Palude salata - Salt marsh

Palude salata durante la bassa marea , media bassa marea, alta marea e altissima marea ( marea primaverile ).

Una palude salmastra o una palude salata , nota anche come una palude salata costiera o una palude di marea , è un ecosistema costiero nella zona intertidale costiera superiore tra terra e acqua salata o salmastra che viene regolarmente inondata dalle maree. È dominato da fitti banchi di piante tolleranti al sale come erbe aromatiche , erbe o arbusti bassi . Queste piante sono di origine terrestre e sono essenziali per la stabilità della barena nell'intrappolare e legare i sedimenti . Le paludi salmastre svolgono un ruolo importante nella rete alimentare acquatica e nella fornitura di nutrienti alle acque costiere. Sostengono anche gli animali terrestri e forniscono protezione costiera .

Le saline sono state storicamente messe in pericolo da pratiche di gestione costiera mal attuate , con terreni bonificati per usi umani o inquinati dall'agricoltura a monte o da altri usi industriali costieri. Inoltre, l' innalzamento del livello del mare causato dal cambiamento climatico sta mettendo in pericolo altre paludi, attraverso l' erosione e l'immersione di paludi altrimenti soggette a maree. Tuttavia, il recente riconoscimento da parte degli ambientalisti e della società più ampia dell'importanza delle paludi salate per la biodiversità, la produttività ecologica e altri servizi ecosistemici , come il sequestro del carbonio , ha portato a un aumento del ripristino e della gestione delle paludi salmastre dagli anni '80.

Informazioni di base

Una palude salata di estuario lungo il fiume Heathcote , Christchurch , Nuova Zelanda
Palude salata sull'isola di Sapelo, Georgia, USA

Le paludi salmastre si verificano su litorali a bassa energia a latitudini temperate e alte che possono essere stabili, emergenti o sommerse a seconda che la sedimentazione sia maggiore, uguale o inferiore all'innalzamento relativo del livello del mare ( tasso di subsidenza più cambiamento del livello del mare), rispettivamente . Comunemente queste coste sono costituite da distese di fango o sabbia (conosciute anche come piane di marea o abbreviate in distese fangose ) che sono nutrite con sedimenti provenienti da fiumi e torrenti in entrata. Questi includono tipicamente ambienti riparati come argini, estuari e il lato sottovento delle isole barriera e degli sputi . Nei tropici e subtropicali sono sostituiti dalle mangrovie ; un'area che differisce da una barena salata in quanto invece di piante erbacee , sono dominate da alberi tolleranti al sale.

La maggior parte delle paludi salmastre ha una topografia bassa con altitudini basse ma una vasta area vasta, che le rende estremamente popolari per le popolazioni umane. Le barene si trovano tra diverse morfologie in base alle loro impostazioni fisiche e geomorfologiche. Tali morfologie palustri includono paludi deltizie , estuari, back-barriera, costa aperta, argini e paludi di valli sommerse . Le paludi deltizie sono associate a grandi fiumi dove molti si trovano nell'Europa meridionale come la Camargue , la Francia nel delta del Rodano o il delta dell'Ebro in Spagna. Sono estesi anche all'interno dei fiumi del delta del Mississippi negli Stati Uniti . In Nuova Zelanda, la maggior parte delle paludi salmastre si trova alla testa degli estuari in aree dove c'è poca azione delle onde e alta sedimentazione. Tali paludi si trovano nel Parco Regionale Awhitu in Auckland , la Manawatu Estuario , e l'Avon Heathcote estuario a Christchurch . Le paludi a sbarramento posteriore sono sensibili al rimodellamento delle barriere nella parte verso terra di cui sono state formate. Sono comuni lungo gran parte della costa orientale degli Stati Uniti e delle Isole Frisone . Gli argini costieri grandi e poco profondi possono contenere paludi salmastre con esempi tra cui Morecambe Bay e Portsmouth in Gran Bretagna e la Baia di Fundy in Nord America.

Le saline sono talvolta comprese nelle lagune e la differenza non è molto marcata; la Laguna di Venezia in Italia , ad esempio, è costituita da questo tipo di animali e/o organismi viventi appartenenti a questo ecosistema. Hanno un grande impatto sulla biodiversità della zona. L'ecologia delle barene coinvolge reti alimentari complesse che includono produttori primari (piante vascolari, macroalghe, diatomee, epifite e fitoplancton), consumatori primari (zooplancton, macrozoi, molluschi, insetti) e consumatori secondari.

La bassa energia fisica e l'erba alta forniscono un rifugio per gli animali. Molti pesci marini usano le paludi salmastre come vivaio per i loro piccoli prima che si trasferiscano in acque aperte. Gli uccelli possono allevare i loro piccoli tra le erbe alte, perché la palude fornisce sia rifugio dai predatori che abbondanti fonti di cibo che includono pesci intrappolati nelle pozze, insetti, crostacei e vermi.

