พื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม


พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มหรือที่รู้จักกันในชื่อ พื้นที่ชุ่ม น้ำชายฝั่งเป็นพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล ในเขตน้ำขึ้นน้ำลงตอนบนระหว่างแผ่นดินและทะเลซึ่งถูกน้ำทะเลหรือน้ำกร่อยท่วม เป็นประจำ เป็นระบบนิเวศชายฝั่งทะเลที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว โดยมี พืช ทนเค็มขึ้น หนาแน่น เช่นสมุนไพรหญ้าหรือไม้พุ่มเตี้ย[ 1 ] [ 2 ] พืชเหล่านี้มีถิ่นกำเนิดบนบกและมีความสำคัญต่อเสถียรภาพของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มในการดักจับและยึดตะกอน พื้นที่ ชุ่มน้ำเค็มมีบทบาทสำคัญใน ห่วงโซ่อาหารในน้ำและการส่งสารอาหารไปยังน่านน้ำชายฝั่ง นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์บกและให้ การ ป้องกันชายฝั่ง[ 2 ]
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มตกอยู่ในอันตรายมาโดยตลอดเนื่องจากการจัดการชายฝั่ง ที่ไม่เหมาะสม โดยมีการถมที่ดินเพื่อใช้ประโยชน์ของมนุษย์หรือปนเปื้อนจากการเกษตรต้นน้ำหรือการใช้พื้นที่ชายฝั่งอุตสาหกรรมอื่นๆ[ 3 ] นอกจากนี้ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังเป็นอันตรายต่อพื้นที่ชุ่มน้ำอื่นๆ ผ่านการกัดเซาะและการจมอยู่ใต้น้ำของพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล[ 4 ] [ 5 ]อย่างไรก็ตาม การยอมรับในปัจจุบันจากทั้งนักสิ่งแวดล้อมและสังคมโดยรวมถึงความสำคัญของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มต่อความหลากหลาย ทางชีวภาพ ผลผลิตทางนิเวศวิทยาและบริการระบบนิเวศ อื่นๆ เช่นการกักเก็บคาร์บอนได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการฟื้นฟูและการจัดการพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา
ข้อมูลพื้นฐาน


พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเกิดขึ้นตาม แนวชายฝั่งที่มีพลังงานต่ำใน เขต อบอุ่นและละติจูดสูง[ 6 ]ซึ่งอาจมีความเสถียร กำลังผุดขึ้น หรือกำลังจมลง ขึ้นอยู่กับว่าการตกตะกอน นั้น มากกว่า เท่ากับ หรือน้อยกว่าการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล สัมพัทธ์ ( อัตรา การทรุดตัวบวกกับการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเล) ตามลำดับ โดยทั่วไปแล้วแนวชายฝั่งเหล่านี้ประกอบด้วยพื้นที่ราบโคลนหรือทราย (เรียกอีกอย่างว่าที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงหรือที่ราบโคลน ) ซึ่งได้รับตะกอนจากแม่น้ำและลำธารที่ไหลเข้ามา[ 7 ]โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้จะรวมถึงสภาพแวดล้อมที่มีที่กำบัง เช่น คันดิน ปากแม่น้ำและด้านที่อยู่ใต้ลมของเกาะกำบังและสันดอนในเขตร้อนและ กึ่ง เขตร้อนพื้นที่เหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วยป่าชายเลนซึ่งเป็นพื้นที่ที่แตกต่างจากพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มตรงที่แทนที่จะเป็นพืชล้มลุกพื้นที่เหล่านี้จะถูกครอบงำด้วยต้นไม้ที่ทนต่อเกลือ[ 1 ]
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มส่วนใหญ่มี ภูมิประเทศต่ำมีระดับความสูงต่ำ แต่มีพื้นที่กว้างขวาง ทำให้เป็นที่นิยมอย่างมากสำหรับประชากรมนุษย์[ 8 ] พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มตั้งอยู่ท่ามกลางภูมิประเทศที่แตกต่างกันไปตามสภาพทางกายภาพและธรณีสัณฐานวิทยา ภูมิประเทศของพื้นที่ชุ่มน้ำดังกล่าว ได้แก่ พื้นที่ชุ่มน้ำ ดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ พื้นที่ชุ่มน้ำปากแม่น้ำ พื้นที่ชุ่มน้ำหลังแนวสันดอน พื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งเปิด พื้นที่ชุ่มน้ำอ่าว และ พื้นที่ ชุ่มน้ำหุบเขาจมน้ำพื้นที่ชุ่มน้ำดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำมักเกี่ยวข้องกับแม่น้ำ สายใหญ่ ซึ่งพบได้มากในยุโรปตอนใต้ เช่นCamargueประเทศฝรั่งเศส ในบริเวณ ดินดอนสามเหลี่ยมปาก แม่น้ำโรนหรือ ดินดอนสามเหลี่ยมปาก แม่น้ำเอโบรในสเปน นอกจากนี้ยังพบได้ทั่วไปในแม่น้ำของดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำมิสซิสซิปปีในสหรัฐอเมริกา[ 2 ] ใน นิวซีแลนด์พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มส่วนใหญ่อยู่ที่ต้นน้ำของปากแม่น้ำในบริเวณที่มีคลื่นน้อยและมีการตกตะกอนสูง[ 9 ]พื้นที่ชุ่มน้ำดังกล่าวตั้งอยู่ในอุทยานภูมิภาค Awhitu ในโอ๊คแลนด์ปากแม่น้ำ Manawatūและปากแม่น้ำ Avon Heathcote / Ihutaiในไครสต์เชิร์ช พื้นที่ชุ่มน้ำหลังแนวกั้นมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแนวกั้นทางด้านแผ่นดินที่พวกมันก่อตัวขึ้น[ 2 ]พบได้ทั่วไปตามแนวชายฝั่งตะวันออกส่วนใหญ่ของสหรัฐอเมริกาและหมู่เกาะฟรีเซียนอ่าวชายฝั่งขนาดใหญ่และตื้นสามารถกักเก็บพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มได้ ตัวอย่างเช่นอ่าว MorecambeและPortsmouthในสหราชอาณาจักรและอ่าว Fundyในอเมริกาเหนือ[ 2 ]
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มบางครั้งถูกรวมอยู่ในทะเลสาบน้ำเค็ม และความแตกต่างก็ไม่ชัดเจนนัก ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบเวนิสในอิตาลีประกอบด้วยสัตว์หรือสิ่งมีชีวิตประเภทนี้ที่อยู่ในระบบนิเวศนี้ พวกมันมีผลกระทบอย่างมากต่อความหลากหลายทางชีวภาพของพื้นที่ นิเวศวิทยาของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเกี่ยวข้องกับห่วงโซ่อาหารที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึงผู้ผลิตขั้นต้น (พืชมีท่อลำเลียง สาหร่ายขนาดใหญ่ ไดอะตอม พืชเกาะอาศัย และแพลงก์ตอนพืช) ผู้บริโภคขั้นต้น (แพลงก์ตอนสัตว์ แมโครซัว หอย แมลง) และผู้บริโภคขั้นที่สอง[ 10 ]
พลังงานทางกายภาพต่ำและหญ้าสูงเป็นที่หลบภัยสำหรับสัตว์หลายชนิด ปลาทะเลหลายชนิดใช้พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเป็นแหล่งอนุบาลลูกอ่อนก่อนที่จะย้ายไปยังน่านน้ำเปิด นกอาจเลี้ยงลูกอ่อนท่ามกลางหญ้าสูง เนื่องจากพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นทั้งที่หลบภัยจากผู้ล่าและแหล่งอาหารที่อุดมสมบูรณ์ ซึ่งรวมถึงปลาที่ติดอยู่ในแอ่งน้ำ แมลง หอย และหนอน[ 11 ]
การเกิดขึ้นทั่วโลก
Mcowen et al. 2017 ได้ทำการสำรวจพื้นที่ป่าชายเลนใน 99 ประเทศ (โดยพื้นฐานแล้วคือทั่วโลก) [ 12 ] โดยมีพื้นที่ป่าชายเลนที่ทำแผนที่ไว้ทั้งหมด 5,495,089 เฮกตาร์ ครอบคลุม 43 ประเทศและดินแดน ซึ่งแสดงอยู่ในไฟล์รูปทรงโพลีกอนของระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ การประมาณการนี้อยู่ในระดับต่ำสุดเมื่อเทียบกับการประมาณการก่อนหน้านี้ (2.2–40 ล้านเฮกตาร์) การศึกษาในภายหลังได้ประมาณการขอบเขตของป่าชายเลนทั่วโลกอย่างระมัดระวังไว้ที่ 90,800 ตาราง กิโลเมตร(9,080,000 เฮกตาร์) [ 13 ]ป่าชายเลนที่กว้างขวางที่สุดทั่วโลกพบอยู่นอกเขตร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งชายฝั่งที่ราบต่ำและปราศจากน้ำแข็ง อ่าว และปากแม่น้ำของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ซึ่งมีการแสดงไว้ในชุดข้อมูลโพลีกอนทั่วโลกอย่างดี[ 12 ]
การก่อตัว
การก่อตัวเริ่มต้นเมื่อพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงมีความสูงเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเลโดยการสะสม ของตะกอน และต่อมาอัตราและระยะเวลาของการท่วมของน้ำขึ้นน้ำลงจะลดลง ทำให้พืชสามารถเข้ามาอาศัยบนพื้นผิวที่เปิดโล่งได้[ 14 ]การมาถึงของส่วนขยายพันธุ์ของพืชบุกเบิกเช่นเมล็ดหรือ ส่วนของ เหง้ารวมกับการพัฒนาเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการงอกและการตั้งรกรากในกระบวนการของการตั้งรกราก[ 15 ]เมื่อแม่น้ำและลำธารมาถึงบริเวณที่มีความลาดชันต่ำของพื้นที่ราบน้ำ ขึ้นน้ำลง อัตรา การไหลจะลดลงและตะกอนแขวนลอยจะตกตะกอนลงบนพื้นผิวของพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลง โดยได้รับความช่วยเหลือจากผลกระทบของน้ำย้อนกลับของน้ำขึ้น[ 7 ]แผ่นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ที่เป็นเส้นใย สามารถยึดอนุภาคตะกอนขนาดดินเหนียวและตะกอนทรายแป้งไว้กับปลอกเหนียวของมันเมื่อสัมผัส[ 16 ]ซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานต่อการกัดเซาะของตะกอนได้เช่นกัน[ 17 ]กระบวนการนี้ช่วยส่งเสริมการสะสมของตะกอน ทำให้พืชที่เข้ามาอาศัย (เช่นSalicornia spp.) สามารถเจริญเติบโตได้ พืชเหล่านี้จะกักเก็บตะกอนที่ถูกพัดพามาจากน้ำขึ้นไว้รอบๆ ลำต้นและใบ และก่อตัวเป็นเนินโคลนเตี้ยๆ ซึ่งในที่สุดจะรวมตัวกันเป็นระเบียงการสะสมตะกอน โดยการเจริญเติบโตขึ้นด้านบนได้รับการสนับสนุนจากเครือข่ายรากใต้พื้นดินที่ยึดเกาะตะกอนไว้[ 18 ]เมื่อพืชพรรณเจริญเติบโตบนระเบียงการสะสมตะกอนแล้ว การดักจับและการสะสมของตะกอนเพิ่มเติมจะช่วยให้พื้นผิวของบึงเจริญเติบโตขึ้นด้านบนอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ความลึกและระยะเวลาของการท่วมของน้ำขึ้นน้ำลงลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น พืชที่มีความสามารถในการแข่งขันที่ชอบระดับความสูงที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลจึงสามารถเข้ามาอาศัยอยู่ในพื้นที่ได้ และมักจะมีการพัฒนา ของ ชุมชนพืช ตามลำดับ [ 14 ]
