หนองน้ำเค็ม หนองน้ำเค็มหรือหนองน้ำเค็มหรือที่เรียกอีกอย่างว่า หนองน้ำเค็มชายฝั่ง หรือหนองน้ำขึ้นน้ำลงเป็นระบบนิเวศชายฝั่งในเขตน้ำขึ้นน้ำลงชายฝั่ง ตอนบนระหว่างแผ่นดินและ น้ำเค็มเปิดหรือน้ำกร่อย ที่ถูก น้ำขึ้นน้ำลงท่วมเป็นประจำ หนองน้ำเค็มประกอบด้วย พืช ทนเกลือ จำนวนมาก เช่นสมุนไพรหญ้าหรือไม้ พุ่ม เตี้ย[1] [2]พืชเหล่านี้มีต้นกำเนิดจากพื้นดินและมีความจำเป็นต่อเสถียรภาพของหนอง น้ำเค็ม ในการดักจับและผูกตะกอนหนองน้ำเค็มมีบทบาทสำคัญในห่วงโซ่อาหาร ในน้ำ และการส่งสารอาหารไปยังแหล่งน้ำชายฝั่ง นอกจากนี้ยังช่วยพยุงสัตว์บกและปกป้องชายฝั่ง[2]
ในอดีตหนองน้ำเค็มเคยตกอยู่ในอันตรายจาก แนวทาง การจัดการชายฝั่ง ที่ดำเนินการไม่ดี โดยที่ดินถูกถมคืนเพื่อใช้โดยมนุษย์ หรือถูกมลพิษจากการเกษตรต้นน้ำหรือการใช้ชายฝั่งเพื่ออุตสาหกรรมอื่นๆ นอกจากนี้ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นอันเกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังทำให้หนองน้ำอื่นๆ ตกอยู่ในอันตรายจากการกัดเซาะและการจมน้ำของหนองน้ำที่เกิดจากกระแสน้ำ ขึ้นลง [3] [4]อย่างไรก็ตาม นักสิ่งแวดล้อมและสังคมส่วนใหญ่ยอมรับเมื่อเร็วๆ นี้ว่าหนองน้ำเค็มมีความสำคัญต่อความหลากหลายทางชีวภาพผลิตภาพทางนิเวศน์และบริการทางระบบนิเวศ อื่นๆ เช่นการกักเก็บคาร์บอนทำให้การฟื้นฟูและการจัดการหนองน้ำเค็มเพิ่มมากขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1980
หนองน้ำเค็มเกิดขึ้นบน ชายฝั่งพลังงานต่ำใน เขต อบอุ่นและละติจูดสูง[5]ซึ่งอาจมีเสถียรภาพ โผล่ขึ้นมา หรือจมอยู่ใต้น้ำ ขึ้นอยู่กับว่าตะกอนจะมากกว่า เท่ากับ หรือต่ำกว่าระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น สัมพันธ์กัน ( อัตรา การทรุดตัวบวกกับการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล) ตามลำดับ โดยทั่วไป ชายฝั่งเหล่านี้ประกอบด้วยพื้นที่โคลนหรือทราย (เรียกอีกอย่างว่าพื้นที่น้ำขึ้นน้ำลงหรือเรียกสั้นๆ ว่าโคลนแบน ) ซึ่งได้รับสารอาหารจากตะกอนจากแม่น้ำและลำธารที่ไหลเข้ามา[6]โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่เหล่านี้รวมถึงสภาพแวดล้อมที่ได้รับการปกป้อง เช่น เขื่อน ปากแม่น้ำและด้านใต้ลมของเกาะป้องกันและแหลมต่างๆในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน พื้นที่ เหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วยป่าชายเลนซึ่งเป็นพื้นที่ที่แตกต่างจากหนองน้ำเค็มตรงที่แทนที่จะเป็นพืชล้มลุก พื้นที่เหล่านี้ กลับเต็มไปด้วยต้นไม้ที่ทนต่อเกลือ[1]
หนองน้ำเค็มส่วนใหญ่มีลักษณะภูมิประเทศ ที่ต่ำ โดยมีระดับความสูงต่ำแต่มีพื้นที่กว้างมาก ทำให้เป็นที่นิยมอย่างมากสำหรับประชากรมนุษย์[7] หนองน้ำเค็มตั้งอยู่ในภูมิประเทศที่แตกต่างกันตามสภาพแวดล้อมทางกายภาพและภูมิสัณฐาน ลักษณะภูมิประเทศของหนองน้ำเหล่านี้รวมถึง หนองน้ำ สามเหลี่ยมปากแม่น้ำ ปากแม่น้ำ แนวป้องกันด้านหลัง ชายฝั่งเปิด อ่าว และหนองน้ำ ใน หุบเขา ที่จม น้ำ หนองน้ำสามเหลี่ยมปากแม่น้ำมีความเกี่ยวข้องกับแม่น้ำ สายใหญ่ ซึ่งหลายแห่งพบในยุโรปตอนใต้ เช่นCamargueในฝรั่งเศสใน สามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Rhôneหรือ สามเหลี่ยมปาก แม่น้ำ Ebro ใน สเปนนอกจากนี้ หนองน้ำเหล่านี้ยังมีขนาดใหญ่ภายในแม่น้ำในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Mississippiในสหรัฐอเมริกา[2]ในนิวซีแลนด์ หนองน้ำเค็มส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่หัวของปากแม่น้ำในพื้นที่ที่มีคลื่นน้อยและมีตะกอนสูง[8]หนองน้ำดังกล่าวตั้งอยู่ใน Awhitu Regional Park ในAuckland , Manawatū Estuaryและ Avon Heathcote Estuary / IhutaiในChristchurchหนองบึงที่เป็นแนวป้องกันด้านหลังนั้นไวต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของแนวป้องกันในด้านแผ่นดินที่แนวป้องกันนั้นถูกสร้างขึ้น[2] หนองบึง ประเภทนี้พบได้ทั่วไปตามชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกาและหมู่เกาะฟรีเซียนอ่าวตื้นขนาดใหญ่ริมชายฝั่งอาจมีหนองบึงน้ำเค็ม เช่นอ่าวโมร์แคมบ์และพอร์ตสมัธในบริเตนใหญ่และอ่าวฟันดีในอเมริกาเหนือ[2]
บางครั้งหนองน้ำเค็มก็รวมอยู่ในทะเลสาบ และความแตกต่างก็ไม่ชัดเจนนัก ตัวอย่างเช่น ทะเลสาบเวนิสในอิตาลีประกอบด้วยสัตว์และ/หรือสิ่งมีชีวิตประเภทเหล่านี้ที่อยู่ในระบบนิเวศนี้ พวกมันมีผลกระทบอย่างมากต่อความหลากหลายทางชีวภาพของพื้นที่ นิเวศวิทยาของหนองน้ำเค็มเกี่ยวข้องกับห่วงโซ่อาหารที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงผู้ผลิตหลัก (พืชที่มีท่อลำเลียง สาหร่ายขนาดใหญ่ ไดอะตอม พืชอิงอาศัย และแพลงก์ตอนพืช) ผู้บริโภคหลัก (แพลงก์ตอนสัตว์ แมโครซัว หอย แมลง) และผู้บริโภครอง[9]
