Zamieranie słonych bagien
Zamieranie słonych bagien lub brązowienie słonych bagien jest główną siłą degradacji słonych bagien na wysokich bagnach. Ogólny efekt jest taki, że rośliny na bagnach obumierają i brązowieją, pozostawiając martwą materię organiczną , a ostatecznie otwierają się osady . Bez silnych korzeni roślin utrzymujących osad, te otwarte obszary lądu ulegają erozji , powodując cofanie się słonych bagien z powrotem na stały ląd. W strefach zamierania brakuje ich głównych producentów, takich jak trawa szparagowa lub Spartina alterniflora , i ostatecznie stają się całkowicie nieproduktywne.
Przegląd hipotez
Naukowcy badali zamieranie słonych bagien od dziesięcioleci i wciąż spierają się o jego przyczyny. Jedna z głównych idei sugeruje, że zamieranie słonych bagien jest spowodowane zaleganiem wody w S. alterniflora w wyniku zwiększonego zanurzenia w pływach, zwiększonego osadu i niedoboru tlenu . Inni naukowcy badali możliwość zwiększonego zasolenia gleby i zmniejszonej zawartości wody w glebie jako przyczyny zamierania.
Znaczenie słonych bagien
Słone bagna są ważne dla zachowania siedlisk lęgowych i wylęgowych skorupiaków, ryb i owadów.
Hipoteza zalewania
Podlewanie jest wynikiem zbyt dużej ilości wody w systemie korzeniowym rośliny i otaczającej ją glebie i zwykle występuje w śródlądowych obszarach bagien. Wraz ze wzrostem poziomu wód powierzchniowych podmokłe gleby zawierają wiele zredukowanych cząsteczek, które mogą indukować gromadzenie się siarczków i innych toksycznych związków. Obecne badania sugerują, że zwiększone nasiąkanie wodą jest spowodowane podnoszeniem się poziomu mórz , możliwym skutkiem globalnego ocieplenia , które ma wiele własnych przyczyn naturalnych i antropologicznych.
Zmniejszone oddychanie tlenowe
Zamieranie słonych bagien powoduje śmierć roślin specyficznych dla bagien i erozję krajobrazu. Jedną z przyczyn nasiąkania wodą jest zmniejszone oddychanie tlenowe przez korzenie S. alterniflora . Występuje głównie w strefach śródlądowych, chociaż rośliny przybrzeżne wykazują częściowe oddychanie beztlenowe.
Oddychanie tlenowe wymaga cukrów i tlenu do wytworzenia dwutlenku węgla, wody i energii.
Wraz ze spadkiem oddychania tlenowego rośliny stają się pozbawione tlenu, ponieważ korzenie nie są w stanie wytworzyć wystarczającej ilości tlenu w obniżonych warunkach glebowych. Zmniejszone pobieranie tlenu może również zmniejszyć produktywność roślin.
Aby uzyskać energię, rośliny te przechodzą następnie proces fermentacji alkoholowej (Mendelssohn i in. 1981). Ten proces fermentacji ma produkt końcowy węgla w postaci etanolu, który jest dyfundowany z korzeni. Dlatego rośliny nie są w stanie wykorzystać rozproszonego węgla, więc dostępna energia roślin maleje.
Zwiększona zawartość siarczków w glebie
Innym produktem nasiąkania wodą jest wzrost zawartości siarczków w glebie. Wzrost siarczków jest spowodowany przez beztlenowe i tlenowe, które występują głównie w glebach redukowanych.
Wykazano, że zwiększona zawartość siarczków hamuje pobieranie NH4 - N (azotu amonowego, soli amonowej) w roślinie. NH 4 -N jest najbardziej dostępną formą azotu w glebie i ogranicza produktywność S. alterniflora .
Wyższe stężenie NH 4 -N w glebie może wskazywać, że pobieranie NH 4 -N przez rośliny zmniejszyło się, pozostawiając nadmiar cząsteczek w glebie. Ponadto zredukowane gleby mogą powodować zmniejszenie nitryfikacji roślin, co prowadzi do większego braku pobierania NH 4 -N.
Możliwe rozwiązania
Niektórzy naukowcy znaleźli rozwiązanie tego problemu. Mendelssohn i Kuhn przeprowadzili eksperyment z roślinami i glebą na słonych bagnach w Luizjanie w 2003 roku. Odkryli, że zwiększenie ilości osadów na niezdrowym obszarze słonych bagien powoduje, że rośliny i gleby są w lepszych warunkach.
Eksperyment wykazał, że rośliny z większymi poziomami osadów miały większą pokrywę roślinną, z wyższymi roślinami i większą gęstością nasypową. Wzniesienie powierzchni rosło wraz ze wzrostem osadów, zmniejszając w ten sposób powodzie. Korzenie mogły oddychać tlenowo, więc nie musiały polegać na fermentacji w celu uzyskania energii. Rośliny z większą ilością osadu wykazywały również spadek stężeń siarczków i NH 4 -N w glebie. Mendelssohn postuluje, że skoro stężenie NH 4 -N zmniejszyło się po dodaniu osadu, rośliny wykorzystały więcej azotu.
Hipoteza zasolenia
Druga hipoteza zamierania słonych bagien koncentruje się na zwiększonym zasoleniu i braku wody glebowej, które są głównymi przyczynami zamierania słonych bagien. Niektórzy naukowcy uważają tę hipotezę za istotną, ponieważ globalne ocieplenie sugeruje, że wzrost globalnych temperatur może prowadzić do zwiększonego parowania i transpiracji .
Brown i Pezeshki opracowali eksperyment, w którym wiele osobników S. alterniflora poddano działaniu zwiększonego zasolenia, zwiększonego stresu wodnego, a następnie poddano leczeniu skojarzonemu. Stwierdzili, że te rośliny, które doświadczyły leczenia skojarzonego, wykazywały wzrost stresu wodnego, gdy rośliny nie były w stanie uzyskać wystarczającej ilości wody z gleby, spadek aktywności fotosyntetycznej, a ostatecznie śmierć (Brown i Pezeshki 2007).