น้ำท่วมจากน้ำขึ้นน้ำลงและการแบ่งเขตพืชพรรณ

Coastal salt marshes can be distinguished from terrestrial habitats by the daily tidal flow that occurs and continuously floods the area.[1] It is an important process in delivering sediments, nutrients and plant water supply to the marsh.[8] At higher elevations in the upper marsh zone, there is much less tidal inflow, resulting in lower salinity levels.[1]Soil salinity in the lower marsh zone is fairly constant due to everyday annual tidal flow. However, in the upper marsh, variability in salinity is shown as a result of less frequent flooding and climate variations. Rainfall can reduce salinity and evapotranspiration can increase levels during dry periods.[1] As a result, there are microhabitats populated by different species of flora and fauna dependent on their physiological abilities. The flora of a salt marsh is differentiated into levels according to the plants' individual tolerance of salinity and water table levels. Vegetation found at the water must be able to survive high salt concentrations, periodical submersion, and a certain amount of water movement, while plants further inland in the marsh can sometimes experience dry, low-nutrient conditions. It has been found that the upper marsh zones limit species through competition and the lack of habitat protection, while lower marsh zones are determined through the ability of plants to tolerate physiological stresses such as salinity, water submergence and low oxygen levels.[19][20]
The New England salt marsh is subject to strong tidal influences and shows distinct patterns of zonation.[20] In low marsh areas with high tidal flooding, a monoculture of the smooth cordgrass, Spartina alterniflora dominate, then heading landwards, zones of the salt hay, Spartina patens, black rush, Juncus gerardii and the shrub Iva frutescens are seen respectively.[19] These species all have different tolerances that make the different zones along the marsh best suited for each individual.
ความหลากหลายของชนิดพืชค่อนข้างต่ำ เนื่องจากพืชต้องทนต่อเกลือ การจมอยู่ใต้น้ำทั้งหมดหรือบางส่วน และพื้นโคลนที่ปราศจากออกซิเจน พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่พบได้ทั่วไปคือหญ้าแก้ว ( Salicornia spp.) และหญ้าทะเล ( Spartina spp.) ซึ่งกระจายอยู่ทั่วโลก พวกมันมักเป็นพืชกลุ่มแรกที่เจริญเติบโตในพื้นที่โคลนและเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาไปสู่พื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ลำต้นของพวกมันช่วยยกกระแสน้ำขึ้นเหนือผิวน้ำโคลน ในขณะที่รากของพวกมันแผ่กระจายลงไปในพื้นโคลนและทำให้โคลนเหนียวคงตัว พร้อมทั้งนำออกซิเจนเข้าไปในโคลนเพื่อให้พืชชนิดอื่นสามารถเจริญเติบโตได้เช่นกัน พืชเช่นลาเวนเดอร์ทะเล ( Limonium spp.) ต้นแพลนเทน ( Plantago spp.) และกกชนิด ต่างๆ จะเจริญเติบโตเมื่อโคลนมีพืชกลุ่มแรก ขึ้นปกคลุม แล้ว
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมีกิจกรรมการสังเคราะห์แสงสูงและเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีผลผลิตสูงมาก ทำหน้าที่เป็นแหล่งสะสมสารอินทรีย์จำนวนมากและเต็มไปด้วยการย่อยสลาย ซึ่งเป็นอาหารของห่วงโซ่อาหารที่หลากหลาย ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พืชทนเค็มหลายชนิด เช่น หญ้าทะเล ไม่ถูกสัตว์ชั้นสูงกินเลย แต่จะตายและย่อยสลายกลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์ ซึ่งต่อมาก็กลายเป็นอาหารของปลาและนก
การดักจับตะกอน การสะสมตัว และบทบาทของลำคลองน้ำขึ้นน้ำลง

ปัจจัยและกระบวนการที่มีอิทธิพลต่ออัตราและการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของการสะสมตะกอนภายในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมีมากมาย การตกตะกอนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นพื้นผิวให้ตะกอนเกาะติด ตามด้วยการสะสมบนพื้นผิวพื้นที่ชุ่มน้ำเมื่อตะกอนหลุดลอกออกมาในช่วงน้ำลง[ 14 ]ปริมาณตะกอนที่เกาะติดกับพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มขึ้นอยู่กับชนิดของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำ ความใกล้ชิดของพืชกับแหล่งตะกอน ปริมาณชีวมวลของพืช และระดับความสูงของพืช[ 21 ]ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลทางตะวันออกของเกาะฉงหมิงและเกาะจิ่วต้วนซาที่ปากแม่น้ำแยงซีประเทศจีน ปริมาณตะกอนที่เกาะติดกับพืชSpartina alterniflora , Phragmites australisและScirpus mariqueterลดลงตามระยะทางจากระดับความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยสูงสุด (พบที่ขอบพื้นที่ชุ่มน้ำที่ติดกับลำคลองน้ำขึ้นน้ำลงหรือพื้นที่โคลน) ลดลงเมื่อชนิดพันธุ์เหล่านั้นอยู่ที่ระดับความสูงสูงสุด ซึ่งประสบกับความถี่และความลึกของการท่วมจากน้ำขึ้นน้ำลงที่ต่ำที่สุด และเพิ่มขึ้นเมื่อมวลชีวภาพของพืชเพิ่มขึ้นSpartina alternifloraซึ่งมีตะกอนเกาะติดมากที่สุด อาจมีส่วนทำให้เกิดการสะสมตะกอนบนพื้นผิวบึงมากกว่า 10% ของทั้งหมดโดยกระบวนการนี้[ 21 ]
พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มยังช่วยอำนวยความสะดวกในการสะสมตะกอนโดยการลดความเร็วของกระแสน้ำและกระตุ้นให้ตะกอนตกตะกอนออกจากสารแขวนลอย[ 14 ]ความเร็วของกระแสน้ำสามารถลดลงได้เนื่องจากลำต้นของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำสูงทำให้เกิดแรงต้านทางไฮดรอลิก ซึ่งมีผลในการลดการแขวนลอยของตะกอนและส่งเสริมการตกตะกอน[ 22 ]ความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยที่วัดได้ในคอลัมน์น้ำแสดงให้เห็นว่าลดลงจากน้ำเปิดหรือลำคลองน้ำขึ้นน้ำลงที่อยู่ติดกับขอบพื้นที่ชุ่มน้ำไปยังพื้นที่ภายในพื้นที่ชุ่มน้ำ[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการตกตะกอนโดยตรงสู่ผิวน้ำในพื้นที่ชุ่มน้ำโดยอิทธิพลของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำ[ 22 ] [ 23 ]
การท่วมและการสะสมของตะกอนบนพื้นผิวของบึงยังได้รับความช่วยเหลือจากลำคลองน้ำขึ้นน้ำลง[ 23 ]ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของบึงน้ำเค็ม[ 7 ] [ 14 ] [ 18 ] [ 23 ] [ 24 ] รูปแบบ ที่คดเคี้ยวและแตกแขนง ของลำคลองเหล่านี้ เป็นช่องทางให้น้ำขึ้นและท่วมพื้นผิวบึง รวมถึงการระบายน้ำ[ 18 ]และอาจช่วยให้มีการสะสมของตะกอนในปริมาณที่สูงกว่าบึงน้ำเค็มที่อยู่ติดกับมหาสมุทรเปิด[ 24 ]การสะสมของตะกอนมีความสัมพันธ์กับขนาดของตะกอน: ตะกอนที่หยาบกว่าจะสะสมในระดับความสูงที่สูงกว่า (ใกล้กับลำคลอง) มากกว่าตะกอนที่ละเอียดกว่า (ไกลจากลำคลอง) ขนาดของตะกอนมักมีความสัมพันธ์กับโลหะหนักบางชนิด ดังนั้นลำคลองน้ำขึ้นน้ำลงจึงสามารถส่งผลต่อการกระจายตัวและความเข้มข้นของโลหะในบึงน้ำเค็ม ซึ่งส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตในที่สุด[ 25 ]อย่างไรก็ตาม พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มไม่จำเป็นต้องมีลำธารน้ำขึ้นน้ำลงเพื่ออำนวยความสะดวกในการไหลของตะกอนเหนือพื้นผิว[ 22 ]แม้ว่าพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยานี้ดูเหมือนจะได้รับการศึกษาน้อยมาก