Evento mondiale

Le barene in 99 paesi (essenzialmente in tutto il mondo) sono state mappate da Mcowen et al. 2017. Un totale di 5.495.089 ettari di barene mappate in 43 paesi e territori sono rappresentati in uno shapefile poligonale dei sistemi informativi geografici. Questa stima è all'estremità relativamente bassa delle stime precedenti (2,2–40 Mha). Le più estese paludi salmastre del mondo si trovano al di fuori dei tropici, in particolare le coste basse e prive di ghiaccio, le baie e gli estuari dell'Atlantico settentrionale, che sono ben rappresentati nel loro set di dati poligonale globale.

Formazione

La formazione inizia quando le piane di marea guadagnano elevazione rispetto al livello del mare per accrescimento di sedimenti , e successivamente la velocità e la durata delle inondazioni di marea diminuiscono in modo che la vegetazione possa colonizzare la superficie esposta. L'arrivo di propaguli di specie pioniere come semi o porzioni di rizoma si combina con lo sviluppo di condizioni idonee per la loro germinazione e insediamento nel processo di colonizzazione. Quando fiumi e torrenti arrivano al basso gradiente delle piane di marea, la velocità di scarico si riduce e i sedimenti sospesi si depositano sulla superficie piana di marea, aiutati dall'effetto di ristagno della marea crescente. Stuoie di alghe blu-verdi filamentose possono fissare particelle di sedimenti di dimensioni di limo e argilla alle loro guaine appiccicose al contatto, il che può anche aumentare la resistenza all'erosione dei sedimenti. Questo aiuta il processo di accrescimento dei sedimenti per consentire alle specie colonizzatrici (ad es.  Salicornia spp.) di crescere. Queste specie trattengono i sedimenti lavati dalla marea crescente attorno ai loro steli e foglie e formano bassi cumuli fangosi che alla fine si uniscono per formare terrazze deposizionali, la cui crescita verso l'alto è aiutata da una rete di radici sotterranee che lega il sedimento. Una volta che la vegetazione si è stabilita sui terrazzi deposizionali, l'ulteriore intrappolamento e accrescimento dei sedimenti può consentire una rapida crescita verso l'alto della superficie della palude in modo tale che vi sia una rapida diminuzione associata della profondità e della durata delle inondazioni di marea. Di conseguenza, specie competitive che preferiscono quote più elevate rispetto al livello del mare possono abitare l'area e spesso si sviluppa una successione di comunità vegetali .

Inondazioni di marea e zonazione della vegetazione

Una palude salata costiera atlantica nel Connecticut .

Le paludi salmastre costiere possono essere distinte dagli habitat terrestri dal flusso di marea giornaliero che si verifica e inonda continuamente l'area. È un processo importante per fornire sedimenti, sostanze nutritive e approvvigionamento idrico delle piante alla palude. Ad altitudini più elevate nella zona paludosa superiore , c'è molto meno afflusso di marea, con conseguente livelli di salinità inferiori . La salinità del suolo nella zona paludosa inferiore è abbastanza costante a causa del flusso di marea annuale giornaliero. Tuttavia, nella palude superiore, la variabilità della salinità è mostrata a causa di inondazioni e variazioni climatiche meno frequenti. Le precipitazioni possono ridurre la salinità e l' evapotraspirazione può aumentare i livelli durante i periodi di siccità. Di conseguenza, esistono microhabitat popolati da diverse specie di flora e fauna dipendenti dalle loro capacità fisiologiche. La flora di una barena è differenziata in livelli in base alla tolleranza individuale delle piante alla salinità e ai livelli di falda. La vegetazione che si trova nell'acqua deve essere in grado di sopravvivere ad alte concentrazioni di sale, immersione periodica e una certa quantità di movimento dell'acqua, mentre le piante più interne nella palude possono talvolta sperimentare condizioni secche e povere di nutrienti. È stato riscontrato che le zone palustri superiori limitano le specie attraverso la competizione e la mancanza di protezione dell'habitat, mentre le zone palustri inferiori sono determinate dalla capacità delle piante di tollerare stress fisiologici come salinità, sommersione dell'acqua e bassi livelli di ossigeno.

Alta palude nel Marine Park Salt Marsh Nature Center di Brooklyn , New York

La palude salata del New England è soggetta a forti influenze di marea e mostra modelli distinti di zonazione. Nelle zone di bassa palude con alta marea domina una monocoltura della gramigna liscia , Spartina alterniflora , dirigendosi poi verso terra, zone del fieno salato, Spartina patens , giunco ​​nero, Juncus gerardii e l'arbusto Iva frutescens . Queste specie hanno tutte diverse tolleranze che rendono le diverse zone lungo la palude più adatte ad ogni individuo.