พลังงานกายภาพต่ำและหญ้าสูงเป็นแหล่งหลบภัยของสัตว์ ปลาทะเลหลายชนิดใช้หนองน้ำเค็มเป็นพื้นที่อนุบาลลูกปลาก่อนที่จะย้ายไปยังแหล่งน้ำเปิด นกอาจเลี้ยงลูกปลาในหญ้าสูง เพราะหนองน้ำเป็นแหล่งหลบภัยจากนักล่าและแหล่งอาหารอันอุดมสมบูรณ์ เช่น ปลาที่ติดอยู่ในสระ แมลง หอย และไส้เดือน[10]
Mcowen et al. 2017 ได้ทำการระบุพื้นที่หนองน้ำเค็มใน 99 ประเทศ (โดยพื้นฐานแล้วคือทั่วโลก) [11] พื้นที่หนองน้ำเค็มทั้งหมด 5,495,089 เฮกตาร์ใน 43 ประเทศและดินแดนถูกแสดงไว้ในไฟล์รูปหลายเหลี่ยมของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ การประมาณนี้อยู่ในช่วงปลายที่ค่อนข้างต่ำของการประมาณครั้งก่อน (2.2–40 Mha) การศึกษาในภายหลังได้ประมาณขอบเขตของหนองน้ำเค็มทั่วโลกอย่างระมัดระวังที่ 90,800 ตารางกิโลเมตร( 9,080,000 เฮกตาร์) [12]หนองน้ำเค็มที่กว้างขวางที่สุดในโลกพบนอกเขตร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งรวมถึงชายฝั่ง อ่าว และปากแม่น้ำที่อยู่ต่ำและไม่มีน้ำแข็งในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ ซึ่งมีการแสดงไว้เป็นอย่างดีในชุดข้อมูลรูปหลายเหลี่ยมทั่วโลก[11]
การก่อตัวเริ่มต้นขึ้นเมื่อพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงมีระดับความสูงเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเลจากการทับถม ของตะกอน และจากนั้น อัตราและระยะเวลาของการท่วมน้ำขึ้นน้ำลงก็ลดลง ทำให้พืชพรรณต่างๆ สามารถเข้ามาตั้งรกรากบนผิวน้ำที่เปิดโล่งได้[13 ]การมาถึงของการขยายพันธุ์ของพันธุ์บุกเบิกเช่นเมล็ดหรือ ส่วนของ เหง้าจะรวมเข้ากับการพัฒนาสภาพที่เหมาะสมสำหรับการงอกและการตั้งรกรากในกระบวนการตั้งรกราก [14] เมื่อแม่น้ำและลำธารมาถึงพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงที่มีความลาดชันต่ำ อัตรา การปล่อยน้ำจะลดลงและตะกอนแขวนลอยจะตกลงสู่พื้นผิวที่ราบน้ำขึ้นน้ำลง โดยได้รับความช่วยเหลือจากผลกระทบของน้ำขึ้นน้ำลง[6]แผ่นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ที่มีเส้นใย สามารถตรึงอนุภาคตะกอนที่มีขนาดเท่ากับตะกอนหรือดินเหนียวไว้กับปลอกเหนียวเมื่อสัมผัสกัน[15]ซึ่งอาจเพิ่มความต้านทานการกัดเซาะของตะกอนได้ด้วย[16]วิธีนี้ช่วยให้กระบวนการสะสมตะกอนช่วยให้พืชที่เข้ามาตั้งรกราก (เช่น Salicornia spp.) สามารถเติบโตได้ พืชเหล่านี้จะกักเก็บตะกอนที่ถูกน้ำพัดเข้ามาจากน้ำขึ้นรอบๆ ลำต้นและใบ และก่อตัวเป็นเนินดินโคลนต่ำซึ่งในที่สุดจะรวมตัวกันเป็นลานตะกอน ซึ่งการเติบโตในทิศทางขึ้นนั้นได้รับความช่วยเหลือจากเครือข่ายรากใต้ผิวดินที่ยึดตะกอนไว้[17]เมื่อพืชเติบโตบนลานตะกอนแล้ว การกักเก็บตะกอนและการสะสมตะกอนเพิ่มเติมจะทำให้พื้นผิวหนองบึงเติบโตในทิศทางขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ระดับความลึกและระยะเวลาของน้ำท่วมจากกระแสน้ำลดลงอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้พืชที่แข่งขันกันซึ่งชอบพื้นที่ที่สูงกว่าระดับน้ำทะเลสามารถอาศัยอยู่ในพื้นที่นั้นได้ และมักจะเกิดชุมชนพืชที่ สืบทอดกันมา [13]
หนองน้ำเค็มชายฝั่งสามารถแยกแยะจากแหล่งที่อยู่อาศัยบนบกได้จาก การไหลของ กระแสน้ำขึ้นลงที่เกิดขึ้นทุกวันและท่วมพื้นที่อย่างต่อเนื่อง[1]เป็นกระบวนการสำคัญในการส่งตะกอน สารอาหาร และน้ำประปาจากพืชไปยังหนองน้ำ[7]ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้นใน เขต หนองน้ำด้านบนจะมีกระแสน้ำขึ้นลงน้อยกว่ามาก ส่งผลให้ระดับความเค็ม ลดลง [1] ความเค็มของดินใน เขต หนองน้ำด้านล่างค่อนข้างคงที่เนื่องจากการไหลของกระแสน้ำขึ้นลงทุกปี อย่างไรก็ตาม ในหนองน้ำด้านบน ความแปรปรวนของความเค็มแสดงให้เห็นได้เนื่องมาจากน้ำท่วมน้อยลงและการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ฝนตกสามารถลดความเค็มได้ และการคายระเหยสามารถเพิ่มระดับในช่วงฤดูแล้ง[1]เป็นผลให้มี แหล่งที่อยู่ อาศัยขนาดเล็กซึ่งมีพืชและสัตว์ ต่างสายพันธุ์ อาศัยอยู่ ขึ้นอยู่กับความสามารถทางสรีรวิทยาของพวกมัน พืชในหนองน้ำเค็มจะแบ่งตามระดับตามความทนทานต่อความเค็มและระดับน้ำใต้ดินของพืชแต่ละชนิด พืชพรรณที่พบในแหล่งน้ำต้องสามารถอยู่รอดได้ภายใต้ความเข้มข้นของเกลือสูงการจมอยู่ใต้ น้ำเป็นระยะ และการเคลื่อนตัวของน้ำในปริมาณหนึ่ง ในขณะที่พืชที่อยู่ลึกเข้าไปในหนองบึงอาจประสบกับสภาพแห้งแล้งและมีสารอาหารต่ำในบางครั้ง พบว่าบริเวณหนองบึงด้านบนจำกัดสายพันธุ์ผ่านการแข่งขันและการขาดการปกป้องถิ่นที่อยู่อาศัย ในขณะที่บริเวณหนองบึงด้านล่างถูกกำหนดโดยความสามารถของพืชในการทนต่อความเครียดทางสรีรวิทยา เช่น ความเค็ม การจมอยู่ใต้น้ำ และระดับออกซิเจนต่ำ[18] [19]
