科德角的盐沼既重要又具有标志性。这些美丽的低洼湿地是地球上生物生产力最高的生态系统之一。它们在氮循环中发挥着巨大的作用，充当碳汇，保护沿海开发免受风暴潮的影响，并为许多鱼类、贝类和沿海鸟类提供重要的栖息地和苗圃。

现在，根据海洋生物实验室(MBL)的最新研究，到本世纪末，世界上90%以上的盐沼可能被淹没。

(资料图片仅供参考)

该论文发表在《全面环境科学》杂志上。

研究结果来自马萨诸塞州法尔茅斯Great Sippewissett沼泽地的一项为期50年的研究。自1971年以来，MBL生态系统中心的科学家已经绘制了该沼泽实验地块的植被覆盖图，以检查环境中氮的增加是否会影响沼泽草的物种。由于研究的长度，他们还能够检测到气候变化对生态系统的影响，特别是那些由海平面加速上升驱动的影响。

研究人员发现，增加的氮有利于更高水平的植被和沼泽表面的吸积，但无论他们向沼泽施用的氮浓度是多少，这些生态系统都无法超过全球海平面上升的淹没速度。

“像Great Sippewissett沼泽这样的地方可能会在世纪之交变成浅水湾，”该研究的第一作者MBL杰出科学家Ivan Valiela说。“即使在保守的海平面估计下......到本世纪末，世界上90%以上的盐沼可能会被淹没、消失或减少。

“这不是孤立的科学家担心小细节的预测。地球表面将发生重大变化，这将改变沿海环境的性质，“瓦列拉说。

生态系统工程师

盐沼是缓坡生态系统，它们的植物对它们可以生长的海拔高度的偏好非常狭窄。不同的物种生长在高海拔地区(高沼泽)和靠近海洋的低海拔地区(低沼泽)，对氮供应的变化有不同的反应。当变化发生得足够慢时，草可以迁移到它们喜欢的高度。

在低沼泽地，随着科学家增加氮供应，萱草(Spartina alterniflora)蓬勃发展。在高沼泽物种中，试验样地沼泽干草(Spartina patens)丰度随海平面上升而降低。盐草(Distichlis spicata)随着氮供应的增加而增加，并且还充当了研究人员所谓的“生态系统工程师” - 增加了沼泽海拔上升的速度。分解的盐草留下的生物量的积累弥补了这些地区海平面上升造成的淹没增加。

“盐草在几十年后消失了，但它留下了遗产，”MBL研究科学家Javier Lloret说，并补充说“在数据集中看到这种相互作用非常酷。

无论向环境中添加了多少氮，研究表明，在当前和未来预测的海平面上升中，低沼泽物种将完全取代高沼泽物种。随着海平面的持续上升，即使是这些物种也会被淹没。

“在某个时候，如果海平面继续以我们预期的速度上升，甚至不会再有低沼泽植物的空间。他们只是会被淹没而无法生存，“瓦列拉说。

唯一的选择是盐沼向陆地迁移。

沿海挤压

世界各地的沼泽都面临着略雷特所说的“沿海挤压”，海平面上升从一个方向推动，人类发展从一个方向推动。可以保护房屋免受洪水侵袭的海堤将防止沼泽自然迁移到更高的地方。

“这些障碍，无论是像山丘或悬崖这样的地理障碍，还是沿着生态系统边缘建造的人，都限制了陆地沼泽迁移的可能性，”MBL研究助理Kelsey Chenoweth说。“最重要的是，海平面上升正在加速，沼泽很难跟上。

在像我们面临的海平面上升情景中，“植物的唯一解决方案将是殖民新的地区，上坡，”Lloret说。“但在某些地方，这种迁移可能是不可能的。

“海平面上升是对盐沼最重要的威胁。我们真的需要弄清楚这些生态系统会发生什么，并学习如何防止一些损失发生或试图适应它们，这样沼泽才能继续为自然和人类发挥这些重要作用，“Lloret说。

半个世纪的科学

1971年，MBL生态系统中心的科学家们不知道他们会利用他们的数据来研究全球海平面上升。

“这是一个开始研究一种生态控制(氮)的实验，然后由于该项目的寿命很长，我们能够增加关于全球变化的主要加速因素 - 全球海平面上升的新知识，”Valiela说。

这就是像Great Sippewissett Marsh这样的长期数据集的好处。

“你正在为尚未发生的问题设定一个基线，”Chenoweth说。

在测量气候变化和富营养化等生态过程时，随着生态系统对外部刺激的反应，数据可能会在几年内起伏不定。这些变化的时间尺度比其他生物系统的变化要长得多。

“要研究一棵树，你需要观察季节的变化，你应该能够看到它的整个周期。对于一片叶子，你看白天和黑夜之间的模式。在单个单元格中，您可以查看在几分钟或几秒钟的时间尺度上发生的过程......但对于整个生态系统来说，我们谈论的是很多年或几十年，“Lloret说。“你需要在几十年甚至几个世纪的规模上思考，以便能够看到实质性的变化。

这项研究包括来自马萨诸塞大学达特茅斯分校和伍兹霍尔海洋研究所的共同作者。