ระดับความสูงของพันธุ์พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำมีความสำคัญ พันธุ์พืชที่อยู่ระดับความสูงต่ำกว่าจะประสบกับน้ำท่วมจากน้ำขึ้นน้ำลงที่ยาวนานและบ่อยกว่า จึงมีโอกาสเกิดการสะสมของตะกอนมากขึ้น[ 21 ] [ 26 ]พันธุ์พืชที่อยู่ระดับความสูงสูงกว่าจะได้รับประโยชน์จากโอกาสที่มากขึ้นในการถูกน้ำท่วมในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด เมื่อระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นและการไหลของน้ำบนพื้นผิวพื้นที่ชุ่มน้ำสามารถแทรกซึมเข้าไปในพื้นที่ชุ่มน้ำได้[ 23 ]
ผลกระทบจากมนุษย์

ชายฝั่งเป็นลักษณะทางธรรมชาติที่ดึงดูดใจมนุษย์อย่างมากเนื่องจากความสวยงาม ทรัพยากร และการเข้าถึงได้ง่าย ในปี 2545 มีการประมาณการว่าประชากรโลกกว่าครึ่งหนึ่งอาศัยอยู่ภายในระยะ 60 กิโลเมตรจากชายฝั่ง[ 2 ]ทำให้ชายฝั่งมีความเสี่ยงสูงต่อผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ในชีวิตประจำวันที่สร้างแรงกดดันต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติโดยรอบ ในอดีต พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มถูกมองว่าเป็น 'พื้นที่รกร้าง' ชายฝั่ง ทำให้เกิดการสูญเสียและการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศ เหล่านี้อย่างมาก จากการถมทะเลเพื่อการเกษตร การพัฒนาเมืองการผลิตเกลือและการพักผ่อนหย่อนใจ[ 8 ] [ 27 ] [ 28 ]ผลกระทบทางอ้อมจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่นการเพิ่มปริมาณไนโตรเจนก็มีบทบาทสำคัญในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเช่นกัน พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มอาจประสบปัญหาการตายในพื้นที่ชุ่มน้ำสูงและการตายของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำต่ำ การศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2022 ประมาณการว่าการสูญเสียพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลร้อยละ 22 ตั้งแต่ปี 1999–2019 เกิดจากปัจจัยโดยตรงจากมนุษย์ ซึ่งกำหนดไว้ว่าเป็นกิจกรรมที่สังเกตได้ซึ่งเกิดขึ้น ณ ตำแหน่งของการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจพบ เช่น การเปลี่ยนไปเป็นการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การเกษตร การพัฒนาชายฝั่ง หรือโครงสร้างทางกายภาพอื่นๆ[ 13 ]นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลร้อยละ 30 ในช่วงเวลาเดียวกันนี้ก็เกิดจากปัจจัยโดยตรงเช่นกัน เช่น กิจกรรมการฟื้นฟูหรือการปรับเปลี่ยนชายฝั่งเพื่อส่งเสริมการแลกเปลี่ยนน้ำขึ้นน้ำลง[ 13 ]
การถมทะเล
การฟื้นฟูที่ดินเพื่อการเกษตรโดยการเปลี่ยนพื้นที่ชุ่มน้ำให้เป็นพื้นที่สูงเป็นแนวปฏิบัติทั่วไปในอดีต[ 8 ] มักมีการสร้างคันดิน เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงของที่ดินและเพื่อป้องกันน้ำท่วมในพื้นที่ตอนใน ในปัจจุบัน พื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงก็ได้รับการฟื้นฟูเช่นกัน [ 29 ]เป็นเวลาหลายศตวรรษที่ปศุสัตว์เช่น แกะและวัว กินหญ้าในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่อุดมสมบูรณ์[ 1 ] [ 30 ]การฟื้นฟูที่ดินเพื่อการเกษตรส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายอย่าง เช่น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของพืชพรรณ การตกตะกอน ความเค็ม การไหลของน้ำ การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและการป้อนสารอาหารในปริมาณสูง มีความพยายามหลายครั้งที่จะกำจัดปัญหาเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ในนิวซีแลนด์ มีการนำหญ้าทะเลSpartina anglicaจากอังกฤษเข้ามาใน ปาก แม่น้ำ Manawatūในปี 1913 เพื่อพยายามฟื้นฟูพื้นที่ปากแม่น้ำสำหรับการทำฟาร์ม[ 9 ]การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงที่โล่งเตียนไปเป็นทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์เป็นผลมาจากการตกตะกอนที่เพิ่มขึ้น และหญ้าทะเลได้ขยายออกไปยังปากแม่น้ำอื่นๆ รอบนิวซีแลนด์ พืชและสัตว์พื้นเมืองต้องดิ้นรนเพื่อความอยู่รอดเนื่องจากพืชและสัตว์ต่างถิ่นเข้ามาแย่งชิงทรัพยากร ปัจจุบันมีการพยายามกำจัดหญ้าทะเลเหล่านี้ เนื่องจากความเสียหายเริ่มเป็นที่รับรู้มากขึ้น
ในปากแม่น้ำบลายธ์ในซัฟฟอล์กทางตะวันออกของอังกฤษ พื้นที่ถมทะเลกลางปากแม่น้ำ (บึงแองเจิลและบึงบูลแคมป์) ที่ถูกทิ้งร้างในช่วงทศวรรษ 1940 ได้ถูกแทนที่ด้วยที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงที่มีดินอัดแน่นจากการทำการเกษตร โดยมีชั้นโคลนบางๆ ปกคลุมอยู่ การเจริญเติบโตของพืชเกิดขึ้นน้อยมากในช่วง 60-75 ปีที่ผ่านมา และเป็นผลมาจากระดับความสูงของพื้นผิวที่ต่ำเกินไปสำหรับพืชบุกเบิกที่จะเจริญเติบโต และการระบายน้ำที่ไม่ดีจากดินเกษตรที่อัดแน่นซึ่งทำหน้าที่เป็นชั้นกันน้ำ [ 31 ] ดินบนบกประเภทนี้จำเป็นต้องปรับตัวจากน้ำจืดเป็นน้ำเค็มโดยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและโครงสร้างของดิน พร้อมกับการสะสมของตะกอนปากแม่น้ำใหม่ ก่อนที่พืชบึงน้ำเค็มจะสามารถเจริญเติบโตได้[ 15 ]โครงสร้างของพืช ความหลากหลายของชนิด และองค์ประกอบของชุมชนพืชของบึงน้ำเค็มที่งอกใหม่ตามธรรมชาติบนพื้นที่เกษตรกรรมที่ถมแล้ว สามารถนำมาเปรียบเทียบกับบึงน้ำเค็มอ้างอิงที่อยู่ติดกันเพื่อประเมินความสำเร็จของการงอกใหม่ของบึง[ 32 ]
การเกษตรต้นน้ำ
การเพาะปลูกที่ดินต้นน้ำจากพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มสามารถทำให้เกิดการป้อนตะกอนเพิ่มขึ้นและเพิ่มอัตราการสะสมตะกอนขั้นต้นบนที่ราบน้ำขึ้นน้ำลง ทำให้พืชบุกเบิกสามารถแพร่กระจายไปยังที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงได้มากขึ้นและเติบโตอย่างรวดเร็วขึ้นไปเหนือระดับน้ำท่วมจากน้ำขึ้นน้ำลง ส่งผลให้พื้นผิวของพื้นที่ชุ่มน้ำในระบบนี้อาจมีหน้าผาสูงชันที่ขอบด้านทะเล[ 33 ]ที่ปากแม่น้ำพลัมไอส์แลนด์ รัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐอเมริกา) แกนตะกอนเผยให้เห็นว่าในช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 พื้นที่ชุ่มน้ำขยายตัวไปเหนือสภาพแวดล้อมใต้น้ำและที่ราบโคลนจนมีพื้นที่เพิ่มขึ้นจาก 6 ตารางกิโลเมตรเป็น 9 ตาราง กิโลเมตรหลังจากที่ผู้ตั้งถิ่นฐานชาวยุโรปตัดไม้ทำลายป่าในพื้นที่ต้นน้ำและเพิ่มอัตราการป้อนตะกอน[ 34 ]
การพัฒนาเมืองและการสะสมไนโตรเจน

การเปลี่ยนพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นพื้นที่สูงเพื่อการเกษตรในศตวรรษที่ผ่านมาถูกบดบังด้วยการเปลี่ยนแปลงเพื่อการพัฒนาเมือง เมืองชายฝั่งทั่วโลกได้รุกล้ำเข้าไปในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเดิม และในสหรัฐอเมริกา การเติบโตของเมืองต่างๆ ได้มองหาพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเพื่อใช้เป็นสถานที่กำจัดขยะ มลพิษในปากแม่น้ำจากสารอินทรีย์ อนินทรีย์ และสารพิษจากการพัฒนาเมืองหรืออุตสาหกรรมเป็นปัญหาทั่วโลก[ 29 ]และตะกอนในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มอาจดักจับมลพิษนี้ไว้ซึ่งมีผลเสียต่อพืชและสัตว์[ 33 ]การพัฒนาเมืองในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มชะลอตัวลงตั้งแต่ประมาณปี 1970 เนื่องจากกลุ่มสิ่งแวดล้อมตระหนักมากขึ้นว่าพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มให้บริการระบบนิเวศที่เป็นประโยชน์[ 8 ]พื้นที่ชุ่ม น้ำเค็มเป็น ระบบนิเวศที่มีผลผลิตสูงและเมื่อวัดผลผลิตสุทธิเป็น gm −2 yr −1จะมีผลผลิตเทียบเท่ากับป่าฝนเขตร้อนเท่านั้น[ 29 ]นอกจากนี้ พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มยังสามารถช่วยลดการกัดเซาะของคลื่นบนกำแพงกันคลื่นที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องพื้นที่ต่ำจากคลื่นกัดเซาะ[ 15 ]
การทำลายธรรมชาติของขอบเขตด้านในของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มจากการรุกรานของเมืองหรืออุตสาหกรรมอาจส่งผลเสีย ในบริเวณปากแม่น้ำเอวอน-ฮีธโคต/อิฮูไต ประเทศนิวซีแลนด์ความอุดมสมบูรณ์ของพันธุ์พืชและคุณสมบัติทางกายภาพของขอบเขตโดยรอบมีความเชื่อมโยงกันอย่างมาก และพบว่าพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มส่วนใหญ่อาศัยอยู่ตามพื้นที่ที่มีขอบเขตตามธรรมชาติในบริเวณปากแม่น้ำเอวอน/โอตาคาโรและโอปาวาโฮ/ฮีธโคต ในทางกลับกัน ขอบเขตที่สร้างขึ้นโดยมนุษย์มีพืชพรรณในพื้นที่ชุ่มน้ำน้อยและจำกัดการถอยร่นเข้าสู่แผ่นดิน[ 35 ]พื้นที่ชุ่มน้ำที่เหลืออยู่รอบๆ พื้นที่เมืองเหล่านี้ยังอยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างมากจากประชากรมนุษย์ เนื่องจากไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นจากกิจกรรมของมนุษย์เข้าสู่แหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้ การเพิ่มปริมาณไนโตรเจนจากการใช้ของมนุษย์ส่งผลกระทบต่อพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มทางอ้อม ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของพืชพรรณและการรุกรานของพันธุ์พืชต่างถิ่น[ 19 ]
