science >> Wetenschap >  >> Natuur

Milieuwetenschapper neemt hightech mee naar kwelders

Milieuwetenschapper Linda Blum gebruikt CT-scanfaciliteiten van het UVA Health System om kwelderkernmonsters te onderzoeken. Krediet:Tom Cogill

Iedereen die geen tijd in een kwelder heeft doorgebracht, ziet het misschien als een hete, fout, benauwd, modderig, stinkend, harde en sombere omgeving - en dat kan waar zijn, vooral tijdens de zomer.

Dat is zelfs wat Linda Blum, een milieuwetenschapper aan de Universiteit van Virginia, ooit gedacht – in ieder geval tot het midden van de jaren tachtig, toen ze begon met ecologisch onderzoek op lange termijn in kwelders in het Virginia Coast Reserve aan de Eastern Shore.

"Ik heb gemerkt dat in plaats van somber en onuitnodigend te zijn, kwelders zijn intrinsiek mooi, "Zei Blum. "Ze zijn weelderig en groen, en hoewel ze soms die geur van rotte eieren hebben, ze zetten voedsel op tafel door een habitat te bieden aan een breed scala aan organismen. Ik hou van kwelders."

Zozeer zelfs dat ze haar carrière heeft gewijd aan het bestuderen van de grassen en ecosystemen die gedijen op modderbanken in de achterste baaien, geluiden en lagunes achter barrière-eilanden, in Virginia en elders.

"Kustmoerassen zijn prachtige ecosystemen, dienen als buffer om het land te beschermen tegen stormvloeden, en ze vertragen de stroom van zoet water dat naar de kusten komt, en ze zuiveren water door overtollige stikstof te verwijderen, Blum zei. "Deze esthetisch aangename habitats, met hun biodiversiteit, geweldige ecologische diensten leveren, dus we moeten ze waarderen en beschermen."

Moerassen bieden leefgebied voor economisch belangrijke aquatische en mariene soorten, van vissen tot krabben, mosselen en oesters. Ze dienen ook als dekking en broedplaatsen voor vele soorten vogels en zoogdieren. Kwelders vangen ook koolstof uit de lucht en slaan het op, helpen het tempo van de klimaatverandering te vertragen.

Moerasgrassen zorgen voor een groot deel van hun eigen groei door seizoensgebonden dood en vernieuwing, het bijdragen van organische stof aan de bodem waarop opeenvolgende generaties verder kunnen groeien en uitbreiden. Omdat ze onder ondiepe, zout water en stuur opkomende stengels, ze spelen een cruciale rol bij het uitbreiden en opbouwen van binnenkustgebieden in de loop van de tijd, door bossen om te vormen tot rijke moerasgraslanden.

Blum zei dat moerassen goed zijn in het bijhouden van de zeespiegelstijging - tot op zekere hoogte - maar overweldigd kunnen raken als het water te snel stijgt - zoals kan gebeuren in de Chesapeake Bay-regio, waar ook het land zinkt, het accentueren van natuurlijke of versnelde stijgingen van de gemiddelde waterstanden.

"Een belangrijke vraag die we proberen te beantwoorden, is:wat is de maximale snelheid van zeespiegelstijging die moerassen kunnen verdragen door bodemaangroei?" zei Blum. "De moerassen moeten gelijke tred kunnen houden door zowel horizontaal als verticaal te groeien als de zeeën stijgen."

Wortelproductie is cruciaal voor deze groei, ze zei.

"Als moerasgrassen een sterk wortelstelsel kunnen vormen, die diep in de grond zakt, ze kunnen meer scheuten verzenden en hun bereik uitbreiden, " zei ze. "We ontwikkelen nieuwe technieken in het laboratorium om het volume van moeraswortels beter te meten, die aanwijzingen geeft voor hun vermogen om stijgende wateren te overleven."

De traditionele manier om de wortelproductie te meten, is door monsters van de wortels te nemen, bodem, organische en anorganische stof onder moerasgrassen door het nemen van kernmonsters, met behulp van een polycarbonaat buis met een diameter van 6 inch en een lengte van 16 inch. Terug in een laboratorium, onderzoekers kiezen de steekproef minutieus uit elkaar, met de hand sorteren van levende wortels, dode wortels en wortelstokken (ondergrondse stengels waaruit wortels en scheuten groeien) uit modder, schelpen, puin en dergelijke. Met deze methode kan het een maand duren om de wortelmassa van een moerasgras goed te bepalen.

Door de jaren heen, Blum heeft met tal van studenten gewerkt die met deze belangrijke, maar vervelend werk.

Maar nu, werken met UVA's Emily Couric Clinical Cancer Center, Blum is begonnen met het gebruik van CT-scans om kernmonsters te onderzoeken. Dit reduceert het proces tot slechts een dag, en Blum ontdekt dat de zeer gedetailleerde 3D-dwarsdoorsnedebeelden betere gegevens opleveren dan de handmatige scheidingsmethode.

"Ik denk dat we deze nieuwe aanpak hebben vastgespijkerd, "zei ze. "We krijgen overeenstemming tussen de met de hand gesorteerde monsters en de CT-scans."

Met behulp van jaarlijkse steekproeven, Blum krijgt inzicht in het vermogen van moerasgrassen om in verschillende scenario's gelijke tred te houden met de zeespiegelstijging.

"We constateren dat sommige moerassen op onze onderzoekslocaties goed bestand zijn tegen zeespiegelstijging, terwijl anderen dat niet zijn, "zei ze. "Na verloop van tijd, nieuwe methoden gebruiken, we zullen een goed begrip krijgen van waarom."