หนองบึงน้ำเค็ม ในนิวอิงแลนด์อยู่ภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงที่รุนแรงและมีรูปแบบการแบ่งเขตที่ชัดเจน[19]ในพื้นที่หนองบึงต่ำที่มีน้ำท่วมจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงสูง จะมีการปลูกพืชเชิงเดี่ยวของหญ้าคอร์เดียนเรียบSpartina alternifloraเป็นหลัก จากนั้นจะมุ่งหน้าสู่แผ่นดิน โซนของหญ้าแห้งเค็มSpartina patensกกดำJuncus gerardiiและพุ่มไม้Iva frutescensตามลำดับ[18]สายพันธุ์เหล่านี้มีความทนทานต่างกัน ทำให้โซนต่างๆ ตามหนองบึงเหมาะสมที่สุดสำหรับพืชแต่ละชนิด
ความหลากหลายของพันธุ์พืชค่อนข้างต่ำ เนื่องจากพืชต้องทนต่อเกลือ การจมน้ำทั้งหมดหรือบางส่วน และดินโคลนที่ไม่มีออกซิเจน พืชหนองน้ำเค็มที่พบมากที่สุดคือหญ้าแก้ว ( Salicornia spp.) และหญ้าคอร์เดียน ( Spartina spp.) ซึ่งมีการกระจายพันธุ์ทั่วโลก มักเป็นพืชกลุ่มแรกที่เติบโตในโคลนและเริ่มขยายพันธุ์เป็นหนองน้ำเค็ม หน่อของหญ้าเหล่านี้ช่วยยกกระแสน้ำหลักเหนือผิวโคลน ขณะที่รากแผ่ขยายเข้าไปในดินและทำให้โคลนเหนียวแน่นคงตัวและนำออกซิเจนเข้าไปเพื่อให้พืชชนิดอื่นสามารถเติบโตได้เช่นกัน พืชเช่นลาเวนเดอร์ทะเล ( Limonium spp.) ต้นแปลนเทน ( Plantago spp.) และกกและกก ชนิดต่างๆ จะเติบโตเมื่อโคลนมีพืช บุกเบิก ปกคลุม
หนองน้ำเค็มเป็นพื้นที่ที่สังเคราะห์แสงได้ค่อนข้างดีและเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีความอุดมสมบูรณ์อย่างยิ่ง เป็นแหล่งสะสมของสารอินทรีย์จำนวนมากและเต็มไปด้วยการย่อยสลายซึ่งเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตในห่วงโซ่อาหารตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พืชที่อาศัยในน้ำเค็มหลายชนิด เช่น หญ้าคอร์ตแกรส ไม่กินโดยสัตว์ชั้นสูงเลย แต่จะตายและย่อยสลายจนกลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์ ซึ่งจุลินทรีย์เหล่านี้จะกลายเป็นอาหารของปลาและนกในที่สุด
ปัจจัยและกระบวนการที่มีอิทธิพลต่ออัตราการและการกระจายเชิงพื้นที่ของการเพิ่มพูนของตะกอนภายในหนองน้ำเค็มนั้นมีมากมาย การสะสมของตะกอนอาจเกิดขึ้นได้เมื่อชนิดของหนองน้ำสร้างพื้นผิวให้ตะกอนเกาะยึด จากนั้นตะกอนจะเกาะทับลงบนพื้นผิวหนองน้ำเมื่อตะกอนหลุดออกไปเมื่อน้ำลง[13]ปริมาณตะกอนที่เกาะหนองน้ำเค็มเกาะนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของชนิดของหนองน้ำ ความใกล้ชิดของชนิดพันธุ์กับแหล่งตะกอน ปริมาณชีวมวลของพืช และความสูงของชนิดพันธุ์[20]ตัวอย่างเช่น ในการศึกษา หนองน้ำเค็ม ที่เกาะ Chongming ทางตะวันออก และเกาะ Jiuduanshaที่ปากแม่น้ำแยงซีประเทศจีน ปริมาณตะกอนที่เกาะSpartina alterniflora , Phragmites australisและScirpus mariqueterเกาะนี้จะลดลงเมื่ออยู่ห่างจากระดับความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยสูงสุด (พบที่ขอบหนองน้ำที่อยู่ติดกับลำธารน้ำขึ้นน้ำลงหรือโคลน) ลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ที่ระดับความสูงสูงสุดซึ่งพบความถี่และความลึกของการท่วมน้ำขึ้นน้ำลงต่ำที่สุด และเพิ่มขึ้นเมื่อชีวมวลพืชเพิ่มขึ้นSpartina alternifloraซึ่งมีตะกอนเกาะติดมากที่สุด อาจมีส่วนสนับสนุนการเกาะติดตะกอนบนพื้นผิวหนองบึงทั้งหมดมากกว่า 10% จากกระบวนการนี้[20]
สายพันธุ์หนองน้ำเค็มยังอำนวยความสะดวกในการเพิ่มปริมาณของตะกอนโดยลดความเร็วของกระแสน้ำและส่งเสริมให้ตะกอนตกตะกอนออกจาก น้ำขัง [13]ความเร็วของกระแสน้ำสามารถลดลงได้เนื่องจากลำต้นของสายพันธุ์หนองน้ำสูงทำให้เกิดการลากของไฮดรอลิก ซึ่งมีผลในการลดการแขวนลอยของตะกอนและส่งเสริมการสะสม[21]ความเข้มข้นที่วัดได้ของตะกอนแขวนลอยในคอลัมน์น้ำได้รับการแสดงให้เห็นว่าลดลงจากน้ำเปิดหรือลำธารน้ำขึ้นน้ำลงที่อยู่ติดกับขอบหนองน้ำไปจนถึงภายในหนองน้ำ[20] [21] [22]อาจเป็นผลจากการตกตะกอนโดยตรงกับพื้นผิวหนองน้ำโดยอิทธิพลของยอดหนองน้ำ[21] [22]
น้ำท่วมและตะกอนทับถมบนพื้นผิวหนองบึงยังได้รับความช่วยเหลือจากลำธารน้ำขึ้นน้ำลง[22]ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของหนองบึงน้ำเค็ม[6] [13] [17] [22] [23] รูปแบบ ที่คดเคี้ยวและคดเคี้ยว ของลำธารน้ำขึ้นน้ำลงเหล่านี้ ทำให้ระดับน้ำขึ้นน้ำลงและท่วมพื้นผิวหนองบึง รวมถึงระบายน้ำ[17]และอาจช่วยให้ตะกอนทับถมในปริมาณที่มากกว่าหนองบึงน้ำเค็มที่อยู่ติดกับมหาสมุทรเปิด[23]ตะกอนทับถมมีความสัมพันธ์กับขนาดของตะกอน ตะกอนที่มีความหนาจะทับถมในระดับความสูงที่สูงกว่า (ใกล้กับลำธาร) มากกว่าตะกอนที่มีความละเอียดกว่า (อยู่ห่างจากลำธาร) ขนาดของตะกอนมักมีความสัมพันธ์กับโลหะบางชนิด ดังนั้นลำธารน้ำขึ้นน้ำลงจึงสามารถส่งผลต่อการกระจายและความเข้มข้นของโลหะในหนองบึงน้ำเค็ม ซึ่งส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ[24]อย่างไรก็ตาม หนองน้ำเค็มไม่จำเป็นต้องมีลำธารน้ำขึ้นน้ำลงเพื่อให้ตะกอนไหลผ่านพื้นผิว[21]แม้ว่าหนองน้ำเค็มที่มีสัณฐานวิทยานี้ดูเหมือนจะได้รับการศึกษาค่อนข้างน้อย