ผลกระทบจากมนุษย์ เช่น น้ำเสีย น้ำเสียจากเขตเมือง ของเสียทางการเกษตรและอุตสาหกรรม ไหลลงสู่บึงจากแหล่งใกล้เคียง บึงน้ำเค็มมีไนโตรเจนจำกัด[ 19 ] [ 36 ]และด้วยระดับสารอาหารที่เพิ่มขึ้นในระบบจากผลกระทบของมนุษย์ทำให้พันธุ์พืชที่เกี่ยวข้องกับบึงน้ำเค็มมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผ่านการเปลี่ยนแปลงในการแข่งขัน[ 8 ]ตัวอย่างเช่น บึงน้ำเค็มในนิวอิงแลนด์กำลังประสบกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของพืชพรรณ โดยS. alternifloraกำลังแพร่กระจายจากบึงตอนล่างซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยหลักของมันขึ้นไปยังบริเวณบึงตอนบน[ 19 ]นอกจากนี้ ในบึงเดียวกันนี้ ต้นกกPhragmites australisได้รุกรานพื้นที่ ขยายไปยังบึงตอนล่างและกลายเป็นพันธุ์เด่นP. australisเป็นพืชทนเค็มที่รุกรานพื้นที่ที่ถูกรบกวนเป็นจำนวนมากและแย่งชิงพื้นที่จากพืชพื้นเมือง[ 8 ] [ 37 ] [ 38 ]การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในกลุ่มพืชเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในสัตว์หลายชนิด เช่น แมลงและนก เนื่องจากแหล่งที่อยู่อาศัยและแหล่งอาหารของพวกมันเปลี่ยนแปลงไป
ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น
เนื่องจากการละลายของน้ำแข็งทะเลอาร์กติกและการขยายตัวทางความร้อนของมหาสมุทร อันเป็นผลมาจากภาวะโลกร้อน ระดับน้ำทะเลจึงเริ่มสูงขึ้น เช่นเดียวกับชายฝั่งทั้งหมด การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำนี้คาดว่าจะส่งผลเสียต่อพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล โดยทำให้เกิดน้ำท่วมและการกัดเซาะ[ 39 ] [ 11 ]การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทำให้เกิดพื้นที่น้ำเปิดมากขึ้นภายในพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล พื้นที่เหล่านี้ทำให้เกิดการกัดเซาะตามขอบ ทำให้พื้นที่ชุ่มน้ำถูกกัดเซาะจนกลายเป็นน้ำเปิดมากขึ้น จนกระทั่งพื้นที่ชุ่มน้ำทั้งหมดสลายไป[ 40 ]
แม้ว่าพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มจะมีความเสี่ยงต่อภัยคุกคามที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล แต่ก็เป็นระบบนิเวศชายฝั่งที่มีพลวัตสูงมาก พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มอาจมีความสามารถในการปรับตัวให้ทันกับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลได้ โดยภายในปี 2100 ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยอาจเพิ่มขึ้นระหว่าง 0.6 เมตรถึง 1.1 เมตร[ 41 ]พื้นที่ชุ่มน้ำมีความเสี่ยงต่อทั้งการกัดเซาะและการสะสม ซึ่งมีบทบาทในสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาย้อนกลับทางชีวภาพ-ธรณีสัณฐานวิทยา[ 42 ]พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มจะดักจับตะกอนเพื่อคงอยู่ในระบบ ซึ่งจะช่วยให้พืชเจริญเติบโตได้ดีขึ้น และทำให้พืชสามารถดักจับตะกอนและสะสมอินทรียวัตถุได้มากขึ้น วงจรปฏิกิริยาย้อนกลับเชิงบวกนี้อาจทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงระดับพื้นพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มทันกับอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลได้[ 41 ]อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาย้อนกลับนี้ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ผลผลิตของพืช การจัดหาตะกอน การทรุดตัวของพื้นดิน การสะสมชีวมวล และขนาดและความถี่ของพายุ[ 41 ]ในการศึกษาที่ตีพิมพ์โดย Ü. SN Best ในปี 2018 [ 41 ]พวกเขาพบว่าการสะสมทางชีวภาพเป็นปัจจัยสำคัญอันดับหนึ่งในความสามารถของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มในการรับมือกับอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล ความยืดหยุ่นของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มขึ้นอยู่กับอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับพื้นดินที่มากกว่าอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล มิฉะนั้นพื้นที่ชุ่มน้ำจะถูกน้ำกลืนกินและจมน้ำ
การสะสมชีวมวลสามารถวัดได้ในรูปของการสะสมชีวมวลอินทรีย์เหนือพื้นดิน และการสะสมอนินทรีย์ใต้พื้นดินโดยวิธีการดักจับตะกอนและการตกตะกอนจากสารแขวนลอย[ 43 ]พืชพรรณในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มช่วยเพิ่มการตกตะกอนเนื่องจากช่วยชะลอความเร็วของกระแสน้ำ ขัดขวางกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วน และช่วยกระจายพลังงานของคลื่น พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความทนทานต่อการสัมผัสกับเกลือที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการท่วมของพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นประจำ พืชประเภทนี้เรียกว่าพืชทนเกลือ พืชทนเกลือเป็นส่วนสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มและศักยภาพในการปรับตัวให้เข้ากับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น เมื่อระดับน้ำทะเลสูงขึ้น พืชพรรณในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับอัตราการท่วมที่บ่อยขึ้น และต้องปรับตัวหรือทนต่อระดับความเค็มที่เพิ่มขึ้นและสภาวะไร้ออกซิเจนที่เกิดขึ้นตามมา มีขีดจำกัดระดับความสูง (เหนือระดับน้ำทะเล) ทั่วไปที่พืชเหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ โดยที่ระดับความสูงที่ต่ำกว่าเส้นที่เหมาะสมจะนำไปสู่ดินที่ขาดออกซิเจนเนื่องจากการจมอยู่ใต้น้ำอย่างต่อเนื่อง และหากสูงเกินกว่าเส้นนี้จะหมายถึงระดับความเค็มของดินที่เป็นอันตรายเนื่องจากอัตราการระเหยของน้ำสูงอันเป็นผลมาจากการจมอยู่ใต้น้ำที่ลดลง[ 43 ] นอกเหนือจากการสะสมตัวในแนวดิ่งของตะกอนและชีวมวลแล้ว ยังต้องพิจารณาพื้นที่รองรับสำหรับการเจริญเติบโตของพื้นที่ชุ่มน้ำด้วย พื้นที่รองรับคือพื้นที่ที่พร้อมสำหรับการสะสมของตะกอนเพิ่มเติมและการเจริญเติบโตของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำในแนวราบ[ 44 ]พื้นที่รองรับในแนวราบนี้มักถูกจำกัดโดยโครงสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ถนนชายฝั่ง กำแพงกันคลื่น และการพัฒนาพื้นที่ชายฝั่งรูปแบบอื่นๆ การศึกษาโดย Lisa M. Schile ที่ตีพิมพ์ในปี 2014 [ 45 ]พบว่าในช่วงอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล พื้นที่ชุ่มน้ำที่มีผลผลิตของพืชสูงมีความต้านทานต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล แต่ทั้งหมดก็ถึงจุดสูงสุดที่จำเป็นต้องมีพื้นที่รองรับเพื่อการอยู่รอดอย่างต่อเนื่อง การมีพื้นที่รองรับช่วยให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยระดับกลาง/สูงใหม่ๆ และช่วยให้พื้นที่ชุ่มน้ำรอดพ้นจากการถูกน้ำท่วมอย่างสมบูรณ์
การควบคุมยุง
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เชื่อกันว่าการระบายน้ำออกจากบึงน้ำเค็มจะช่วยลด จำนวนประชากร ยุงเช่นAedes taeniorhynchusซึ่งเป็นยุงดำที่อาศัยอยู่ในบึงน้ำเค็ม ในหลายพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา ชาวบ้านและหน่วยงานท้องถิ่นและของรัฐได้ขุดคูน้ำ เป็นเส้นตรง ลึกเข้าไปในพื้นที่ราบบึง อย่างไรก็ตาม ผลที่ได้คือแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาคิลลิฟิชลดลง ปลาคิลลิฟิชเป็น สัตว์ ที่กินยุงเป็นอาหาร ดังนั้นการสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยจึงนำไปสู่จำนวนประชากรยุงที่เพิ่มสูงขึ้น และส่งผลเสียต่อนกน้ำที่กินปลาคิลลิฟิชเป็นอาหาร คูน้ำเหล่านี้ยังคงสามารถมองเห็นได้ แม้ว่าจะมีความพยายามในการถมคูน้ำเหล่านั้นบ้างแล้วก็ตาม[ 46 ]
การกินพืชของปูและการกวนดินโดยสิ่งมีชีวิต

การดูดซับไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นในใบของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำสามารถกระตุ้นอัตราการเจริญเติบโตของใบตามความยาวได้มากขึ้น และเพิ่ม อัตรา การกินพืชของปู ปูที่ขุดรูชื่อNeohelice granulataมักพบได้ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มทางตะวันตกเฉียงใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติก ซึ่งมีประชากรหนาแน่นในหมู่ประชากรของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำSpartina densifloraและSarcocornia perennisในทะเลสาบ Mar ChiquitaทางเหนือของMar del Plataประเทศอาร์เจนตินา การกินพืช ของ Neohelice granulataเพิ่มขึ้น ซึ่งน่าจะเป็นการตอบสนองต่อคุณค่าทางโภชนาการที่เพิ่มขึ้นของใบในแปลงSpartina densiflora ที่ใส่ปุ๋ย เมื่อเทียบกับแปลงที่ไม่ใส่ปุ๋ย ไม่ว่าแปลงจะใส่ปุ๋ยหรือไม่ การกินพืชของNeohelice granulataยังลดอัตราการเจริญเติบโตของใบตามความยาวในฤดูร้อน ในขณะที่เพิ่ม อัตรา การเสื่อมสภาพ ตามความยาว ซึ่งอาจได้รับความช่วยเหลือจากประสิทธิภาพของเชื้อราที่เพิ่มขึ้นบนบาดแผลที่ปูทิ้งไว้[ 47 ]
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มของเคปคอดรัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐอเมริกา) กำลังประสบปัญหาการตายของSpartina spp. (หญ้าคอร์ดกราส) บริเวณริมตลิ่งลำธาร ซึ่งเกิดจากการกินพืชของปูSesarma reticulatumในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเคปคอด 12 แห่งที่สำรวจ พบว่า 10% – 90% ของริมตลิ่งลำธารประสบปัญหาหญ้าคอร์ดกราสตาย โดยมีความเกี่ยวข้องกับ พื้นผิว ที่ถูกทำลาย อย่างมาก และมีรูของปูหนาแน่น ประชากรของSesarma reticulatumกำลังเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการเสื่อมโทรมของห่วงโซ่อาหารชายฝั่งในภูมิภาค[ 48 ]พื้นที่โล่งที่เหลือจากการกินหญ้าคอร์ดกราสอย่างรุนแรงโดยSesarma reticulatumที่เคปคอดนั้นเหมาะสมสำหรับการอยู่อาศัยของปูขุดรูอีกชนิดหนึ่ง คือUca pugnaxซึ่งไม่เป็นที่ทราบกันว่ากินพืชน้ำที่มีชีวิตการกวนตะกอน ดินพรุน้ำเค็ม อย่างรุนแรงจากกิจกรรมการขุดรูของปูชนิดนี้ แสดงให้เห็นว่าสามารถลดอัตราการงอกของ เมล็ด Spartina alternifloraและSuaeda maritimaและการอยู่รอดของต้นกล้าที่เจริญเติบโตแล้วได้อย่างมาก ไม่ว่าจะโดยการฝังหรือการเปิดเผยเมล็ด หรือการถอนรากถอนโคนหรือการฝังต้นกล้าที่เจริญเติบโตแล้ว[ 49 ]อย่างไรก็ตาม การกวนตะกอนโดยปูอาจมีผลดีได้เช่นกัน ในนิวซีแลนด์ ปูโคลนขุดรูHelice crassaได้รับชื่ออันทรงเกียรติว่า 'วิศวกรระบบนิเวศ' เนื่องจากความสามารถในการสร้างที่อยู่อาศัยใหม่และเปลี่ยนแปลงการเข้าถึงสารอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น รูของพวกมันเป็นช่องทางสำหรับการขนส่งออกซิเจนที่ละลายในน้ำในรูผ่านตะกอนที่มีออกซิเจนของผนังรูและเข้าไปใน ตะกอน ที่ไม่มีออกซิเจนโดย รอบ ซึ่งสร้างที่อยู่อาศัยที่สมบูรณ์แบบสำหรับแบคทีเรียหมุนเวียนไนโตรเจนชนิดพิเศษ แบคทีเรียที่ลดไนเตรต (ดีไนตริฟาย) เหล่านี้จะบริโภคออกซิเจนที่ละลายอยู่ในผนังโพรงอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างชั้นโคลนที่มีออกซิเจนซึ่งบางกว่าที่ผิวโคลน ทำให้เกิดเส้นทางการแพร่กระจายโดยตรงมากขึ้นสำหรับการส่งออกไนโตรเจน (ในรูปของไนโตรเจนในรูปก๊าซ (N )) เข้าสู่น้ำขึ้นน้ำลงที่ไหลเวียน[ 50 ]
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
ความเค็มที่แปรผัน สภาพภูมิอากาศ ระดับสารอาหาร และสภาวะไร้ออกซิเจนของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มก่อให้เกิดแรงกดดันในการคัดเลือกอย่างรุนแรงต่อจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในนั้น ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรสารอาหารและกระบวนการทางชีวธรณีเคมี[ 51 ]จนถึงปัจจุบัน ยังไม่พบว่าชุมชนจุลินทรีย์ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเปลี่ยนแปลงอย่างมากเนื่องจากผลกระทบจากมนุษย์ แต่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไป[ 52 ]เนื่องจากจุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นและจุลินทรีย์ต่างๆ ที่มีอยู่ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของเคโมออโตโทรฟ เฮเทอโรโทร ฟ และโฟโตออโตโทรฟสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีส่วนช่วยในการให้บริการด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย เช่นการลดซัลเฟตการไนตริฟิเคชันการ ย่อย สลายและปฏิสัมพันธ์ใน ไร โซสเฟียร์
Chemo (litho) autotrophs ในบึงเกลือ
เคโมออโตโทรฟหรือที่รู้จักกันในชื่อ เคโมลิโทออโตโทรฟ คือสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างพลังงานของตนเองได้โดยใช้โมเลกุลอนินทรีย์และสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่นปล่องภูเขาไฟใต้ทะเลลึกหรือบึงน้ำเค็ม เนื่องจากไม่พึ่งพาแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ภายนอกสำหรับการเจริญเติบโตและการอยู่รอด[ 53 ] [ 54 ]จุลินทรีย์แบคทีเรียเคโมออโตโทรฟบางชนิดที่พบในบึงน้ำเค็ม ได้แก่เบตาโปรที โอแบคทีเรีย และแกมมาโปรทีโอแบคทีเรียซึ่งทั้งสองคลาสนี้รวมถึงแบคทีเรียลดซัลเฟต (SRB) แบคทีเรียออกซิไดซ์กำมะถัน (SOB) และแบคทีเรียออกซิไดซ์แอมโมเนีย (AOB) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรสารอาหารและการทำงานของระบบนิเวศ[ 55 ]
ความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของจุลินทรีย์เคโมลิโทออโตโทรฟที่ลดซัลเฟต
แบคทีเรียเคมีลิโทออโตโทรฟในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ได้แก่ แบคทีเรียที่ลดซัลเฟต ในระบบนิเวศเหล่านี้การแร่ธาตุ ของตะกอนมากถึง 50% สามารถเกิดจากการลดซัลเฟตได้[ 56 ]แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตที่พบมากในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมักจะเป็น Deltaproteobacteria [ 56 ]ตัวอย่างของ Deltaproteobacteria ที่พบในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ได้แก่ สปีชีส์ของสกุล Desulfobulbus , DesulfuromonasและDesulfovibrio [ 56 ]
ความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของเคโมลิโธออโตโทรฟในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของชนิดพืชในระบบนิเวศพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม[ 56 ] [ 57 ]พืชแต่ละชนิดในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมีระยะเวลาการเจริญเติบโต ที่แตกต่างกัน อัตรา การสังเคราะห์แสงที่แตกต่างกันและพวกมันสูญเสียสารอินทรีย์ในปริมาณที่แตกต่างกันไปยังมหาสมุทร ส่งผลให้มีการป้อนคาร์บอนเข้าสู่ระบบนิเวศที่แตกต่างกัน ผลการทดลองที่ทำในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มในปากแม่น้ำแยงซีในประเทศจีน[ 56 ]ชี้ให้เห็นว่าทั้งความหลากหลายของชนิดและความอุดม สมบูรณ์โดยรวม ของชุมชนแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตเพิ่มขึ้นเมื่อมีการนำพืชชนิดใหม่S. alternifloraซึ่งมีการป้อนคาร์บอนเข้าสู่ระบบนิเวศสูงกว่าเข้ามา[ 56 ]แม้ว่าเคโมลิโธโทรฟจะผลิตคาร์บอนของตัวเอง แต่พวกมันยังคงพึ่งพาการป้อนคาร์บอนจากพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเนื่องจากผลกระทบทางอ้อมที่มีต่อปริมาณของตัวให้อิเล็กตรอน ที่ใช้งานได้ เช่น สารประกอบกำมะถันที่ลดลง[ 58 ]ความเข้มข้นของสารประกอบซัลเฟอร์ที่ลดลง รวมถึงตัวให้อิเล็กตรอน อื่นๆ ที่เป็นไปได้ จะเพิ่มขึ้นเมื่อ มีการย่อยสลายสารอินทรีย์มากขึ้น(โดยสิ่งมีชีวิตอื่นๆ) ดังนั้น หากระบบนิเวศมีสารอินทรีย์ที่กำลังย่อยสลายมากขึ้น เช่นเดียวกับพืชที่มีอัตราการสังเคราะห์แสงและการทิ้งเศษซากสูง ก็จะมี ตัว ให้อิเล็กตรอน มากขึ้น สำหรับแบคทีเรีย และทำให้การลดซัลเฟตเป็นไปได้มากขึ้น ส่งผลให้ความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตเพิ่มขึ้น พืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่มีอัตราการสังเคราะห์แสงสูงและอัตราการทิ้งเศษซากสูงอย่างS. alternifloraถูกค้นพบว่าสามารถทนต่อความเข้มข้นของซัลเฟอร์ในดินได้สูง ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นพิษต่อพืช[ 59 ]
ความอุดมสมบูรณ์ของเคโมลิโธออโตโทรฟในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มยังแปรผันตามเวลาอันเป็นผลมาจากการพึ่งพาการป้อนคาร์บอนอินทรีย์จากพืชในระบบนิเวศ เนื่องจากพืชเจริญเติบโตมากที่สุดในช่วงฤดูร้อน และมักจะเริ่มสูญเสียชีวมวลในช่วงฤดูใบไม้ร่วงในระยะสุดท้าย การป้อนสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายสูงสุดจึงเกิดขึ้นในฤดูใบไม้ร่วง ดังนั้นตามฤดูกาล ความอุดมสมบูรณ์ของเคโมลิโธโทรฟในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มจึงสูงสุดในฤดูใบไม้ร่วง[ 56 ]
ทำไมจึงพบแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม?
พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับแบคทีเรียที่ลดซัลเฟต แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตมักอาศัยอยู่ใน สภาวะ ที่ปราศจากออกซิเจนเช่น ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม เนื่องจากพวกมันต้องการสารประกอบที่ถูกรีดิวซ์เพื่อผลิตพลังงาน[ 59 ]เนื่องจากมีอัตราการตกตะกอน สูงและมี อินทรียวัตถุจำนวนมากสภาวะของตะกอนจึงมักปราศจากออกซิเจน อย่างไรก็ตาม สภาวะทั่วทั้งพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม (เหนือตะกอน) ไม่ได้ปราศจากออกซิเจนโดยสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ที่นี่ต้องมีความทนทานต่อออกซิเจนในระดับหนึ่ง เคมีลิโทออโตโทรฟจำนวนมากที่อาศัยอยู่นอกหรือบนพื้นผิวของตะกอนก็แสดงลักษณะนี้เช่นกัน[ 59 ]
ความสำคัญของแบคทีเรียลดซัลเฟต
แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตมีบทบาทสำคัญในการรีไซเคิลสารอาหารและลด ระดับมลพิษ ไนเตรตเนื่องจากมนุษย์ได้เติมไนเตรต ในปริมาณที่ไม่สมดุล ลงในน้ำชายฝั่ง พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มจึงเป็นหนึ่งในระบบนิเวศที่ มลพิษ ไนเตรตยังคงเป็นปัญหาอยู่[ 60 ]การเพิ่มขึ้นของไนเตรตในน้ำจะเพิ่มการลดไนเตรตรวมถึงการย่อยสลาย ของจุลินทรีย์ และผลผลิตขั้นต้น[ 60 ]อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตและแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์มีบทบาทในการกำจัดไนเตรตส่วน เกินออก จากน้ำเพื่อป้องกันภาวะยูโทรฟิเคชัน [ 60 ] เนื่องจากแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตอยู่ในน้ำและตะกอนโมเลกุลกำมะถันที่ลดลงจึงมักมีอยู่มากมายซัลเฟต ที่ลดลงเหล่านี้ จะทำปฏิกิริยากับไนเตรต ส่วนเกิน ในน้ำ ลดไนเตรตและออกซิไดซ์กำมะถันที่ลดลง[ 60 ]ผลจากการเพิ่มปริมาณไนเตรตในมนุษย์ คาดว่าแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์กำมะถันซึ่งลดไนเตรตด้วยจะเพิ่มความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์เมื่อเทียบกับแบคทีเรียที่ลดกำมะถัน[ 60 ]
ความอุดมสมบูรณ์และความสำคัญของแบคทีเรียไนตริไฟเออร์แบบเคโมลิโทออโตโทรฟในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
ภายในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมักพบแบคทีเรียไนตริฟายอิง แบบเคมีลิโทออโตโทรฟิก รวมถึงแบคทีเรียที่ออกซิ ไดซ์แอมโมเนีย ในกลุ่มเบตาโปรทีโอแบคทีเรีย เช่นไนโตรโซโมนาสและไนโตรโซสไปรา [ 55 ] แม้ว่าอาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนีย (AOA) จะพบได้แพร่หลายมากกว่าแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียม (AOB) ในสภาพแวดล้อมของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม โดยส่วนใหญ่มาจาก กลุ่ม เครนาร์เคโอตา แต่ AOB ก็มีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเช่นกัน[ 61 ] [ 62 ]การเพิ่มขึ้นของความเค็มในพื้นที่ชุ่มน้ำมีแนวโน้มที่จะส่งเสริม AOB ในขณะที่ระดับออกซิเจนที่สูงขึ้นและอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนที่ต่ำลงจะส่งเสริม AOA [ 63 ] AOB เหล่านี้มีความสำคัญในการเร่งปฏิกิริยาขั้นตอนที่จำกัดอัตราภายใน กระบวนการ ไนตริฟิเคชันโดยใช้แอมโมเนียมโมโนออกซิเจเนส (AMO) ที่ผลิตจากamoAเพื่อเปลี่ยนแอมโมเนียม (NH + ) ให้เป็นไนไตรต์ (NO - ) [ 64 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในกลุ่มBetaproteobacteriaนั้นNitrosomonas aestuarii , Nitrosomonas marinaและNitrosospira ureaeพบได้แพร่หลายในสภาพแวดล้อมของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ในทำนองเดียวกัน ภายในกลุ่มGammaproteobacteriaนั้นNitrosococcus spp . เป็น AOB ที่สำคัญในพื้นที่ชุ่มน้ำ[ 65 ]
ความอุดมสมบูรณ์ของเคโมลิโธออโตโทรฟ เหล่านี้ แตกต่างกันไปตามระดับความเค็มที่มีอยู่ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม: Nitrosomonasพบได้มากในบริเวณที่มีความเค็มต่ำหรือบริเวณน้ำจืด ในขณะที่Nitrosospiraพบว่ามีมากในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง[ 55 ]นอกจากนี้ ความอุดมสมบูรณ์ของไนโตรเจนที่ถูกตรึงในสภาพแวดล้อมเหล่านี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อการกระจายตัวของเบตาโปรตีโอแบคทีเรียภายในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม: Nitrosomonasพบว่ามีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าในสภาพแวดล้อมที่มี N และ C สูง ในขณะที่Nitrosospiraพบว่ามีความอุดมสมบูรณ์มากกว่าในบริเวณที่มี N และ C ต่ำ[ 55 ]ยิ่งไปกว่านั้น ปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ pH ผลผลิตปฐมภูมิสุทธิ และบริเวณที่ขาดออกซิเจน อาจจำกัดการไนตริฟิเคชัน และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อการกระจายตัวของไนตริไฟเออร์[ 66 ]
บทบาทของไนตริฟิเคชันโดย AOB ในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มเชื่อมโยงแอมโมเนียซึ่งผลิตจากแร่ธาตุของสารประกอบไนโตรเจนอินทรีย์เข้ากับกระบวนการออกซิเดชันของไนโตรเจน อย่างสำคัญ [ 67 ]นอกจากนี้ การออกซิเดชันของไนโตรเจนยังมีความสำคัญต่อการกำจัดไนเตรตออกไปเป็นก๊าซไนโตรเจนโดยมีแบคทีเรียดีไนตริไฟ เออร์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จากสภาพแวดล้อมของพื้นที่ชุ่มน้ำ[ 67 ]ดังนั้น AOB จึงมีบทบาททางอ้อมในการกำจัดไนโตรเจนสู่ชั้นบรรยากาศ[ 67 ]
แบคทีเรียสังเคราะห์แสง
ชุมชนแบคทีเรียสังเคราะห์แสงในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มส่วนใหญ่ประกอบด้วยไซยาโนแบคทีเรียแบคทีเรียสีม่วงและแบคทีเรียกำมะถันสีเขียว [ 68 ]
ไซยาโนแบคทีเรียในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นตัวตรึงไนโตรเจนที่สำคัญในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม และให้ไนโตรเจนแก่สิ่งมีชีวิตเช่นไดอะตอมและสาหร่ายขนาดเล็ก[ 69 ]
แบคทีเรียสีม่วง
ออกซิเจนยับยั้งการสังเคราะห์แสงในแบคทีเรียสีม่วง ทำให้บริเวณปากแม่น้ำเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมสำหรับแบคทีเรียเหล่านี้ เนื่องจากมีปริมาณออกซิเจนต่ำและมีแสงสว่างสูง ทำให้การสังเคราะห์แสงของแบคทีเรียเป็นไปอย่างเหมาะสม[ 70 ] [ 71 ]ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน เช่น บึงน้ำเค็ม จุลินทรีย์หลายชนิดต้องใช้ซัลเฟต เป็นตัวรับอิเล็กตรอนในระหว่างการหายใจระดับเซลล์แทนออกซิเจน ทำให้เกิด ไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนมากเป็นผลพลอยได้[ 72 ] [ 73 ]แม้ว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ แต่แบคทีเรียสีม่วงต้องการไฮโดรเจนซัลไฟด์ในการเจริญเติบโตและจะเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นซัลเฟตหรือกำมะถัน ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษได้[ 70 ]แบคทีเรียสีม่วงสามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นแบคทีเรียกำมะถันสีม่วงหรือแบคทีเรียที่ไม่ใช้กำมะถันสีม่วง แบคทีเรียกำมะถันสีม่วงทนต่อซัลไฟด์ได้มากกว่าและเก็บกักกำมะถันที่สร้างขึ้นไว้ภายในเซลล์ ในขณะที่แบคทีเรียที่ไม่ใช่กำมะถันสีม่วงจะขับกำมะถันที่ผลิตได้ออกมาทางปัสสวะ
แบคทีเรียสีเขียว