La diversità delle specie vegetali è relativamente bassa, poiché la flora deve tollerare il sale, l'immersione totale o parziale e il substrato di fango anossico. Le maggior parte delle piante di palude sale comune sono salicornie ( Salicornia spp.) E il cordgrass ( Spartina spp.), Che hanno la distribuzione in tutto il mondo. Sono spesso le prime piante a prendere piede in una distesa fangosa e iniziare la sua successione ecologica in una barena salata. I loro germogli sollevano il flusso principale della marea sopra la superficie del fango mentre le loro radici si diffondono nel substrato e stabilizzano il fango appiccicoso e trasportano ossigeno in esso in modo che anche altre piante possano stabilirsi. Piante come la lavanda marina ( Limonium spp.), il platano ( Plantago spp.) e vari carici e giunchi crescono una volta che il fango è stato vegetato dalle specie pioniere .

Le barene sono abbastanza fotosinteticamente attive e sono habitat estremamente produttivi. Servono come depositi per una grande quantità di materia organica e sono pieni di decomposizione, che alimenta un'ampia catena alimentare di organismi dai batteri ai mammiferi. Molte delle piante alofite come il cordgrass non vengono pascolate affatto dagli animali superiori, ma muoiono e si decompongono per diventare cibo per i microrganismi, che a loro volta diventano cibo per pesci e uccelli.

Intrappolamento dei sedimenti, accrescimento e ruolo dei torrenti di marea

Bloody Marsh in Georgia, USA

I fattori ei processi che influenzano la velocità e la distribuzione spaziale dell'accrescimento dei sedimenti all'interno della barena sono numerosi. La deposizione di sedimenti può verificarsi quando le specie palustri forniscono una superficie a cui far aderire il sedimento, seguita dalla deposizione sulla superficie della palude quando il sedimento si sfalda durante la bassa marea. La quantità di sedimento che aderisce alle specie delle paludi salmastre dipende dal tipo di specie delle paludi, dalla vicinanza delle specie alla riserva di sedimenti, dalla quantità di biomassa vegetale e dall'elevazione della specie. Ad esempio, in uno studio sulle paludi di marea dell'isola di Chongming orientale e dell'isola di Jiuduansha alla foce del fiume Yangtze , in Cina, la quantità di sedimenti aderenti alle specie Spartina alterniflora , Phragmites australis e Scirpus mariqueter diminuiva con la distanza dai livelli più alti di concentrazioni di sedimenti sospesi (trovati al bordo della palude al confine con i torrenti di marea o le distese fangose); è diminuito con quelle specie alle quote più elevate, che hanno sperimentato la frequenza e la profondità più basse delle inondazioni di marea; e aumenta con l'aumento della biomassa vegetale. Spartina alterniflora , che aveva la maggior parte dei sedimenti aderenti, può contribuire a >10% dell'accrescimento sedimentario totale della superficie palustre mediante questo processo.

Le specie di paludi salmastre facilitano anche l'accrescimento dei sedimenti diminuendo le velocità attuali e incoraggiando i sedimenti a depositarsi fuori dalla sospensione. Le velocità attuali possono essere ridotte poiché gli steli delle specie palustri alte inducono la resistenza idraulica, con l'effetto di ridurre al minimo la risospensione dei sedimenti e incoraggiare la deposizione. È stato dimostrato che le concentrazioni misurate di sedimenti sospesi nella colonna d'acqua diminuiscono dall'acqua aperta o dai torrenti di marea adiacenti al bordo della palude, all'interno della palude, probabilmente a causa dell'assestamento diretto sulla superficie della palude per l'influenza della chioma palustre .

L'inondazione e il deposito di sedimenti sulla superficie della palude sono anche assistiti da insenature di marea che sono una caratteristica comune delle barene. Le loro forme tipicamente dendritiche e tortuose forniscono strade per la marea per salire e inondare la superficie della palude, nonché per drenare l'acqua, e possono facilitare maggiori quantità di deposizione di sedimenti rispetto alle paludi salmastre che confinano con l'oceano aperto. La deposizione dei sedimenti è correlata alla dimensione del sedimento: i sedimenti più grossolani si depositano ad altitudini più elevate (più vicino al torrente) rispetto ai sedimenti più fini (più lontano dal torrente). La dimensione dei sedimenti è spesso correlata anche a particolari tracce di metalli, e quindi i torrenti di marea possono influenzare le distribuzioni e le concentrazioni di metalli nelle paludi salmastre, influenzando a loro volta il biota. Le barene, tuttavia, non necessitano di ruscelli di marea per facilitare il flusso di sedimenti sulla loro superficie, anche se le barene con questa morfologia sembrano essere raramente studiate.

L'elevazione delle specie palustri è importante; quelle specie a quote più basse sperimentano inondazioni di marea più lunghe e più frequenti e quindi hanno l'opportunità che si verifichi una maggiore deposizione di sedimenti. Le specie ad altitudini più elevate possono beneficiare di una maggiore possibilità di inondazione alle maree più alte quando le maggiori profondità dell'acqua e i flussi di superficie della palude possono penetrare all'interno della palude.

