Kustwetlands zoals zeegrasweiden, mangroven, en kwelders spelen een vitale rol langs de kustlijn, van een buffer tegen stormvloeden, om een ​​kritieke habitat voor dieren te bieden, atmosferische koolstof op te vangen.

We beginnen nog maar net de ingewikkelde werking van deze zeer productieve ecosystemen en hun rol bij het verminderen van de klimaatcrisis te begrijpen, maar UConn-onderzoekers zijn een stap dichter bij het begrijpen hoe kweldervegetatie, hun bacteriële gemeenschappen, en vegetatie kan helpen bij het voorspellen van het potentieel van een moeras om een ​​blauw koolstofreservoir te zijn. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Estuaria en kusten.

"Kustmoerassen worden steeds meer erkend als belangrijke ecosystemen omdat ze veel koolstof vastleggen en opslaan. Er is toenemende belangstelling voor het begrijpen van deze blauwe koolstofecosystemen vanwege onze huidige klimaatcrisis, " zegt Beth Lawrence, co-auteur en College van Landbouw, Gezondheid, en natuurlijke hulpbronnen Universitair docent Wetland en plantenecologie bij de afdeling Natuurlijke Hulpbronnen en Milieu en het Centrum voor Milieuwetenschappen en Engineering.

Lawrence legt uit hoe kwelders dienen als centrale ecosystemen bij behoud en herstel. Ze zijn leefgebied voor een breed scala aan soorten, waaronder bedreigde diersoorten zoals de kweldermus. Gelegen op het raakvlak tussen land en zee, deze ecosystemen bufferen stormenergie en vervullen andere belangrijke functies, zoals het verwijderen van overtollig stikstof uit water dat zijn weg vindt naar estuaria waar het anders kan leiden tot algenbloei en zuurstofarme "dode zones".

Ontwikkeling leidt tot veranderingen in de beweging van water (zie zijbalk) en Lawrence zegt dat, vaak, getijbeperkte kwelders worden minder zout en nat, wat leidt tot verschuivingen in wat planten daar groeien. Planten die gedijen in deze brakke omstandigheden kunnen invasief zijn, zoals Phragmites australis, dat de vloek is geworden van kustbeheerders, zegt Laurens.

Getijdenherstel is bedoeld om moerassen die van de oceaan zijn afgesneden, opnieuw met elkaar te verbinden om de habitat te verbeteren. Het vergroten van de duikers onder wegen, spoorwegen of bruggen of het verwijderen van getijdenpoorten kan de getijdenstroming en de organismen die ervan afhankelijk zijn, herstellen.

Om te zien hoe getijdenherstel de koolstofcyclus en bodemmicroben kan veranderen, de onderzoekers bemonsterden op verschillende moeraslocaties in Connecticut, inclusief minder verstoorde "referentie" moerassen, en voorheen beperkte moerassen die sindsdien zijn gerestaureerd.

"Tijdelijk hersteld en de niet-gerestaureerde referenties verschilden in koolstofdichtheid en hoeveel koolstof er in de bodem zit. Zeer beperkte locaties waren vermoedelijk tot op zekere hoogte uitgedroogd en verloren wat koolstof, " zegt Laurens.

Dit slaat ergens op, Laurens zegt, omdat in nattere bodems, microben breken koolstofrijk plantaardig materiaal niet zo efficiënt af als in droge grond, daarom blijft het materiaal en de koolstof erin. Wanneer microben zich tegoed kunnen doen aan het plantaardig materiaal in het droger, meer zuurstofrijke omstandigheden, de koolstof gaat verloren aan de atmosfeer in de vorm van koolstofgas, in een proces dat mineralisatie wordt genoemd.

Andere metingen tussen getijde herstelde en ongestoorde moerassen waren hetzelfde over de reeks parameters die werden gebruikt in de metingen van de onderzoekers, inclusief bodemchemie, plantaardige biomassa, en microbiële gemeenschappen. Echter, er waren grote verschillen tussen vegetatiezones.

"Het belangrijkste verschil dat we zagen, was tussen plantengemeenschappen, " zegt Lawrence. "We zagen verschillen in microbiële ademhaling evenals de microbiële gemeenschappen die in de bodem in verschillende vegetatiezones leven. Deze bevindingen suggereren dat zowel planten als microben reageren op verschillen in omgevingscondities."

Met de kennis van welke planten waar gedijen, de onderzoekers kunnen een glimp opvangen van de biologische processen die in het moeras spelen door te zien welke planten aanwezig zijn.

"Ik denk dat een van de belangrijkste conclusies van ons onderzoek is dat deze vegetatiebanden goede indicatoren zijn van wat er hydrologisch en biogeochemisch gebeurt, " zegt Lawrence. "Bijvoorbeeld, als we inheemse Spartina alterniflora zien groeien, we weten dat de omgeving zouter is dan waar Phragmites groeit. Deze bodems hebben waarschijnlijk een andere samenstelling van de bacteriegemeenschap en verwerken koolstof en stikstof anders dan in een hogere, drogere gemeenschap."

Gezien het belang van kwelders en de noodzaak van verdere herstelwerkzaamheden, Lawrence zegt dat managers satellietbeelden of drones kunnen gebruiken om de vegetatie op grotere ruimtelijke schalen te bekijken om een ​​indicatie te krijgen van de groeiomstandigheden en de koolstofopnamecapaciteit van een systeem. Dit zou kunnen helpen bij het focussen van herstel-inspanningen en monitoring.

“Managers zijn echt geïnteresseerd in opschaling, Lawrence zegt. "Het kwantificeren van koolstof- en nutriëntencycli is erg tijdrovend en gedetailleerd, dus een belangrijke implicatie van dit werk is dat de dominante vegetatie in kwelders kan worden gebruikt als een proxy voor sommige biogeochemische processen. We moeten zorgvuldig overwegen hoe we onze beperkte conserveringsdollars besteden."

De kosten van niet met de stroom meegaan

Met pogingen in het begin van de 20e eeuw om kwelders uit te roeien na angst voor door muggen overgedragen ziekten, Er zijn de afgelopen decennia inspanningen geleverd om deze vitale gemeenschappen te herstellen. Lawrence wijst erop dat hier in Connecticut, dichtbebouwde bebouwing verstoort het landschap tot aan de kust, inclusief kwelders.

"We hebben veel mensen die in de buurt van kusten met wegen wonen, bruggen, en spoorwegen die vaak onze kwelders doorkruisen. Wanneer dat gebeurt, je verandert de hydrologie omdat vaak, wat ze doen is dat ze een pijpje onder de weg of spoorlijn leggen zodat het water eronder kan, maar dat beperkt het getij. We gaan van een grote stroom die water naar beneden voert naar een kleine pijp onder de weg die de frequentie van de overstroming verandert en het getijverschil dempt."