ระดับความสูงของสายพันธุ์ในหนองบึงมีความสำคัญ สายพันธุ์ที่อยู่ในระดับความสูงที่ต่ำกว่าจะต้องเผชิญกับน้ำท่วมจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงบ่อยครั้งและยาวนานกว่า จึงมีโอกาสเกิดตะกอนทับถมมากขึ้น[20] [25]สายพันธุ์ที่อยู่ในระดับความสูงที่สูงกว่าจะได้รับประโยชน์จากโอกาสที่จะเกิดน้ำท่วมมากขึ้นในช่วงน้ำขึ้นสูงสุด เมื่อระดับน้ำที่เพิ่มสูงขึ้นและการไหลของน้ำบนผิวหนองบึงสามารถซึมเข้าไปในพื้นที่ภายในหนองบึงได้[22]
ชายฝั่งเป็นลักษณะทางธรรมชาติที่น่าดึงดูดใจมนุษย์อย่างมากด้วยความสวยงาม ทรัพยากร และการเข้าถึง ในปี 2002 คาดว่าประชากรมากกว่าครึ่งหนึ่งของโลกอาศัยอยู่ภายในระยะ 60 กม. จากแนวชายฝั่ง[2]ทำให้แนวชายฝั่งมีความเสี่ยงสูงต่อผลกระทบจากมนุษย์จากกิจกรรมประจำวันที่กดดันต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติโดยรอบ ในอดีต หนองน้ำเค็มถูกมองว่าเป็น "ดินแดนรกร้าง" ริมชายฝั่ง ทำให้เกิดการสูญเสียและการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของระบบนิเวศ เหล่านี้ ผ่านการฟื้นฟูที่ดินเพื่อการเกษตร การพัฒนาเมืองการผลิตเกลือและการพักผ่อนหย่อนใจ[7] [26] [27]ผลกระทบทางอ้อมจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่นการเพิ่มไนโตรเจนยังมีบทบาทสำคัญในพื้นที่หนองน้ำเค็ม หนองน้ำเค็มอาจตาย ได้ ในหนองน้ำที่สูงและตายได้ในหนองน้ำที่ต่ำ การศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2022 ประเมินว่าการสูญเสียน้ำเค็มจากหนองน้ำเค็มร้อยละ 22 ตั้งแต่ปี 1999 ถึง 2019 เกิดจากปัจจัยภายนอกโดยตรงของมนุษย์ ซึ่งหมายถึงกิจกรรมที่สังเกตได้ซึ่งเกิดขึ้นในบริเวณที่เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจพบ เช่น การเปลี่ยนไปสู่การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การเกษตร การพัฒนาชายฝั่ง หรือโครงสร้างทางกายภาพอื่นๆ[12]นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของน้ำเค็มร้อยละ 30 ในช่วงเวลาเดียวกันนี้ยังเกิดจากปัจจัยโดยตรง เช่น กิจกรรมการฟื้นฟูหรือการปรับเปลี่ยนชายฝั่งเพื่อส่งเสริมการแลกเปลี่ยนน้ำขึ้นน้ำลง[12]
การถมดินเพื่อการเกษตรโดยการเปลี่ยนพื้นที่หนองบึงให้เป็นพื้นที่สูงเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไปในประวัติศาสตร์[7] เขื่อนมักถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่และเพื่อป้องกันน้ำท่วมในพื้นที่ด้านใน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พื้นที่ลุ่มน้ำขึ้นน้ำลงก็ถูกถมดินขึ้นใหม่เช่นกัน[28]เป็นเวลาหลายศตวรรษสัตว์เลี้ยง เช่น แกะและวัวกินหญ้าบนพื้นที่หนองบึงน้ำเค็มที่อุดมสมบูรณ์[1] [29]การถมดินเพื่อการเกษตรส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมาย เช่น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพืช การตกตะกอน ความเค็ม การไหลของน้ำ การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและปริมาณสารอาหารที่มากเกินไป มีการพยายามหลายครั้งเพื่อขจัดปัญหาเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ในนิวซีแลนด์ หญ้าคอร์เดียนSpartina anglicaถูกนำมาจากอังกฤษเข้าสู่ ปาก แม่น้ำมานาวาตูในปี 1913 เพื่อพยายามถมดินบริเวณปากแม่น้ำเพื่อการเกษตร[8]การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากพื้นที่ลุ่มน้ำขึ้นน้ำลงโล่งเป็นพื้นที่สำหรับเลี้ยงสัตว์เป็นผลมาจากการตกตะกอนที่เพิ่มขึ้น และหญ้าคอร์เดียนก็ขยายออกไปยังปากแม่น้ำอื่นๆ ทั่วนิวซีแลนด์ พืชและสัตว์พื้นเมืองต้องดิ้นรนเอาชีวิตรอดในขณะที่พืชและสัตว์ต่างถิ่นแข่งขันกับพวกมันได้ ปัจจุบันมีการพยายามกำจัดหญ้าสายพันธุ์คอร์ดแกรสเหล่านี้ออกไป เนื่องจากเริ่มมีการรับรู้ถึงความเสียหายที่เกิดขึ้นแล้ว