Impatti umani

Spartina alterniflora (cordanella di palude). Originario della costa orientale degli Stati Uniti. Considerata un'erba nociva nel nord-ovest del Pacifico

La costa è una caratteristica naturale molto attraente per l'uomo attraverso la sua bellezza, risorse e accessibilità. A partire dal 2002, si stimava che oltre la metà della popolazione mondiale vivesse entro 60 km dalla costa, rendendo le coste altamente vulnerabili agli impatti umani derivanti dalle attività quotidiane che mettono sotto pressione questi ambienti naturali circostanti. In passato, le saline erano percepite come "terreni desolate" costiere, causando una notevole perdita e modifica di questi ecosistemi attraverso la bonifica dei terreni per l'agricoltura, lo sviluppo urbano, la produzione di sale e la ricreazione. Anche gli effetti indiretti delle attività umane come il caricamento di azoto svolgono un ruolo importante nell'area delle paludi salmastre. Le saline possono soffrire di deperimento nella palude alta e morte nella palude bassa.

Bonifica

La bonifica dei terreni per l'agricoltura convertendo le paludi in altopiani era storicamente una pratica comune. Le dighe sono state spesso costruite per consentire questo spostamento nel cambio di terra e per fornire protezione dalle inondazioni nell'entroterra. In tempi recenti sono stati bonificati anche gli appartamenti intertidali. Per secoli, bestiame come pecore e bovini pascolavano sulla terra altamente fertile delle paludi salmastre. La bonifica dei terreni per l'agricoltura ha portato a molti cambiamenti come cambiamenti nella struttura della vegetazione, sedimentazione, salinità, flusso d'acqua, perdita di biodiversità e alti apporti di nutrienti. Sono stati fatti molti tentativi per sradicare questi problemi, ad esempio in Nuova Zelanda, la Spartina anglica fu introdotta dall'Inghilterra nella foce del fiume Manawatu nel 1913 per cercare di bonificare la terra dell'estuario per l'agricoltura. Un cambiamento nella struttura dalla pianura di marea nuda ai pascoli è il risultato di una maggiore sedimentazione e il cordgrass si è esteso in altri estuari intorno alla Nuova Zelanda. Le piante e gli animali nativi hanno lottato per sopravvivere mentre i non nativi li hanno sfidati. Ora si stanno compiendo sforzi per rimuovere queste specie di cordgrass, poiché i danni vengono lentamente riconosciuti.

Nell'estuario del Blyth nel Suffolk , nell'Inghilterra orientale, le bonifiche del medio estuario (paludi di Angel e Bulcamp) che furono abbandonate negli anni '40 sono state sostituite da piane di marea con terreni compattati per uso agricolo ricoperti da un sottile strato di fango. Negli ultimi 60-75 anni si è verificata poca colonizzazione della vegetazione ed è stata attribuita a una combinazione di elevazioni superficiali troppo basse per lo sviluppo di specie pioniere e scarso drenaggio dai terreni agricoli compattati che fungono da acquiclude . I suoli terrestri di questa natura devono adattarsi dall'acqua interstiziale dolce a quella salina mediante un cambiamento nella chimica e nella struttura del suolo, accompagnato dalla deposizione fresca di sedimenti di estuario, prima che la vegetazione delle paludi salmastre possa stabilirsi. La struttura della vegetazione, la ricchezza di specie e la composizione della comunità vegetale delle paludi salmastre rigenerate naturalmente su terreni agricoli bonificati possono essere confrontate con le saline di riferimento adiacenti per valutare il successo della rigenerazione delle paludi.

Agricoltura a monte

La coltivazione del terreno a monte della palude salmastra può introdurre un aumento degli apporti di limo e aumentare il tasso di accrescimento dei sedimenti primari nelle pianure di marea, in modo che le specie pioniere possano diffondersi ulteriormente nelle pianure e crescere rapidamente verso l'alto fuori dal livello dell'inondazione di marea. Di conseguenza, le superfici paludose in questo regime possono avere un'ampia scogliera sul bordo verso il mare. All'estuario di Plum Island, Massachusetts (USA), i nuclei stratigrafici hanno rivelato che durante il XVIII e il XIX secolo la palude si è prorata su ambienti subtidali e di pianura fangosa per aumentare l'area da 6 km 2 a 9 km 2 dopo che i coloni europei hanno disboscato la terra a monte e aumentato il tasso di apporto di sedimenti.

Sviluppo urbano e carico di azoto

Chaetomorpha linum è un'alga marina comune che sitrova nelle paludi salmastre.

