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 болота/высокие болота и возвышенную зону. [1] Низкое болото ежедневно затопляется при каждом приливе, но остается незащищенным во время отлива.
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]
Солончаки являются очень продуктивными экосистемами и обеспечивают множество экосистемных услуг, включая круговорот углерода , [3] [4] круговорот азота , [1] [5] и защиту прибрежных наводнений. [4] [6]
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 стабильность почвы, что уменьшает эрозию почвы. [7]
Солончаки и другие прибрежные водно-болотные экосистемы играют важную роль в глобальном биогеохимическом цикле, особенно в циклах углерода и азота . [1] [8] [5]
Прибрежные водно-болотные угодья , такие как солончаки , могут поглощать углерод в десять раз быстрее, чем зрелые тропические леса . [9] Благодаря фотосинтезу болотная растительность улавливает большое количество углекислого газа из атмосферы . [9] Этот углерод сохраняется в тканях растений и почве в течение сотен или 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 тропические леса . [9]
Eh-потенциал, энергетическая выгодность реакции, самый низкий в низинных болотах. [8] Eh-потенциал 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.
В солончаках происходит как нитрификация , так и денитрификация . 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 низинных болотах. [1]
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 уменьшающимся запасом наносов. [10] В зависимости от сценария RCP Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) , 60-91 процент солончаков в метаанализе не смогут идти в ногу с будущими темпами SLR. [10] В этом же исследовании 8 из 9 болот с самым высоким уровнем 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 скорость SLR вдоль атлантического побережья США будет варьироваться от 0,6 до 4 миллиметров в год по состоянию на 2021 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 «утонет» и превратится в открытую воду. [5]
Прибрежная застройка, такая как дороги и дома, предотвращает миграцию солончаков вглубь суши от побережья по мере повышения уровня моря. [10] В прошлом солончаки мигрировали вглубь страны в ответ на повышение 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 заменяется галофитными болотными видами в результате повышения засоления и влажности почвы. [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 одной и той же площади каждой болотной зоны оставаться неизменной. Однако, когда инфраструктура расположена непосредственно на возвышенности у болота, это болото физически заблокировано для миграции. [13] Граница между низким и высоким болотом продолжает смещаться вглубь суши, но в возвышенной части болота нет земли, которую можно было бы превратить в болотную территорию. Это приводит к потере возвышенных и, в конечном итоге, высоких болотных зон.
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, частоты и химического состава загрязняющих веществ в стоках. 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]
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 распространенным захватчиком солончаков. [17] Фрагмиты быстро колонизируют близлежащие территории и могут конкурировать с заменой местной болотной растительности. [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 цитация ] Развалины — это отложенный материал, состоящий в основном из мертвой болотной растительности. [ нужна цитата ] Если он накапливается над растительностью в течение достаточного периода времени, он блокирует солнечный свет и душит растения под ним. [ нужна цитата ]
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 бесконтрольными, они «выкашивают» S. alternilfora и увеличивают количество нор в почве. [18] Норы снижают устойчивость почвы и повышают вероятность ее эрозии. [18]
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] Метод(ы), применяемый на солончаках, зависит от конкретного болота и местности. [19] Например, солончак в заливе Фанди, Канада, может быть восстановлен путем расширения приливного канала путем строительства водопропускной трубы, а солончак в Северо-Западной Европе может быть восстановлен путем удаления дамб. [19]
Чтобы защитить солончаки, правительства создают заповедники, такие как заповедник «Сдвиговые лоты» в Плимуте, Массачусетс, заповедник Эстеро-Марш и болото Безумного острова семьи Клайва Раннеллса. Это области, где ресурсы и земля управляются и ограничиваются.