ในปากแม่น้ำบลีธในซัฟโฟล์คทางตะวันออกของอังกฤษ การฟื้นฟูพื้นที่ปากแม่น้ำตอนกลาง (หนองบึงแองเจิลและบูลแคมป์) ที่ถูกทิ้งร้างในช่วงทศวรรษปี 1940 ถูกแทนที่ด้วยพื้นที่ราบน้ำขึ้นน้ำลงที่มีดินอัดแน่นจากการใช้ทางการเกษตรทับถมด้วยโคลนบางๆ ในช่วง 60–75 ปีที่ผ่านมา พืชพรรณต่างๆ มีจำนวนน้อยมาก และเกิดจากการรวมกันของระดับความสูงของผิวดินที่ต่ำเกินกว่าที่พืชบุกเบิกจะเติบโตได้ และการระบายน้ำที่ไม่ดีจากดินเกษตรที่อัดแน่นซึ่งทำหน้าที่เป็นน้ำคร่ำ[ 30]ดินบนบกที่มีลักษณะนี้จำเป็นต้องปรับจากน้ำจืดเป็นน้ำเค็มระหว่างช่องว่างโดยการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและโครงสร้างของดิน ร่วมกับตะกอนปากแม่น้ำที่ตกตะกอนใหม่ ก่อนที่พืชพรรณในหนองบึงน้ำเค็มจะเติบโตได้[14]โครงสร้างพืชพรรณ ความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์ และองค์ประกอบของชุมชนพืชในหนองบึงน้ำเค็มที่ฟื้นฟูตามธรรมชาติบนพื้นที่เกษตรกรรมที่ฟื้นฟูสามารถนำมาเปรียบเทียบกับหนองบึงน้ำเค็มอ้างอิงที่อยู่ติดกันเพื่อประเมินความสำเร็จในการฟื้นฟูหนองบึงน้ำ[31]
การเพาะปลูกในพื้นที่ที่อยู่เหนือหนองน้ำเค็มอาจทำให้มีตะกอนเพิ่มขึ้นและเพิ่มอัตราการรวมตัวของตะกอนหลักในพื้นที่น้ำขึ้นน้ำลง ทำให้สายพันธุ์บุกเบิกสามารถแพร่กระจายไปยังพื้นที่น้ำขึ้นน้ำลงได้มากขึ้นและเติบโตอย่างรวดเร็วเหนือระดับน้ำขึ้นน้ำลง เป็นผลให้พื้นผิวหนองน้ำในระบบนี้อาจมีหน้าผาสูงชันที่ขอบทะเล[32]ที่ปากแม่น้ำพลัม รัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐอเมริกา) แกนชั้นหินเผยให้เห็นว่าในช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 หนองน้ำได้ยกระดับขึ้นเหนือสภาพแวดล้อมที่มีน้ำขึ้นน้ำลงและโคลนราบจนมีพื้นที่เพิ่มขึ้นจาก 6 ตารางกิโลเมตรเป็น 9 ตารางกิโลเมตรหลังจากที่ผู้ตั้งถิ่นฐานชาวอังกฤษได้ทำลายป่าในพื้นที่ที่อยู่เหนือน้ำขึ้นน้ำลง และเพิ่มอัตราการสร้างตะกอน[33]
การเปลี่ยนพื้นที่หนองบึงให้เป็นพื้นที่สูงเพื่อการเกษตรในศตวรรษที่ผ่านมาถูกบดบังด้วยการเปลี่ยนพื้นที่เพื่อการพัฒนาเมือง เมืองชายฝั่งทะเลทั่วโลกได้รุกล้ำเข้าไปในพื้นที่หนองบึงน้ำเค็มในอดีต และในสหรัฐอเมริกา เมืองต่างๆ จำนวนมากหันไปใช้พื้นที่หนองบึงน้ำเค็มเป็นสถานที่กำจัดขยะ มลพิษจากสารอินทรีย์ สารอนินทรีย์ และสารพิษจากการพัฒนาเมืองหรืออุตสาหกรรมเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นทั่วโลก[28]และตะกอนในหนองบึงน้ำเค็มอาจก่อให้เกิดมลพิษนี้ขึ้นโดยมีผลเป็นพิษต่อพืชและสัตว์[32]การพัฒนาหนองบึงน้ำเค็มในเมืองชะลอตัวลงตั้งแต่ประมาณปี 1970 เนื่องจากกลุ่มสิ่งแวดล้อมตระหนักมากขึ้นว่าหนองบึงน้ำเค็มให้บริการทางระบบนิเวศที่ มีประโยชน์ [7] หนองบึงน้ำเค็มเป็น ระบบนิเวศที่มีผลผลิตสูงและเมื่อวัดผลผลิตสุทธิเป็นกรัมต่อ ตารางเมตร ต่อปีจะเท่ากับป่าฝนเขตร้อนเท่านั้น[28]นอกจากนี้ หนองบึงน้ำเค็มยังช่วยลดการกัดเซาะคลื่นบนกำแพงกันคลื่นที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องพื้นที่ลุ่มน้ำต่ำจากการกัดเซาะคลื่น[14]
การทำให้ขอบเขตของหนองน้ำเค็มที่อยู่บนบกเสื่อมโทรมลงจากการบุกรุกจากเมืองหรืออุตสาหกรรมอาจส่งผลเสียได้ ในปากแม่น้ำเอวอน-ฮีธโคต/อิฮูไท ประเทศนิวซีแลนด์ความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์และคุณสมบัติทางกายภาพของขอบโดยรอบมีความเชื่อมโยงกันอย่างแน่นแฟ้น และพบว่าหนองน้ำเค็มส่วนใหญ่อาศัยอยู่ตามพื้นที่ที่มีขอบตามธรรมชาติในทางออกของแม่น้ำเอวอน/โอตาคาโรและโอปาวาโฮ/ฮีธโคต ในทางกลับกัน ขอบเทียมมีพืชในหนองน้ำเพียงเล็กน้อยและมีการถอยร่นลงสู่พื้นดินอย่างจำกัด[34]หนองน้ำที่เหลือโดยรอบพื้นที่ในเมืองเหล่านี้ยังอยู่ภายใต้แรงกดดันมหาศาลจากประชากรมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ทำให้ไนโตรเจนเข้มข้นขึ้นในแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้ การโหลดไนโตรเจนผ่านการใช้ของมนุษย์ส่งผลทางอ้อมต่อหนองน้ำเค็ม ส่งผลให้โครงสร้างพืชเปลี่ยนแปลงไปและสายพันธุ์ต่างถิ่นเข้ามารุกราน[18]
ผลกระทบจากมนุษย์ เช่น น้ำเสีย น้ำไหลบ่าในเมือง ของเสียจากการเกษตรและอุตสาหกรรม ไหลลงสู่หนองบึงจากแหล่งใกล้เคียง หนองบึงน้ำเค็มมีไนโตรเจนจำกัด[18] [35]และด้วยระดับสารอาหารที่เข้าสู่ระบบจากผลกระทบจากมนุษย์ ที่เพิ่มขึ้น พันธุ์พืชที่เกี่ยวข้องกับหนองบึงน้ำเค็มจึงถูกปรับโครงสร้างใหม่ผ่านการเปลี่ยนแปลงในการแข่งขัน[7]ตัวอย่างเช่น หนองบึงน้ำเค็มในนิวอิงแลนด์กำลังประสบกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพืช โดยที่S. alternifloraกำลังแพร่กระจายจากหนองบึงด้านล่างซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ขึ้นไปยังเขตหนองบึงด้านบน[18]นอกจากนี้ ในหนองบึงเดียวกัน ต้นกกPhragmites australisได้รุกรานพื้นที่และขยายไปยังหนองบึงด้านล่างและกลายเป็นสายพันธุ์ที่โดดเด่นP. australisเป็นพืชฮาโลไฟต์ที่ก้าวร้าวซึ่งสามารถรุกรานพื้นที่ที่ถูกรบกวนในจำนวนมากเพื่อแย่งชิงพืชพื้นเมือง[7] [36] [37]การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพนี้ไม่เพียงแต่เกิดขึ้นในกลุ่มพืชเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในสัตว์หลายชนิด เช่น แมลงและนก เนื่องจากที่อยู่อาศัยและแหล่งอาหารของสัตว์เหล่านี้เปลี่ยนไป