La conversione delle paludi in altopiani per l'agricoltura è stata messa in ombra nel secolo scorso dalla conversione per lo sviluppo urbano. Le città costiere di tutto il mondo hanno invaso le ex saline e negli Stati Uniti la crescita delle città ha guardato alle saline per i siti di smaltimento dei rifiuti. L'inquinamento degli estuari da sostanze organiche, inorganiche e tossiche derivanti dallo sviluppo urbano o dall'industrializzazione è un problema mondiale e il sedimento nelle barene può trascinare questo inquinamento con effetti tossici sulle specie floreali e faunistiche. Lo sviluppo urbano delle saline è rallentato dal 1970 circa a causa della crescente consapevolezza da parte dei gruppi ambientalisti che forniscono servizi ecosistemici benefici. Sono ecosistemi altamente produttivi e quando la produttività netta è misurata in gm -2 anni -1 sono eguagliati solo dalle foreste pluviali tropicali. Inoltre, possono aiutare a ridurre l'erosione delle onde sulle pareti del mare progettate per proteggere le aree basse di terra dall'erosione delle onde.

La denaturalizzazione dei confini verso terra delle barene a causa dell'invasione urbana o industriale può avere effetti negativi. Nell'estuario di Avon-Heathcote/Ihutai, in Nuova Zelanda, l'abbondanza di specie e le proprietà fisiche dei margini circostanti erano fortemente collegate, e la maggior parte delle paludi salmastre viveva lungo aree con margini naturali nelle foci dei fiumi Avon e Heathcote; al contrario, i margini artificiali contenevano poca vegetazione palustre e un limitato ritiro verso terra. Anche le restanti paludi che circondano queste aree urbane sono sottoposte a un'immensa pressione da parte della popolazione umana poiché l'arricchimento di azoto indotto dall'uomo entra in questi habitat. Il caricamento di azoto attraverso l'uso umano influenza indirettamente le paludi salmastre causando cambiamenti nella struttura della vegetazione e l'invasione di specie non autoctone.

Gli impatti umani come le acque reflue, il deflusso urbano, i rifiuti agricoli e industriali si riversano nelle paludi da fonti vicine. Le barene sono limitate azoto e con un livello crescente di nutrienti che entrano nel sistema da effetti antropici, le specie vegetali associate alle barene vengono ristrutturate attraverso il cambiamento della concorrenza. Ad esempio, la palude salata del New England sta vivendo un cambiamento nella struttura della vegetazione in cui S. alterniflora si sta diffondendo dalla palude inferiore dove risiede prevalentemente nella zona della palude superiore. Inoltre, nelle stesse paludi, la canna Phragmites australis ha invaso l'area espandendosi verso le paludi inferiori e diventando una specie dominante. P. australis è un'alofita aggressiva che può invadere aree disturbate in gran numero superando le piante autoctone. Questa perdita di biodiversità non si osserva solo negli assemblaggi della flora, ma anche in molti animali come insetti e uccelli poiché il loro habitat e le risorse alimentari sono alterati.

Innalzamento del livello del mare

A causa dello scioglimento del ghiaccio marino artico e dell'espansione termica degli oceani, a causa del riscaldamento globale, il livello del mare ha iniziato a salire. Come per tutte le coste, si prevede che questo aumento del livello dell'acqua influirà negativamente sulle barene, inondandole ed erodendole. L'innalzamento del livello del mare provoca zone d'acqua più aperte all'interno della palude salata. Queste zone causano l'erosione lungo i loro bordi, erodendo ulteriormente la palude in mare aperto fino a quando l'intera palude si disintegra.

Sebbene le saline siano suscettibili alle minacce relative all'innalzamento del livello del mare, sono anche un ecosistema costiero estremamente dinamico. Le saline potrebbero infatti avere la capacità di tenere il passo con l'innalzamento del livello del mare, entro il 2100 il livello medio del mare potrebbe vedere aumenti tra 0,6 ma 1,1 m. Le paludi sono suscettibili sia all'erosione che all'accrescimento, che svolgono un ruolo in un cosiddetto feedback bio-geomorfo. La vegetazione delle paludi salmastre cattura i sedimenti per rimanere nel sistema, il che a sua volta consente alle piante di crescere meglio e quindi le piante sono più brave a intrappolare i sedimenti e ad accumulare più materia organica. Questo ciclo di feedback positivo consente potenzialmente ai tassi di livello del letto di paludi salmastre di tenere il passo con l'aumento dei tassi di livello del mare. Tuttavia, questo feedback dipende anche da altri fattori come la produttività della vegetazione, l'apporto di sedimenti, il cedimento del suolo, l'accumulo di biomassa e l'entità e la frequenza delle tempeste. In uno studio pubblicato da Ü. SN Best nel 2018, hanno scoperto che il bioaccumulo era il fattore numero uno nella capacità di una palude salata di tenere il passo con i tassi di SLR. La resilienza della palude salata dipende dal fatto che il suo aumento del tasso di livello del letto sia maggiore di quello del tasso di aumento del livello del mare, altrimenti la palude sarà sorpassata e annegata.