แบคทีเรียซัลเฟอร์สีเขียว ( Chlorobiaceae ) เป็นแบคทีเรียสังเคราะห์แสงที่ใช้ซัลไฟด์และไทโอซัลเฟตในการเจริญเติบโตและผลิตซัลเฟตในกระบวนการ[ 74 ]พวกมันปรับตัวได้ดีมากในการสังเคราะห์แสงในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยด้วย รงควัตถุแบค ทีริโอคลอโรฟิลล์ a, c, d และ e เพื่อช่วยให้พวกมันดูดซับความยาวคลื่นของแสงที่สิ่งมีชีวิตอื่นไม่สามารถดูดซับได้ เมื่ออยู่ร่วมกับแบคทีเรียสีม่วง พวกมันมักจะอาศัยอยู่ในระดับความลึกที่ต่ำกว่า เนื่องจากทนต่อออกซิเจนได้น้อยกว่า แต่มีความสามารถในการสังเคราะห์แสงได้ดีกว่า
จุลินทรีย์ในไรโซสเฟียร์
เชื้อรา
เชื้อราไมคอร์ไรซาบางชนิดเช่นไมคอร์ไรซาแบบอาร์บัสคูลาร์มีความเกี่ยวข้องอย่างกว้างขวางกับพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม และอาจช่วยให้พืชเจริญเติบโตในดินพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่มีโลหะหนักสูงได้ โดยการลดการดูดซึมโลหะหนักเข้าสู่พืช แม้ว่ากลไกที่แน่นอนยังไม่ได้รับการระบุ[ 75 ]
แบคทีเรีย
จากการตรวจสอบดีเอ็นเอไรโบโซม 16Sที่พบใน ปากแม่น้ำ แยงซีแบคทีเรียที่พบมากที่สุดในไรโซสเฟียร์คือโปรตีโอแบคทีเรียเช่นเบตาโปรตีโอแบคทีเรียแกมมาโปรตีโอ แบคทีเรีย เดลตาโปรตี โอ แบคทีเรีย และเอปซิลอนโปรตีโอ แบคทีเรีย [ 76 ]สายพันธุ์ที่แพร่หลายดังกล่าวมีไรโบไทป์คล้ายกับเชื้อก่อโรคในสัตว์S. marcescensและอาจเป็นประโยชน์ต่อพืช เนื่องจากแบคทีเรียสามารถย่อยสลายไคตินให้เป็นคาร์บอนและไนโตรเจนที่พืชสามารถนำไปใช้ได้[ 77 ]นอกจากนี้ยังพบแอคติโนแบคทีเรียในไรโซสเฟียร์ของพืชในพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งที่มีเกลือ และช่วยให้พืชเจริญเติบโตโดยช่วยให้พืชดูดซับสารอาหารได้มากขึ้นและหลั่งสารต้านจุลชีพ ในมณฑลเจียงซู ประเทศจีน แบคทีเรีย Actinobacteria จากวงศ์ย่อยPseudonocardineae , Corynebacterineae , Propionibacterineae , Streptomycineae , Micromonosporineae , StreptosporangineaeและMicrococcineaeได้รับการเพาะเลี้ยงและแยกจากดินบริเวณรากพืช[ 78 ]
กิจกรรมการย่อยสลายของจุลินทรีย์ภายในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม

กระบวนการสำคัญอีกอย่างหนึ่งในบึงน้ำเค็มที่มีจุลินทรีย์คือ กิจกรรมการย่อยสลายของจุลินทรีย์ วัฏจักรสารอาหารในบึงน้ำเค็มได้รับการส่งเสริมอย่างมากจากชุมชนแบคทีเรียและเชื้อราที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ ซึ่งมีส่วนร่วมในการคืนแร่ธาตุให้กับสารอินทรีย์ การศึกษาเกี่ยวกับการย่อยสลายของหญ้าทะเลในบึงน้ำเค็มSpartina alternifloraแสดงให้เห็นว่าการตั้งรกรากของเชื้อราเริ่มต้นกระบวนการย่อยสลาย จากนั้นชุมชนแบคทีเรียจะดำเนินการให้เสร็จสิ้น[ 79 ]คาร์บอนจากSpartina alternifloraสามารถเข้าถึงได้โดยห่วงโซ่อาหารในบึงน้ำเค็มส่วนใหญ่ผ่านทางชุมชนแบคทีเรียเหล่านี้ ซึ่งจากนั้นจะถูกบริโภคโดยสัตว์กินแบคทีเรีย [ 80 ] แบคทีเรีย มีส่วนรับผิดชอบในการย่อยสลายวัสดุ ลิกโนเซลลูโลสในบึงน้ำเค็มได้มากถึง 88% [ 80 ]อย่างไรก็ตาม พบว่าประชากรเชื้อรามีจำนวนมากกว่าประชากรแบคทีเรียในช่วงฤดูหนาว[ 81 ]
เชื้อราที่ประกอบเป็นชุมชนการย่อยสลายในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมาจากไฟลัมแอสโคไมโคตาโดยสองชนิดที่พบมากที่สุดคือPhaeosphaeria spartinicolaและMycosphaerella sp. สายพันธุ์ 2 [ 79 ]ในแง่ของแบคทีเรีย คลาสอัลฟา โปรทีโอแบคทีเรียเป็นคลาสที่พบมากที่สุดในสภาพแวดล้อมของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการย่อยสลาย[ 79 ]การแพร่กระจายของPhaeosphaeria spartinicolaเกิดขึ้นผ่านแอสโคสปอร์ที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อพืชเจ้าบ้านเปียกน้ำจากน้ำขึ้นสูงหรือฝน[ 82 ]
การบูรณะและการจัดการ

การรับรู้เกี่ยวกับพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลว่าเป็น 'พื้นที่รกร้าง' ได้เปลี่ยนไปแล้ว โดยยอมรับว่าพื้นที่เหล่านี้เป็นหนึ่งในแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีผลผลิตทางชีวภาพสูงที่สุดในโลก เทียบเท่ากับป่าฝนเขตร้อนพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลมีความสำคัญทางนิเวศวิทยา โดยเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาอพยพพื้นเมือง และทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารและแหล่งอนุบาลที่ปลอดภัย[ 28 ]ปัจจุบันพื้นที่เหล่านี้ได้รับการคุ้มครองโดยกฎหมายในหลายประเทศเพื่อป้องกันการสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีความสำคัญทางนิเวศวิทยาเหล่านี้[ 83 ]ในสหรัฐอเมริกาและยุโรป พื้นที่เหล่านี้ได้รับการคุ้มครองในระดับสูงโดยพระราชบัญญัติว่าด้วยน้ำสะอาดและคำสั่งเกี่ยวกับแหล่งที่อยู่อาศัยตามลำดับ เมื่อตระหนักถึงผลกระทบของแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้และความสำคัญของมันแล้ว ความสนใจในการฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลผ่านการถอยร่นอย่างมีระบบหรือการถมที่ดินจึงเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม หลายประเทศในเอเชีย เช่น จีน ยังคงต้องตระหนักถึงคุณค่าของพื้นที่ชุ่มน้ำ ด้วยจำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและการพัฒนาอย่างเข้มข้นตามแนวชายฝั่ง คุณค่าของพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลจึงมักถูกมองข้าม และการถมที่ดินก็ยังคงดำเนินต่อไป[ 8 ]
Bakker et al. (1997) [ 84 ]เสนอทางเลือกสองทางสำหรับการฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ทางเลือกแรกคือการละทิ้งการแทรกแซงของมนุษย์ทั้งหมดและปล่อยให้พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มพัฒนาไปตามธรรมชาติ โครงการฟื้นฟูประเภทนี้มักไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากพืชพรรณมีแนวโน้มที่จะดิ้นรนเพื่อกลับคืนสู่โครงสร้างเดิม และวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงตามธรรมชาติจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของที่ดิน ทางเลือกที่สองที่ Bakker et al. (1997) [ 84 ] เสนอแนะ คือการฟื้นฟูถิ่นที่อยู่อาศัยที่ถูกทำลายให้กลับคืนสู่สภาพธรรมชาติ ไม่ว่าจะที่สถานที่เดิมหรือเป็นการทดแทนในสถานที่อื่น ภายใต้สภาพธรรมชาติ การฟื้นตัวอาจใช้เวลา 2–10 ปี หรือนานกว่านั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะและระดับของการรบกวนและความสมบูรณ์ของพื้นที่ชุ่มน้ำที่เกี่ยวข้อง[ 83 ]พื้นที่ชุ่มน้ำในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาจะฟื้นตัวได้เร็วกว่าพื้นที่ชุ่มน้ำที่โตเต็มที่[ 83 ]เนื่องจากมักจะเป็นกลุ่มแรกที่เข้ามาตั้งรกรากบนที่ดิน การฟื้นฟูสามารถเร่งให้เร็วขึ้นได้โดยการปลูกพืชพื้นเมืองขึ้นใหม่

แนวทางสุดท้ายนี้มักเป็นแนวทางที่ปฏิบัติกันมากที่สุดและโดยทั่วไปแล้วประสบความสำเร็จมากกว่าการปล่อยให้พื้นที่ฟื้นตัวตามธรรมชาติด้วยตนเอง พื้นที่ชุ่มน้ำเค็มในรัฐคอนเนตทิคัตในสหรัฐอเมริกาเป็นพื้นที่ที่สูญเสียไปจากการถมและการขุดลอกมาเป็นเวลานาน ตั้งแต่ปี 1969 ได้มีการออกกฎหมาย Tidal Wetland Act ซึ่งยุติการปฏิบัติเช่นนี้[ 38 ]แต่ถึงแม้จะมีการออกกฎหมายดังกล่าว ระบบก็ยังคงเสื่อมโทรมลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำขึ้นน้ำลง หนึ่งในพื้นที่ในคอนเนตทิคัตคือพื้นที่ชุ่มน้ำบนเกาะบาร์น พื้นที่ชุ่มน้ำเหล่านี้ถูกกั้นด้วยเขื่อนแล้วกักเก็บน้ำเค็มและพื้นที่ชุ่มน้ำกร่อยในช่วงปี 1946–1966 [ 38 ]ส่งผลให้พื้นที่ชุ่มน้ำเปลี่ยนไปเป็นน้ำจืดและถูกครอบงำโดยสายพันธุ์รุกรานP. australis , Typha angustifoliaและT. latifoliaซึ่งมีความเชื่อมโยงทางนิเวศวิทยากับพื้นที่น้อยมาก[ 38 ]