เนื่องมาจากน้ำแข็งในทะเลอาร์กติกละลายและมหาสมุทรขยายตัวเนื่องจากความร้อน อันเป็นผลจากภาวะโลกร้อน ระดับน้ำทะเลจึงเริ่มสูงขึ้น เช่นเดียวกับแนวชายฝั่งทั้งหมด คาดว่าระดับน้ำที่สูงขึ้นนี้จะส่งผลเสียต่อหนองน้ำเค็ม โดยทำให้เกิดน้ำท่วมและกัดเซาะ[38] [10]การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทำให้มีเขตน้ำเปิดมากขึ้นภายในหนองน้ำเค็ม เขตน้ำเหล่านี้ทำให้เกิดการกัดเซาะตามขอบหนองน้ำ ส่งผลให้หนองน้ำเค็มกัดเซาะจนกลายเป็นน้ำเปิดมากขึ้นจนหนองน้ำทั้งหมดสลายตัว[39]
แม้ว่าหนองน้ำเค็มจะอ่อนไหวต่อภัยคุกคามจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น แต่ก็เป็นระบบนิเวศชายฝั่งที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว หนองน้ำเค็มอาจมีศักยภาพที่จะรักษาระดับน้ำทะเลให้สูงขึ้นได้ โดยภายในปี 2100 ระดับน้ำทะเลเฉลี่ยอาจเพิ่มขึ้นระหว่าง 0.6 ถึง 1.1 เมตร[40]หนองน้ำเค็มอ่อนไหวต่อทั้งการกัดเซาะและการทับถม ซึ่งมีบทบาทในสิ่งที่เรียกว่าการตอบสนองทางชีวธรณีสัณฐาน[41]พืชในหนองน้ำเค็มจะจับตะกอนเพื่อให้คงอยู่ในระบบ ซึ่งจะทำให้พืชเจริญเติบโตได้ดีขึ้น และพืชจะดักจับตะกอนได้ดีขึ้นและสะสมอินทรียวัตถุได้มากขึ้น วงจรป้อนกลับเชิงบวกนี้อาจทำให้ระดับของหนองน้ำเค็มสูงขึ้นตามอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลได้[40]อย่างไรก็ตาม การตอบสนองนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ผลผลิตของพืช อุปทานของตะกอน การทรุดตัวของแผ่นดิน การสะสมชีวมวล และความรุนแรงและความถี่ของพายุ[40]จากการศึกษาที่ตีพิมพ์โดย Ü SN Best ในปี 2018 [40]พบว่าการสะสมทางชีวภาพเป็นปัจจัยอันดับหนึ่งในความสามารถของหนองน้ำเค็มในการรักษาระดับน้ำทะเลให้เท่าทัน ความสามารถในการฟื้นตัวของหนองน้ำเค็มขึ้นอยู่กับอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำในชั้นหินที่มากกว่าอัตราการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล มิฉะนั้น หนองน้ำเค็มจะถูกครอบงำและจมน้ำตาย
การสะสมชีวมวลสามารถวัดได้ในรูปแบบของการสะสมชีวมวลอินทรีย์เหนือพื้นดินและการสะสมสารอนินทรีย์ใต้พื้นดินโดยใช้การดักจับตะกอนและการตกตะกอนของตะกอนจากการแขวนลอย[42]พืชในหนองน้ำเค็มช่วยเพิ่มการตกตะกอนของตะกอนเนื่องจากทำให้ความเร็วของกระแสน้ำช้าลง ขัดขวางกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วน และช่วยกระจายพลังงานคลื่น พืชในหนองน้ำเค็มเป็นที่รู้จักในเรื่องความทนทานต่อการสัมผัสเกลือที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากน้ำท่วมขังทั่วไป พืชประเภทนี้เรียกว่าฮาโลไฟต์ ฮาโลไฟต์เป็นส่วนสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพของหนองน้ำเค็มและมีศักยภาพในการปรับตัวเข้ากับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น เมื่อระดับน้ำทะเลสูงขึ้น พืชในหนองน้ำเค็มอาจสัมผัสกับอัตราการท่วมขังบ่อยขึ้น และจะต้องปรับตัวหรือทนทานต่อระดับความเค็มที่เพิ่มขึ้นและสภาวะไร้อากาศที่ตามมา มีขีดจำกัดระดับความสูง (เหนือระดับน้ำทะเล) ร่วมกันสำหรับพืชเหล่านี้ในการอยู่รอด โดยที่ระดับใดที่ต่ำกว่าเส้นที่เหมาะสมจะทำให้ดินขาดออกซิเจนเนื่องจากการจมอยู่ใต้น้ำตลอดเวลา และที่สูงเกินไปเหนือเส้นนี้จะส่งผลให้ระดับความเค็มของดินเป็นอันตรายเนื่องจากอัตราการคายระเหยสูงอันเป็นผลจากการจมอยู่ใต้น้ำที่ลดลง[42] นอกจากการทับถมของตะกอนและชีวมวลในแนวตั้งแล้ว ยังต้องพิจารณาพื้นที่พักอาศัยสำหรับการเติบโตของพื้นที่หนองบึงด้วย พื้นที่พักอาศัยคือพื้นที่ที่พร้อมให้ตะกอนเพิ่มเติมสะสมและพืชในหนองบึงเพื่อขยายพันธุ์ในแนวขวาง[43]พื้นที่พักอาศัยในแนวขวางนี้มักถูกจำกัดด้วยโครงสร้างที่เกิดจากมนุษย์ เช่น ถนนริมชายฝั่ง กำแพงกันทะเล และรูปแบบอื่นๆ ของการพัฒนาพื้นที่ริมชายฝั่ง การศึกษาโดย Lisa M. Schile ที่ตีพิมพ์ในปี 2014 [44]พบว่าพื้นที่หนองบึงที่มีผลผลิตพืชสูงต้านทานต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลในระดับต่างๆ แต่ทั้งหมดถึงจุดที่พื้นที่พักอาศัยมีความจำเป็นต่อการอยู่รอดอย่างต่อเนื่อง การมีพื้นที่พักอาศัยช่วยให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยระดับกลางถึงสูงแห่งใหม่ และช่วยให้หนองบึงไม่ท่วมขัง