L'accumulo di biomassa può essere misurato sotto forma di accumulo di biomassa organica fuori terra e accumulo inorganico sotterraneo mediante intrappolamento di sedimenti e sedimentazione di sedimenti da sospensione. La vegetazione delle paludi salmastre aiuta ad aumentare la sedimentazione dei sedimenti perché rallenta le velocità della corrente, interrompe i vortici turbolenti e aiuta a dissipare l'energia delle onde. Le specie di piante palustri sono note per la loro tolleranza all'aumento dell'esposizione al sale a causa della comune inondazione delle paludi. Questi tipi di piante sono chiamate alofite. Le alofite sono una parte cruciale della biodiversità delle paludi salmastre e il loro potenziale per adattarsi agli elevati livelli del mare. Con livelli del mare elevati, la vegetazione delle paludi salmastre sarebbe probabilmente più esposta a tassi di inondazione più frequenti e dovrebbe essere adattabile o tollerante ai conseguenti livelli di salinità e alle condizioni anaerobiche. Esiste un limite comune di elevazione (sopra il livello del mare) per la sopravvivenza di queste piante, dove ovunque al di sotto della linea ottimale porterebbe a suoli anossici a causa della costante sommersione e troppo in alto sopra questa linea significherebbe livelli di salinità del suolo dannosi a causa dell'alto tasso di evapotraspirazione a causa della ridotta sommersione. Insieme all'accrescimento verticale di sedimenti e biomassa, deve essere considerato anche lo spazio di sistemazione per la crescita dei terreni paludosi. Lo spazio di alloggio è la terra disponibile per l'accumulo di ulteriori sedimenti e la vegetazione palustre da colonizzare lateralmente. Questo spazio di alloggio laterale è spesso limitato da strutture antropiche come strade costiere, dighe e altre forme di sviluppo dei terreni costieri. Uno studio di Lisa M. Schile, pubblicato nel 2014, ha rilevato che in tutta una serie di tassi di innalzamento del livello del mare, le paludi con un'elevata produttività delle piante erano resistenti all'innalzamento del livello del mare, ma tutte hanno raggiunto un punto culminante in cui era necessario disporre di spazio per la sopravvivenza. La presenza di spazi abitativi consente la formazione di nuovi habitat medio/alti e la fuga delle paludi dalla completa inondazione.

Controllo delle zanzare

All'inizio del XX secolo, si credeva che il drenaggio delle saline avrebbe aiutato a ridurre le popolazioni di zanzare , come l' Aedes taeniorhynchus , la zanzara nera delle paludi salmastre. In molte località, in particolare negli Stati Uniti nordorientali, i residenti e le agenzie locali e statali hanno scavato fossati rettilinei in profondità nelle pianure paludose. Il risultato finale, tuttavia, è stato un impoverimento dell'habitat dei killifish . Il killifish è un predatore di zanzare , quindi la perdita di habitat ha effettivamente portato a popolazioni di zanzare più elevate e ha influenzato negativamente i trampolieri che predavano il killifish. Questi fossati sono ancora visibili, nonostante alcuni sforzi per riempire i fossati.

Granchio erbivoro e bioturbazione

I granchi, come il granchio di fango scavatore Helice crassa della Nuova Zelanda mostrato qui, riempiono una nicchia speciale negli ecosistemi delle paludi salmastre .

L'aumento dell'assorbimento di azoto da parte delle specie palustri nelle foglie può indurre maggiori tassi di crescita fogliare specifica per lunghezza e aumentare i tassi di erbivori dei granchi. Il granchio scavatore Neohelice granulata frequenta le barene dell'Atlantico occidentale dove si riscontrano popolazioni ad alta densità tra le popolazioni delle specie palustri Spartina densiflora e Sarcocornia perennis . Nella laguna di Mar Chiquita , a nord di Mar del Plata , in Argentina , l' erbivoro Neohelice granulata è aumentato come probabile risposta all'aumento del valore nutritivo delle foglie degli appezzamenti fertilizzati di Spartina densiflora , rispetto agli appezzamenti non fertilizzati. Indipendentemente dal fatto che gli appezzamenti siano stati fertilizzati o meno, il pascolo con Neohelice granulata ha anche ridotto i tassi di crescita fogliare specifici per lunghezza delle foglie in estate, aumentando al contempo i tassi di senescenza specifici per lunghezza . Questo potrebbe essere stato aiutato dalla maggiore efficacia fungina sulle ferite lasciate dai granchi.

