Donde los ríos se encuentran con los océanos cada ciclo de la marea mueve el agua dentro y fuera de los estuarios. La mezcla y mezcla de agua dulce y salada, combinado con el clima estacional, crea un entorno único para los ecosistemas en los estuarios costeros y los ríos de marea aguas arriba.

Pero, ¿qué significa el cambio climático para estas comunidades de humedales? ¿Y cómo podrían afectarlos actividades como las operaciones de represas y el desarrollo de la tierra?

Para ayudar a responder esas preguntas, Los investigadores del Laboratorio de Investigaciones Marinas y Costeras del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico desarrollaron un marco predictivo de indicadores y análisis ecológicos para la investigación y el manejo de los ríos estuarinos y mareomotrices. Una década en la fabricación el marco innovador proporciona un medio para comprender cómo las fuerzas naturales y humanas gobiernan la hidrología y las comunidades vegetales en estos complejos ecosistemas de humedales, ahora y en el futuro.

El marco se describe en "Ecohidrología de comunidades de plantas de humedales a lo largo de un gradiente de estuario a río de marea, "que apareció el 18 de septiembre en la revista de acceso abierto de la Ecological Society of America Ecosfera . La investigación es la última de una serie de estudios a escala regional respaldados por la Administración de Energía de Bonneville y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Distrito de Portland, que están implementando un programa para reconectar y restaurar humedales en la llanura aluvial del río Columbia.

Una primicia en ecohidrología

De 2005 a 2016, el equipo de estudio registró la elevación de la tierra, elevación del agua, y tipos de plantas de 50 marismas a lo largo de la llanura aluvial del bajo río Columbia. Esta llanura aluvial se extiende 145 millas desde la desembocadura del río Columbia hasta la presa Bonneville, 40 millas al este de Portland, Oregón.

Amy Borde, un científico de la Tierra de PNNL y autor principal del estudio, combinó los datos de la encuesta con un algoritmo para medir la inundación:cuánta agua persistió durante cuánto tiempo en un sitio determinado. Borde dijo que el valor acumulativo resultante permitió a los investigadores fusionar los diferentes tipos de información hidrológica en un solo número.

"Luego, podríamos comparar las elevaciones en un solo sitio, o entre sitios a lo largo de la pendiente del río, ", dijo Borde." Fue una herramienta valiosa para analizar la hidrología ".

Heida Diefenderfer, compañero científico de la Tierra en PNNL y coautor del estudio, dijo que el nuevo marco podría proporcionar una base para modelar y predecir cambios futuros en ecosistemas de mareas similares en todo el mundo.

"El trabajo de Amy hizo posible comparar humedales a lo largo de este tipo de gradiente, desde la costa hasta un sistema dominado por ríos, que nunca se había hecho antes, "dijo Diefenderfer.

Jugador de utilidad de la naturaleza

Como esponjas gigantes, los humedales cumplen funciones ambientales clave, como controlar las inundaciones, almacenar carbono, y filtrar la contaminación. Los hábitats de humedales también brindan protección y alimento a las aves, pez, y mamíferos. Por ejemplo, diminutos salmones mordisquean a lo largo de las orillas del río Columbia, creciendo y ganando fuerza en su viaje río abajo hacia el Océano Pacífico.

Pero Diefenderfer dijo que estos importantes ecosistemas costeros a menudo pasan desapercibidos o se consideran tierras baldías.

"Suelen rellenarse y construirse o cultivarse, "dijo Diefenderfer, "por lo que comprender los umbrales hidrológicos y la competencia entre especies es importante tanto para informar la restauración del ecosistema como para mejorar la comprensión de cómo los humedales se relacionan con el cambio global".

La presa de Bonneville representó un límite natural para el estudio. De las numerosas represas en el río Columbia, que se origina en Canadá y atraviesa varios estados de EE. UU. Antes de dirigirse al oeste hacia el Océano Pacífico, Bonneville es la más lejana río abajo. Durante el final del verano y el otoño, cuando los caudales de los ríos son más bajos, las mareas pueden viajar río arriba hasta la presa, o la "cabeza de la marea".

Salinidad y especies

El esfuerzo de investigación a largo plazo, un enfoque del equipo de Investigación de Ecosistemas Costeros de PNNL, permitió a los científicos registrar las respuestas de las plantas en medio-, y años de alto flujo. Los resultados mostraron que las especies de plantas variaban a lo largo de las elevaciones dentro de los humedales y a lo largo del río. Las variaciones dependieron de la distancia a la sal y las mareas en la costa, y el volumen del caudal del río por debajo de la cabeza de la marea.

El equipo también descubrió que la humedad, o la inundación, determinaba en gran medida las comunidades de plantas y la resistencia a las especies no autóctonas. Más cercano al Océano Pacífico, la salinidad impidió que las especies no autóctonas se afianzaran. Solo río arriba en la zona de fuerte marea pero de agua dulce, la diversidad de especies de plantas fue la más alta, un indicador de resiliencia en los humedales de marea.

Más lejos río arriba, cambios en el día a día, estacional, y los ciclos anuales de humectación y secado incrementaron la invasión de especies no nativas. Estos ciclos también disminuyeron la diversidad de plantas acuáticas y otra cubierta vegetal. De media, la calidad de las comunidades vegetales mejoró significativamente más cerca del océano.

Basado en el marco, el equipo identificó cinco zonas de vegetación distintas asociadas con especies indicadoras y patrones únicos de salinidad e inundación. Dos especies de plantas, la juncia de Lyngbye (nativa) y el canarygrass (no nativa), se destacaron por su cobertura y efectos competitivos sobre otras plantas. El papel dominante de estas dos especies se intercambió entre zonas de influencia oceánica y fluvial, respectivamente.

El marco ecohidrológico del equipo se puede utilizar para enfoques a escala de paisaje para la investigación y gestión ecológica en zonas de transición de ríos de mareas en todo el mundo. El estudio también se relaciona con los esfuerzos de modelado del sistema terrestre global de PNNL para el Departamento de Energía de EE. UU. A través de su investigación para comprender y modelar mejor la interfaz terrestre-acuática, donde los ecosistemas hacen la transición entre la tierra y el agua.