ก่อนหน้านี้ในศตวรรษที่ 20 เชื่อกันว่าการระบายน้ำออกจากหนองน้ำเค็มจะช่วยลด จำนวน ยุงเช่นยุงลายดำ ในพื้นที่หลายแห่ง โดยเฉพาะในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกา ประชาชนและหน่วยงานในท้องถิ่นและของรัฐขุดคูน้ำเป็นแนวตรงลึกลงไปในที่ราบหนองน้ำ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้คือการสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาคิลลี่ฟิช ปลาคิลลี่ฟิชเป็นสัตว์นักล่า ยุง ดังนั้นการสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยจึงนำไปสู่ประชากรยุงที่เพิ่มมากขึ้น และส่งผลเสียต่อนกที่ลุยน้ำซึ่งล่าปลาคิลลี่ฟิช คูน้ำเหล่านี้ยังคงมองเห็นได้แม้จะมีความพยายามในการเติมคูน้ำบางส่วน[45]
การดูดซึมไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นของสายพันธุ์หนองบึงเข้าไปในใบของพวกมันสามารถกระตุ้นให้ใบเติบโตตามความยาวที่จำเพาะสูงขึ้น และเพิ่ม อัตรา การกินพืชของปู ปูที่ขุดรูNeohelice granulataมักอาศัยอยู่ในหนองน้ำเค็มทางตะวันตกเฉียงใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติก ซึ่งประชากรที่มีความหนาแน่นสูงสามารถพบได้ในประชากรของสายพันธุ์หนอง บึง Spartina densifloraและSarcocornia perennisในทะเลสาบMar ChiquitaทางตอนเหนือของMar del Plataประเทศอาร์เจนตินา การกินพืช ของ Neohelice granulataเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากคุณค่าทางโภชนาการที่เพิ่มขึ้นของใบใน แปลง Spartina densiflora ที่ได้รับ ปุ๋ย เมื่อเปรียบเทียบกับแปลงที่ไม่ได้รับปุ๋ย ไม่ว่าจะใส่ปุ๋ยในแปลงหรือไม่ก็ตาม การที่Neohelice granulata เล็ม หญ้ายังช่วยลดอัตราการเจริญเติบโตของใบตามความยาวในฤดูร้อน ในขณะที่เพิ่ม อัตรา การแก่ชรา ตามความยาว ด้วย ซึ่งอาจได้รับความช่วยเหลือจากประสิทธิภาพของเชื้อราที่เพิ่มขึ้นต่อบาดแผลที่ปูทิ้งไว้[46]
หนองน้ำเค็มของเคปคอดรัฐแมสซาชูเซตส์ (สหรัฐอเมริกา) กำลังประสบกับการตายของหญ้าSpartina spp. (หญ้าเชือก) ที่ริมลำธาร ซึ่งปูSesarma reticulatum ระบุว่าเป็นสัตว์กินพืช จากการสำรวจหนองน้ำเค็ม 12 แห่งในเคปคอด พบว่า 10% - 90% ของริมลำธารพบหญ้าเชือกตายเนื่องจาก พื้นผิว ถูกขุดจนสึกกร่อนมากและมีรูปูหนาแน่น ประชากรหญ้าSesarma reticulatumเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจเป็นผลจากการเสื่อมโทรมของห่วงโซ่อาหารชายฝั่งในภูมิภาคนี้[47]พื้นที่โล่งที่หญ้าเชือกถูกทิ้งให้กินอย่างอุดมสมบูรณ์โดย ปู Sesarma reticulatumที่เคปคอด เหมาะสำหรับปูขุดรูอีกชนิดหนึ่ง คือUca pugnaxซึ่งไม่ทราบว่ากินพืชน้ำขนาดใหญ่การรบกวนทางชีวภาพอย่างรุนแรงของตะกอนหนองน้ำเค็มจากกิจกรรมการขุดรูของปูชนิดนี้ได้แสดงให้เห็นว่าลดความสำเร็จของ การงอกของเมล็ด Spartina alternifloraและSuaeda maritima อย่างมาก รวมถึงการอยู่รอดของต้นกล้าที่เติบโตได้ ไม่ว่าจะโดยการฝังหรือเปิดเมล็ด หรือการถอนรากถอนโคนหรือฝังต้นกล้าที่เติบโตแล้ว[48]อย่างไรก็ตาม การรบกวนทางชีวภาพโดยปูอาจมีผลในเชิงบวกเช่นกัน ในนิวซีแลนด์ ปูทะเลขุดรูHelice crassaได้รับชื่อที่สง่างามว่าเป็น "วิศวกรระบบนิเวศ" เนื่องจากความสามารถในการสร้างที่อยู่อาศัยใหม่และเปลี่ยนแปลงการเข้าถึงสารอาหารของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น โพรงของปูชนิดนี้เป็นช่องทางสำหรับการขนส่งออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำในโพรงผ่านตะกอนออกซิไดซ์ของผนังโพรงและเข้าไปใน ตะกอน ที่ไม่มีออกซิเจน โดยรอบ ซึ่งสร้างที่อยู่อาศัยที่สมบูรณ์แบบสำหรับแบคทีเรียที่หมุนเวียนไนโตรเจนพิเศษ แบคทีเรียที่ลดไนเตรต (ดีไนเตรต) เหล่านี้จะกินออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำในโพรงอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างชั้นโคลนออกซิไดซ์ที่บางกว่าชั้นโคลนที่ผิว วิธีนี้ช่วยให้สามารถแพร่กระจายไนโตรเจน (ในรูปของไนโตรเจนในรูปก๊าซ (N 2 )) ลงสู่แหล่งน้ำขึ้นน้ำลง ได้โดยตรงมากขึ้น [49]
ความเค็มที่แปรผัน สภาพอากาศ ระดับสารอาหาร และสภาวะไร้อากาศของหนองน้ำเค็มสร้างแรงกดดันการคัดเลือกที่รุนแรงต่อจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในหนองน้ำเค็ม ในหนองน้ำเค็ม จุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนสารอาหารและการประมวลผลทางชีวเคมี[50]จนถึงปัจจุบัน ชุมชนจุลินทรีย์ในหนองน้ำเค็มยังไม่พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเนื่องจากผลกระทบจากมนุษย์ แต่การวิจัยยังคงดำเนินต่อไป[51]เนื่องจากจุลินทรีย์มีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการต่างๆ ที่ดำเนินการและจุลินทรีย์ต่างๆ ที่มีอยู่ในหนองน้ำเค็ม หนองน้ำเค็มเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของเคโม(ลิโธ)ออโตโทรฟเฮ เท อโรโทรฟและโฟโตออโตโทร ฟ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีส่วนสนับสนุนบริการด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย เช่นการลดซัลเฟต ไน ตริฟิเค ชันการสลายตัวและปฏิสัมพันธ์ระหว่าง ไรโซส เฟียร์
