Междисциплинарная группа ученых обнаружила удивительно высокую скорость оборота углерода и питательных веществ микробами в одном из прибрежных солончаков Джорджии, высокопродуктивной экосистеме.
Группа исследователей, связанных с Технологическим институтом Джорджии, проводит долгосрочное исследование на острове Сапело, штат Джорджия, для изучения биогеохимических процессов болота, то есть обмена биогеохимическими элементами, такими как углерод, фосфор, питательные вещества и металлы между живыми и неживыми компонентами окружающей среды. Они хотят знать, как эти процессы связаны с продуктивностью, фаунистической активностью и гидрологией болотной системы. Понимание этих взаимосвязей имеет решающее значение для прогнозирования воздействия глобального потепления на прибрежную среду.
Они представляют свои выводы на совместном собрании Экологического общества Америки и Американского общества лимнологии и океанографии, которое состоится 7-12 июня в Сент-Луисе, штат Миссури. Эта презентация запланирована на 11 11 июня, 30:00 в конференц-зале отеля Adam's Mark.
«Мы наблюдали одну из самых высоких скоростей разложения органического вещества, когда-либо измеренных в морских системах», - сказал доктор Джоэл Костка, адъюнкт-профессор Технологического института Джорджии и исследователь Океанографического института Скидавэя, исследовательского подразделения Университетская система Джорджии. Одной из причин более высоких, чем ожидалось, результатов могла быть продолжительность исследования; Костка добавил, что очень немногие исследования рассматривали скорость разложения микроорганизмами за двухлетний период, как это было сделано в этом продолжающемся исследовании.
Исследователи считают, что микроорганизмы в отложениях солончаков играют важную роль в круговороте материалов в экосистеме. Изучая микроорганизмы, такие как бактерии, которые встречаются в отложениях солончаков, ученые надеются определить, что движет микробной активностью. Наблюдая за болотистой средой в течение нескольких сезонов, они узнают, как питательные вещества проходят через систему.
Многочисленные переменные влияют на микробную активность в отложениях, сказал доктор Филипп Ван Каппеллен, доцент Школы наук о Земле и атмосфере Технологического института Джорджии. Он и аспирант Алакендра Ройчаудхури работают с Косткой над этим исследованием. Эти переменные включают температуру, затопление приливами, состав растений в этом районе, гидрологию района, поступление органического материала, сток с прилегающей территории и перемешивание наносов..
Наряду с микроорганизмами более крупные формы жизни животных также влияют на круговорот питательных веществ в болоте. По словам Костки, большие популяции крабов-скрипачей, населяющих илистые отмели в солончаках, могут значительно улучшить круговорот питательных веществ в этом районе. Их норы, которые могут уходить в почву на 20 сантиметров, позволяют соленой воде просачиваться в грязь, что, в свою очередь, поставляет кислород и другие питательные вещества в отложения.
«Инъекция кислорода изменяет микробную активность, - сказал Костка, - и это влияет на высвобождение химических веществ и питательных веществ».
Солончаки Сапело представляют собой идеальную модельную систему для изучения биогеохимического цикла в окружающей среде, сказал Ван Каппеллен. По его словам, протянувшиеся вдоль восточного побережья Северной Америки от Новой Шотландии до Флориды солончаки не только обширны, но и чрезвычайно продуктивны.
Здесь огромные просторы Спартины, или пуповинной травы, составляют основу пищевой цепи. Солончаки играют решающую роль в качестве питомников для рыб, моллюсков и других морских организмов, обеспечивая место, где молодые стадии животных могут быстро расти.
Учебная площадка в Сапело площадью 10 акров также предоставила исследовательской группе еще одно преимущество; на этом участке проводились годы исследований, поэтому о динамике экосистемы уже известно очень многое. Исследование представляет собой серьезный отход от типичного подхода к изучению солончаков, который, по мнению исследователей, традиционно основан на экологии.
С появлением биогеохимиков, океанографов и микробиологов исследователи смогли собрать больше количественных данных, которые помогут им лучше понять факторы, контролирующие круговорот этих жизненно важных материалов в отложениях солончаков.
«Очевидно, что было проведено недостаточно междисциплинарных исследований», - сказал Костка, имея в виду ценность исследования и его многочисленных участников. Исследование, которое финансировалось Школой наук о Земле и атмосфере Технологического института Джорджии, программой Морского грантового колледжа Джорджии, Управлением военно-морских исследований, Океанографическим институтом Скидавэя и Национальным научным фондом в рамках инициативы, направленной на поощрение междисциплинарных исследований. иной взгляд на динамику важной природной системы.
Полезность собираемых данных может быть расширена далеко за пределы конкретной среды обитания в Сапело, где проводится исследование. Исследователи отмечают, что знания, полученные о солончаке, могут быть распространены на другие природные системы. Такая информация будет полезна, поскольку ученые пытаются решить проблемы, связанные с глобальным потеплением, сказал Ван Каппеллен.
«Если уровень моря поднимется из-за глобального потепления, нам нужно понять стабильность этих сред и определить, потеряем ли мы их», - сказал он. Он добавил, что благодаря расширенным знаниям о действующих биогеохимических циклах люди могут лучше предсказывать будущее этих динамичных и важных областей.