. Дои:10.1002 / lno.10374.
  39. ^ а б Ли, Рунсян; Юй Цянь; Ван, Юньвэй; Ван, Чжэн Бин; Гао, Шу; Флемминг, Бург (2018). «Связь между продолжительностью затопления и ростом Spartina alterniflora вдоль побережья Цзянсу, Китай». Эстуарии, прибрежные районы и шельфовые науки. 213: 305–313. Bibcode:2018ECSS..213..305L. Дои:10.1016 / j.ecss.2018.08.027.
  40. ^ Schuerch, M .; Спенсер, Т .; Теммерман, С .; Kirwan, M. L .; Wolff, C .; Lincke, D .; McOwen, C.J .; Пикеринг, M.D .; Reef, R .; Vafeidis, A. T .; Hinkel, J .; Nicholla, R.J .; Браун, С. (2018). «Будущая реакция прибрежных водно-болотных угодий на повышение уровня моря» (PDF). Природа. 561 (7722): 231–247. Bibcode:2018Натура.561..231S. Дои:10.1038 / s41586-018-0476-5. PMID  30209368. S2CID  52198604.
  41. ^ Schile, L.M .; Callaway, J. C .; Моррис, Дж. Т .; Stralberg, D .; Паркер, В. Т .; Келли, М. (2014). «Оценка роли растительности, наносов и среды обитания возвышенностей в устойчивости болот». PLOS ONE. 9 (2): e88760. Дои:10.1371 / journal.pone.0088760. ЧВК  3923833. PMID  24551156.
  42. ^ "Восстановление среды обитания Род-Айленда", Университет Род-Айленда:
  43. ^ Альберти, Дж., Себриан, Дж., Касариего, А. М., Канепучча, А., Эскапа, М., Ирибарн, О. (2011). «Влияние обогащения питательными веществами и травоядности крабов на продуктивность солончаков на юго-западе Атлантического океана». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии, 405: 99–104.
  44. ^ Холдридж, К., Бертнесс, М. Д. и Алтьери, А. Х. (2008). «Роль травоядных крабов в гибели солончаков Новой Англии». Биология сохранения, 23: (3), 672–679.
  45. ^ Смит, С. М. и Тиррелл, М. К. (2012). «Воздействие грязевых крабов-скрипачей (Uca pugnax) на пополнение сеянцев галофитов в районах высыхания солончаков на Кейп-Коде» (Массачусетс, США). Экологические исследования, 27: 233–237.
  46. ^ Вопель К. и Хэнкок Н. (2005). «Морские экосистемы: больше, чем крабовая нора». Вода и атмосфера, 13: (3), 18–19.
  47. ^ а б c d е Брум, SW, Сенека, ED, Вудхаус, WW (1988). «Восстановление приливных болот». Водная ботаника 32: 1–22.
  48. ^ а б Баккер, Дж. П., Эсселинк, П., Ван Дер Вал, Р., Дейкема, К. С. (1997). «Варианты восстановления прибрежных солончаков в Европе и управления ими», Урбанска, штат Коннектикут, Уэбб, Северная Каролина, Эдвардс, П.Дж. (ред.), Восстановление экологии и устойчивого развития. Издательство Кембриджского университета, Великобритания. п. 286-322.
  49. ^ а б Каллавей, Дж. К., Зедлер, Дж. Б. (2004). «Восстановление городских солончаков: уроки южной Калифорнии». Городские экосистемы 7: 107–124.

дальнейшее чтение

  • Gedan, Keryn B .; Altieri, Andrew H .; Бертнесс, Марк Д. (2011), «Неопределенное будущее солончаков Новой Англии», Серия "Прогресс морской экологии", 434: 229–238, Bibcode:2011MEPS..434..229G, Дои:10.3354 / meps09084, JSTOR  24875453

внешняя ссылка