Le saline di Cape Cod , Massachusetts (USA), stanno sperimentando la morte di Spartina spp. (cordgrass) che è stato attribuito ad erbivoro dal granchio Sesarma reticulatum . In 12 siti di paludi salmastre di Cape Cod esaminati, il 10% - 90% delle sponde dei torrenti ha subito la morte di cordgrass in associazione con un substrato altamente denudato e un'alta densità di tane di granchio. Le popolazioni di Sesarma reticulatum sono in aumento, probabilmente a causa del degrado della rete alimentare costiera nella regione. Le aree spoglie lasciate dall'intenso pascolo di cordgrass di Sesarma reticulatum a Cape Cod sono adatte all'occupazione da parte di un altro granchio scavatore , Uca pugnax , che non è noto per consumare macrofite vive. È stato dimostrato che l'intensa bioturbazione dei sedimenti delle paludi salmastre dall'attività scavatrice di questo granchio riduce drasticamente il successo della germinazione dei semi di Spartina alterniflora e Suaeda maritima e ha stabilito la sopravvivenza delle piantine, sia mediante sepoltura o esposizione dei semi, sia sradicando o seppellindo le piantine stabilite. Tuttavia, anche la bioturbazione dei granchi può avere un effetto positivo. In Nuova Zelanda, il granchio di fango Helice crassa ha ricevuto il nome maestoso di "ingegnere dell'ecosistema" per la sua capacità di costruire nuovi habitat e alterare l'accesso di nutrienti ad altre specie. Le loro tane forniscono una via per il trasporto dell'ossigeno disciolto nell'acqua della tana attraverso il sedimento ossico delle pareti della tana e nel sedimento anossico circostante , che crea l'habitat perfetto per speciali batteri che ciclano l'azoto. Questi batteri che riducono i nitrati (denitrificanti) consumano rapidamente l'ossigeno disciolto che entra nelle pareti della tana per creare lo strato di fango ossico che è più sottile di quello sulla superficie del fango. Ciò consente un percorso di diffusione più diretto per l'esportazione di azoto (sotto forma di azoto gassoso (N 2 )) nell'acqua di marea di lavaggio.

Restauro e gestione

Salicornia ( Salicornia spp. ) Una specie endemica al alta palude di zona.

La percezione delle paludi salmastre della baia come "terreno desolato" costiero da allora è cambiata, riconoscendo che sono uno degli habitat biologicamente più produttivi sulla terra, rivaleggiando con le foreste pluviali tropicali . Le saline sono ecologicamente importanti, forniscono habitat per i pesci migratori autoctoni e fungono da nutrimento riparato e vivaio. Ora sono protetti dalla legislazione in molti paesi per prevenire la perdita di questi habitat ecologicamente importanti. Negli Stati Uniti e in Europa, ora ricevono un elevato livello di protezione rispettivamente dal Clean Water Act e dalla Direttiva Habitat . Con gli impatti di questi habitat e la loro importanza ora realizzati, è stato stabilito un crescente interesse per il ripristino delle barene attraverso il ritiro gestito o la bonifica dei terreni. Tuttavia, molti paesi asiatici come la Cina devono ancora riconoscere il valore delle paludi. Con le loro popolazioni in continua crescita e l'intenso sviluppo lungo la costa, il valore delle barene tende ad essere ignorato e la terra continua ad essere bonificata.

Bakker et al. (1997) suggerisce due opzioni disponibili per il ripristino delle barene. Il primo è quello di abbandonare ogni interferenza umana e lasciare che la palude salmastra completi il ​​suo sviluppo naturale. Questi tipi di progetti di restauro spesso non hanno successo poiché la vegetazione tende a faticare a tornare alla sua struttura originale e i cicli naturali delle maree vengono spostati a causa dei cambiamenti del terreno. La seconda opzione suggerita da Bakker et al. (1997) è quello di ripristinare l'habitat distrutto nel suo stato naturale o nel sito originale o in sostituzione in un sito diverso. In condizioni naturali, il recupero può richiedere da 2 a 10 anni o anche di più a seconda della natura e del grado del disturbo e della relativa maturità della palude coinvolta. Le paludi nelle loro fasi pionieristiche di sviluppo si riprenderanno più rapidamente delle paludi mature poiché spesso sono le prime a colonizzare la terra. È importante notare che il ripristino può spesso essere accelerato attraverso il reimpianto della vegetazione autoctona.

Canna palustre ( Phragmites australis ) una specie invasiva nelle paludi degradate degli Stati Uniti nordorientali.

Quest'ultimo approccio è spesso il più praticato e generalmente più efficace rispetto a consentire all'area di riprendersi naturalmente da sola. Le saline nello stato del Connecticut negli Stati Uniti sono state a lungo un'area persa da riempire e dragare. A partire dal 1969, è stato introdotto il Tidal Wetland Act che ha cessato questa pratica, ma nonostante l'introduzione dell'atto, il sistema era ancora in degrado a causa delle alterazioni del flusso di marea. Un'area del Connecticut sono le paludi di Barn Island. Queste paludi furono arginate e poi sequestrate con sale e paludi salmastre durante il 1946-1966. Di conseguenza, la palude si è spostata in uno stato di acqua dolce ed è stata dominata dalle specie invasive P. australis , Typha angustifolia e T. latifolia che hanno scarso legame ecologico con l'area.

Nel 1980 è stato messo in atto un programma di restauro che va avanti da oltre 20 anni. Questo programma ha mirato a ricollegare le paludi riportando il flusso di marea insieme alle funzioni e alle caratteristiche ecologiche delle paludi al loro stato originale. Nel caso di Barn Island è stata avviata la riduzione delle specie invasive, ristabilendo la vegetazione palustre di marea insieme a specie animali come pesci e insetti. Questo esempio evidenzia che sono necessari tempo e sforzi considerevoli per ripristinare efficacemente i sistemi di barene. La tempistica per il recupero delle barene dipende dallo stadio di sviluppo della palude, dal tipo e dall'estensione del disturbo, dalla posizione geografica e dai fattori di stress ambientale e fisiologico per la flora e la fauna associate alla palude.

Sebbene siano stati fatti molti sforzi per ripristinare le paludi salmastre in tutto il mondo, sono necessarie ulteriori ricerche. Ci sono molti contrattempi e problemi associati al ripristino delle paludi che richiedono un attento monitoraggio a lungo termine. Le informazioni su tutti i componenti dell'ecosistema delle barene dovrebbero essere comprese e monitorate dalla sedimentazione, dai nutrienti e dalle influenze delle maree, ai modelli di comportamento e alle tolleranze delle specie di flora e fauna. Una volta acquisita una migliore comprensione di questi processi, e non solo a livello locale, ma su scala globale, è possibile attuare sforzi di gestione e ripristino più solidi e pratici per preservare queste preziose paludi e riportarle al loro stato originale.

Mentre gli esseri umani si trovano lungo le coste, ci sarà sempre la possibilità di disturbi causati dall'uomo nonostante il numero di sforzi di ripristino che prevediamo di attuare. Dragaggio, oleodotti per le risorse petrolifere offshore, costruzione di autostrade, fuoriuscite tossiche accidentali o semplicemente negligenza sono esempi che per qualche tempo e in futuro saranno le principali influenze del degrado delle barene.

Cozza a coste atlantica, trovata nella bassa palude

Oltre a ripristinare e gestire i sistemi delle barene sulla base di principi scientifici, si dovrebbe cogliere l'occasione per educare il pubblico sulla loro importanza biologica e sul loro scopo come cuscinetto naturale per la protezione dalle inondazioni. Poiché le saline si trovano spesso vicino alle aree urbane, è probabile che ricevano più visitatori rispetto alle zone umide remote . Vedendo fisicamente la palude, è più probabile che le persone prendano nota e siano più consapevoli dell'ambiente che li circonda. Un esempio di coinvolgimento pubblico si è verificato presso la Famosa Slough State Marine Conservation Area a San Diego , dove un gruppo di "amici" ha lavorato per oltre un decennio nel tentativo di impedire lo sviluppo dell'area. Alla fine, il sito di 5 ettari è stato acquistato dal Comune e il gruppo ha lavorato insieme per ripristinare l'area. Il progetto prevedeva la rimozione di specie invasive e il reimpianto con specie autoctone, insieme a discorsi pubblici con altri locali, frequenti passeggiate con uccelli ed eventi di pulizia.

Metodi di ricerca

Esiste una vasta gamma e una combinazione di metodologie impiegate per comprendere le dinamiche idrologiche nelle barene e la loro capacità di intrappolare e accrescere i sedimenti. Le trappole per sedimenti sono spesso utilizzate per misurare i tassi di accrescimento della superficie paludosa quando sono necessarie installazioni a breve termine (ad esempio, meno di un mese). Queste trappole circolari sono costituite da filtri prepesati che vengono ancorati alla superficie della palude, quindi essiccati in laboratorio e ripesati per determinare il sedimento totale depositato.

Per studi a più lungo termine (ad es. più di un anno) i ricercatori possono preferire misurare l'accrescimento dei sedimenti con grafici dell'orizzonte marcatore . Gli orizzonti marcatori sono costituiti da un minerale come il feldspato che viene sepolto a una profondità nota all'interno dei substrati delle zone umide per registrare l'aumento del substrato sovrastante per lunghi periodi di tempo. Per misurare la quantità di sedimento sospeso nella colonna d'acqua, campioni manuali o automatizzati di acqua di marea possono essere versati attraverso filtri prepesati in un laboratorio, quindi essiccati per determinare la quantità di sedimento per volume d'acqua.

Un altro metodo per stimare le concentrazioni di sedimenti sospesi consiste nel misurare la torbidità dell'acqua utilizzando sonde ottiche di retrodiffusione, che possono essere calibrate su campioni di acqua contenenti una concentrazione nota di sedimenti sospesi per stabilire una relazione di regressione tra i due. Le elevazioni della superficie della palude possono essere misurate con un'asta e un transito degli stadi , teodolite elettronico , sistema di posizionamento globale cinematico in tempo reale, livello laser o misuratore di distanza elettronico ( stazione totale ). Le dinamiche idrologiche includono la profondità dell'acqua, misurata automaticamente con un trasduttore di pressione , o con un paletto di legno marcato, e la velocità dell'acqua, spesso utilizzando misuratori di corrente elettromagnetici.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

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