ภายในปี 1980 ได้มีการนำโปรแกรมการฟื้นฟูมาใช้ ซึ่งดำเนินมาแล้วกว่า 20 ปี[ 38 ]โปรแกรมนี้มีเป้าหมายเพื่อเชื่อมต่อพื้นที่ชุ่มน้ำอีกครั้งโดยการคืนกระแสน้ำขึ้นน้ำลงพร้อมกับฟังก์ชันและลักษณะทางนิเวศวิทยาของพื้นที่ชุ่มน้ำให้กลับสู่สภาพเดิม ในกรณีของเกาะบาร์น ได้มีการริเริ่มลดจำนวนชนิดพันธุ์ต่างถิ่นที่รุกราน และฟื้นฟูพืชพรรณในพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลพร้อมกับสัตว์ต่างๆ เช่น ปลาและแมลง ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการฟื้นฟูระบบพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลอย่างมีประสิทธิภาพ ระยะเวลาในการฟื้นตัวของพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลขึ้นอยู่กับระยะการพัฒนาของพื้นที่ชุ่มน้ำ ประเภทและขอบเขตของการรบกวน ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ และปัจจัยความเครียดทางสิ่งแวดล้อมและทางสรีรวิทยาต่อพืชและสัตว์ที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ชุ่มน้ำ
แม้ว่าจะมีการพยายามอย่างมากในการฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มทั่วโลก แต่ก็ยังจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม การฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำมีอุปสรรคและปัญหามากมายที่ต้องอาศัยการติดตามตรวจสอบในระยะยาวอย่างระมัดระวัง ควรทำความเข้าใจและติดตามข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทั้งหมดของระบบนิเวศพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม ตั้งแต่การตกตะกอน สารอาหาร และอิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลง ไปจนถึงรูปแบบพฤติกรรมและความทนทานของทั้งพืชและสัตว์[ 83 ]เมื่อมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้ ไม่ใช่แค่ในระดับท้องถิ่น แต่ในระดับโลกแล้ว ก็จะสามารถนำการจัดการและการฟื้นฟูที่มีประสิทธิภาพและเป็นรูปธรรมมากขึ้นมาใช้เพื่อรักษาพื้นที่ชุ่มน้ำอันมีค่าเหล่านี้และฟื้นฟูให้กลับสู่สภาพเดิมได้
ตราบใดที่มนุษย์ยังคงอาศัยอยู่ตามแนวชายฝั่ง ก็ย่อมมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการรบกวนจากมนุษย์อยู่เสมอ แม้ว่าเราจะวางแผนดำเนินการฟื้นฟูไว้มากมายก็ตาม การขุดลอก การวางท่อส่งน้ำมันสำหรับทรัพยากรปิโตรเลียมในทะเล การก่อสร้างทางหลวง การรั่วไหลของสารพิษโดยอุบัติเหตุ หรือเพียงแค่ความประมาทเลินเล่อ ล้วนเป็นตัวอย่างที่จะยังคงส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเสื่อมโทรมของพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งต่อไปอีกระยะหนึ่ง[ 83 ]

นอกจากการฟื้นฟูและจัดการระบบพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มตามหลักการทางวิทยาศาสตร์แล้ว ควรใช้โอกาสนี้ในการให้ความรู้แก่สาธารณชนเกี่ยวกับความสำคัญทางชีววิทยาและวัตถุประสงค์ในการทำหน้าที่เป็นแนวกันชนตามธรรมชาติเพื่อป้องกันน้ำท่วม[ 28 ]เนื่องจากพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มมักตั้งอยู่ติดกับพื้นที่เมือง จึงมีแนวโน้มที่จะมีผู้เยี่ยมชมมากกว่าพื้นที่ชุ่มน้ำ ที่อยู่ห่างไกล การที่ผู้คนได้เห็นพื้นที่ชุ่มน้ำด้วยตนเองจะทำให้พวกเขามีแนวโน้มที่จะสังเกตและตระหนักถึงสิ่งแวดล้อมรอบตัวมากขึ้น ตัวอย่างของการมีส่วนร่วมของประชาชนเกิดขึ้นที่พื้นที่อนุรักษ์ทางทะเลแห่งรัฐฟาโมซา สเลาในซานดิเอโกซึ่งกลุ่ม "เพื่อน" ได้ทำงานมานานกว่าทศวรรษเพื่อพยายามป้องกันไม่ให้พื้นที่ดังกล่าวถูกพัฒนา[ 85 ] ในที่สุด พื้นที่ 5 เฮกตาร์ (12 เอเคอร์)ก็ถูกซื้อโดยเมือง และกลุ่มดังกล่าวได้ร่วมกันฟื้นฟูพื้นที่ โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดพันธุ์พืชรุกรานและปลูกพันธุ์พื้นเมืองใหม่ พร้อมกับการพูดคุยกับคนในท้องถิ่น การเดินชมนกเป็นประจำ และกิจกรรมทำความสะอาด[ 85 ]
วิธีการวิจัย
มีการใช้วิธีการที่หลากหลายและผสมผสานกันเพื่อทำความเข้าใจพลวัตทางอุทกวิทยาในพื้นที่ชุ่มน้ำเค็มและความสามารถในการดักจับและสะสมตะกอน กับดักตะกอนมักใช้ในการวัดอัตราการสะสมของพื้นผิวพื้นที่ชุ่มน้ำเมื่อต้องการใช้งานในระยะสั้น (เช่น น้อยกว่าหนึ่งเดือน) กับดักทรงกลมเหล่านี้ประกอบด้วยตัวกรองที่ชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้าซึ่งยึดติดกับพื้นผิวพื้นที่ชุ่มน้ำ จากนั้นนำไปอบแห้งในห้องปฏิบัติการและชั่งน้ำหนักอีกครั้งเพื่อกำหนดปริมาณตะกอนที่สะสมทั้งหมด[ 23 ] [ 24 ]
สำหรับการศึกษาในระยะยาว (เช่น มากกว่าหนึ่งปี) นักวิจัยอาจต้องการวัดการสะสมของตะกอนด้วย แปลง ชั้นบ่งชี้ชั้นบ่งชี้ประกอบด้วยแร่ธาตุ เช่นเฟลด์สปาร์ที่ฝังอยู่ที่ระดับความลึกที่ทราบภายใน พื้นผิวของพื้นที่ ชุ่มน้ำเพื่อบันทึกการเพิ่มขึ้นของพื้นผิวด้านบนในช่วงระยะเวลานาน[ 26 ]เพื่อวัดปริมาณตะกอนที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ ตัวอย่างน้ำขึ้นน้ำลงแบบใช้มือหรือแบบอัตโนมัติสามารถเทผ่านตัวกรองที่ชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้าในห้องปฏิบัติการ จากนั้นทำให้แห้งเพื่อกำหนดปริมาณตะกอนต่อปริมาตรน้ำ[ 24 ]
อีกวิธีหนึ่งในการประมาณความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยคือการวัดความขุ่นของน้ำโดยใช้โพรบการกระเจิงแสง ซึ่งสามารถสอบเทียบกับตัวอย่างน้ำที่มีความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยที่ทราบเพื่อสร้างความสัมพันธ์การถดถอยระหว่างทั้งสอง[ 21 ]ระดับความสูงของพื้นผิวบึงอาจวัดได้ด้วยไม้สตาเดียและกล้องสำรวจ[ 24 ]กล้องวัดมุมอิเล็กทรอนิกส์[ 23 ]ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกแบบเรียลไทม์ (Real-Time Kinematic Global Positioning System) [ 21 ] ระดับเลเซอร์[ 26 ]หรือเครื่องวัดระยะทางอิเล็กทรอนิกส์ ( สถานีรวม ) พลวัตทางอุทกวิทยารวมถึงความลึกของน้ำ ซึ่งวัดโดยอัตโนมัติด้วยตัวแปลงสัญญาณความดัน [ 23 ] [ 24 ] [ 26 ]หรือด้วยหลักไม้ที่ทำเครื่องหมายไว้[ 22 ]และความเร็วของน้ำ ซึ่งมักใช้เครื่องวัดกระแสน้ำแบบแม่เหล็กไฟฟ้า[ 22 ] [ 24 ]
ดูเพิ่มเติม
- บาโย
- ทุ่งหญ้าชายหาด
- แผนปฏิบัติการด้านความหลากหลายทางชีวภาพ
- คาร์บอนสีน้ำเงิน
- แหล่งน้ำ
- บึง
- พื้นที่ชุ่มน้ำกร่อย
- พื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งแคลิฟอร์เนีย
- เฟน
- บึงใหญ่
- Halligen (เกาะทุ่งหญ้าเกลือ)
- พืชทนเค็ม
- บึงสูง
- ทะเลสาบ
- พื้นที่ชุ่มน้ำต่ำ
- ป่าชายเลน
- ระบบนิเวศชายฝั่งทะเล
- บึง
- หนองน้ำเมโสโปเตเมีย
- ที่ราบโคลน
- โปรแกรมแสดงข้อมูลมหาสมุทร : ประกอบด้วยชุดข้อมูลพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเลทั่วโลก
- การไหลออก
- ชุมชนพืช
- ทะเลสาบน้ำเค็ม
- แอ่งเกลือ (ธรณีวิทยา)
- การตายของพื้นที่ชุ่มน้ำเค็ม
- หญ้าทะเล
- บึงน้ำเค็ม
- พื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล
- บึงน้ำจืด
- พื้นที่ชุ่มน้ำ
อ่านเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- กลุ่มเพื่อนของฟาโมซา สเลาจ์
- แหล่งข้อมูลทางภูมิศาสตร์สำหรับโรงเรียน
- จอห์นสัน, ซีวาย (2006) "ตามหาสาเหตุเมื่อพื้นที่ชุ่มน้ำกลายเป็นที่ราบแห้งแล้ง" เดอะบอสตันโกลบ
- โครงการฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำชายฝั่งทะเล
- พื้นที่ศึกษาธรรมชาติทางทะเลดำเนินการโดยเทศบาลเมืองเฮมป์สเตด: กรมอนุรักษ์และทางน้ำ ตั้งอยู่ในโอเชียนไซด์ รัฐนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา