Ze bestaan ​​over de hele wereld, behoren tot de meest productieve ecosystemen op aarde en herbergen een breed scala aan dieren in het wild. Ze zijn ook essentieel voor de wereldeconomie. Het zijn estuaria - kustgebieden waar zoet rivierwater en zout oceaanwater elkaar ontmoeten.

Maar deze eenvoudige definitie logenstraft de complexiteit van het estuarium, diversiteit en het belang van de menselijke duurzaamheid.

"Estuaria zijn lastig omdat ze niet goed passen bij de terrestrische wetenschap of oceanografie, " zei Nick Nidzieko, een professor in de afdeling Geografie van UC Santa Barbara. Noem ze delta's, vervellingen, kwelders, havens, geluiden of baaien, estuariene systemen zijn noch volledig marien, noch volledig rivier- of oeverstaten. Deze vermenging van kenmerken, diversiteit van habitats en variabiliteit in kwaliteit hebben het voor wetenschappers moeilijk gemaakt om conclusies te trekken over hoe deze systemen gezamenlijk bijdragen aan mondiale processen, met name met betrekking tot koolstof- en nutriëntenkringlopen door de kustzone.

"We verwijzen naar het metabolisme van een ecosysteem als het totale metabolisme van alles in een estuarium - alle dieren, alle planten, Nidzieko zei. "Het is een geïntegreerde maatstaf voor hoeveel organische koolstof op een plaats wordt geproduceerd of geconsumeerd." die belangrijk zijn voor de visserij, vervoer, scheepvaart en afvalwaterverwerking, grotendeels op individuele basis bestudeerd, hij legde uit, maar hun gecombineerde impact op het koolstofbudget van de oceaan is nog steeds een soort zwarte doos.

Het blijkt, volgens de observaties van Nidzieko, dat grotere estuariene systemen doorgaans minder productief zijn per eenheidsgrootte dan de kleinere. Het grotere-is-efficiëntere concept heeft zijn wortels in de evolutionaire biologie.

"Dit is bekend bij dieren, "zei hij. Bekend als de wet van Kleiber, het idee is dat de stofwisseling van een dier schaalt tot de driekwart van zijn massa. Hoe groter het dier, hoe langzamer het metabolisme. "Een muis leeft een paar jaar, zijn hart klopt snel en hij moet constant eten om te leven. Een olifant eet af en toe, zijn hart klopt langzamer en hij leeft tientallen jaren, ' legde Nidzieko uit.

Voor estuaria geldt dezelfde driekwartschaling. Na bestudering van een reeks gepubliceerde onderzoeken naar het metabolisme van ecosystemen, Nidzieko stelde vast dat de productiviteit van een estuarien systeem vaak niet lineair schaalt met de grootte; groter, diepere estuariene systemen zijn iets minder productief per eenheidsgrootte dan hun kleinere, ondiepere tegenhangers.

"De verklaringen waarom de olifant een langzamer metabolisme heeft dan een muis, bieden hetzelfde antwoord op waarom de Baai van San Francisco niet zo productief is, per eenheidsgrootte, als Goleta Slough, " zei Nidzieko. "Dit wordt in principe gedreven door de natuurkunde. Dit artikel laat zien dat metabolisme gerelateerd is aan de verblijftijd van voedingsstoffen, met andere woorden:hoe snel voedingsstoffen door het systeem gaan."

De bevindingen kunnen van invloed zijn op de manier waarop estuaria worden beoordeeld op hun voordelen en hun plaats in de grotere wereldwijde koolstofcyclus, evenals de planning die gaat in het gebruik van deze gebieden. Door rekening te houden met grootte en diepte in de berekeningen van de productiviteit van een estuarium, kunnen wetenschappers ook terugkijken op wat mogelijk verloren is gegaan als gevolg van het binnendringen in wetlands aan de kust - van oudsher doelen van ontwikkeling - zoals de Baai van San Francisco, havens en havens over de hele wereld, en afvalwaterzuiveringsinstallaties.

Aanvullend, deze resultaten suggereren dat meerdere saneringsprojecten van kleinere estuariene systemen relatief meer impact kunnen hebben dan een enkel project in een groter systeem. Maar Nidzieko wijst er snel op dat grotere systemen ook dingen kunnen die kleinere systemen niet kunnen, vooral op het gebied van biodiversiteit.

"Maar dit kan enig houvast bieden bij het ontwerpen of beoordelen van beschermde gebieden, " zei hij. In de nabije toekomst is Nidzieko van plan om dit concept van de schaal van het ondiepe estuarium naar het andere uiterste te brengen - de schaal van het oceaanbekken.

"Hetzelfde patroon geldt, maar we begrijpen nog niet helemaal waarom, " hij zei.