เคมีออโตโทรฟหรือที่เรียกว่า เคมีอโตโทรฟ เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างพลังงานของตัวเองได้จากการใช้โมเลกุลอนินทรีย์และสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่นปล่องน้ำทะเลลึกหรือหนองน้ำเค็ม เนื่องจากไม่ต้องพึ่งพาแหล่งคาร์บอนอินทรีย์ภายนอกเพื่อการเจริญเติบโตและการอยู่รอด[52] [53]จุลินทรีย์แบคทีเรียเคมีออโตโทรฟบางชนิดที่พบในหนองน้ำเค็ม ได้แก่เบตาโปรตี โอแบคทีเรีย และแกมมาโปรตีโอแบคทีเรียซึ่งทั้งสองประเภทรวมถึงแบคทีเรียลดซัลเฟต (SRB) แบคทีเรียออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ (SOB) และแบคทีเรียออกซิไดซ์แอมโมเนีย (AOB) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนสารอาหารและการทำงานของระบบนิเวศ[54]
แบคทีเรียที่ทำหน้าที่สร้างสารเคมีในหนองน้ำเค็ม ได้แก่ แบคทีเรียที่ทำหน้าที่ลดซัลเฟต ในระบบนิเวศเหล่านี้ แบคทีเรียที่ทำ หน้าที่ลดซัลเฟตสามารถคืนแร่ ธาตุในตะกอนได้มากถึง 50% [55] แบคทีเรียที่ทำ หน้าที่ลดซัลเฟตส่วนใหญ่ในหนองน้ำเค็มมักเป็นเดลตาโปรตีโอแบคทีเรีย[55]ตัวอย่างของเดลตาโปรตีโอแบคทีเรียบางชนิดที่พบในหนองน้ำเค็ม ได้แก่ สกุลDesulfobulbus , DesulfuromonasและDesulfovibrio [55 ]
ความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของ chemolithoautotrophs ในหนองน้ำเค็มนั้นถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของสายพันธุ์พืชในระบบนิเวศหนองน้ำเค็มเป็นส่วนใหญ่[55] [56]พืชหนองน้ำเค็มแต่ละประเภทมีความยาวของฤดูกาลเติบโต ที่แตกต่างกัน อัตรา การสังเคราะห์แสงที่แตกต่างกันและทั้งหมดสูญเสียปริมาณอินทรียวัตถุไปยังมหาสมุทรที่แตกต่างกัน ส่งผลให้ปริมาณคาร์บอนเข้าสู่ระบบนิเวศแตกต่างกัน ผลการทดลองที่ทำในหนองน้ำเค็มในปากแม่น้ำแยงซีในประเทศจีน[55]แสดงให้เห็นว่าทั้งความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์และความอุดม สมบูรณ์ทั้งหมด ของชุมชนแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตเพิ่มขึ้นเมื่อมีการนำพืชชนิดใหม่S. alternifloraที่มีปริมาณคาร์บอนเข้าสู่ระบบนิเวศสูงกว่าเข้ามา[55]แม้ว่า chemolithotrophs จะผลิตคาร์บอนของตัวเอง แต่พวกมันยังคงขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนจากหนองน้ำเค็มเนื่องจากผลกระทบทางอ้อมที่มีต่อปริมาณของตัวให้อิเล็กตรอน ที่มีชีวิต เช่น สารประกอบซัลเฟอร์ที่ลดลง[57]ความเข้มข้นของสารประกอบซัลเฟอร์ที่ลดลง รวมถึงสารให้อิเล็กตรอน ที่เป็นไปได้อื่นๆ จะเพิ่มขึ้นตามการย่อยสลาย ของสารอินทรีย์มากขึ้น (โดยสิ่งมีชีวิตอื่นๆ) ดังนั้น หากระบบนิเวศมีสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้มากขึ้น เช่น พืชที่มีอัตราการสังเคราะห์แสงและการทิ้งขยะสูง ก็จะมีสารให้อิเล็กตรอน มากขึ้น สำหรับแบคทีเรีย และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถทำการรีดักชันซัลเฟตได้มากขึ้น เป็นผลให้ แบคทีเรียที่ทำการรีดักชันซัลเฟต มี มากขึ้น พบว่า พืชหนองน้ำเค็มที่มีอัตราการสังเคราะห์แสงสูงและอัตราการทิ้งขยะสูงอย่างS. alternifloraสามารถทนต่อความเข้มข้นของซัลเฟอร์ที่สูงในดิน ซึ่งโดยปกติแล้วจะค่อนข้างเป็นพิษต่อพืช[58]
ความอุดมสมบูรณ์ของเคมีอโตโทรปในหนองน้ำเค็มยังแตกต่างกันไปตามเวลาเนื่องมาจากการพึ่งพาปริมาณคาร์บอนอินทรีย์จากพืชในระบบนิเวศบ้าง เนื่องจากพืชเติบโตมากที่สุดตลอดฤดูร้อนและมักจะเริ่มสูญเสียชีวมวลไปในช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วง ดังนั้น ปริมาณอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายสูงสุดจึงอยู่ในฤดูใบไม้ร่วง ดังนั้น ตามฤดูกาล ปริมาณเคมีอโตโทรปในหนองน้ำเค็มจึงสูงที่สุดในช่วงฤดูใบไม้ร่วง[55]
หนองน้ำเค็มเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับแบคทีเรียที่ลดซัลเฟต แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตมักจะอาศัยอยู่ใน สภาวะ ที่ไม่มีออกซิเจนเช่น ในหนองน้ำเค็ม เนื่องจากแบคทีเรียเหล่านี้ต้องการสารประกอบที่ลดซัลเฟตเพื่อผลิตพลังงาน[58]เนื่องจากมีอัตราการตกตะกอน สูง และมีปริมาณอินทรียวัตถุ สูง สภาวะของตะกอนจึงมักจะอยู่ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนเสมอ อย่างไรก็ตาม สภาวะทั่วทั้งหนองน้ำเค็ม (เหนือตะกอน) ไม่ใช่สภาวะที่ไม่มีออกซิเจนอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ที่นี่จะต้องมีความทนทานต่อออกซิเจนในระดับหนึ่ง สิ่งมีชีวิตที่อาศัยนอกหรือบนพื้นผิวของตะกอนหลายชนิดก็แสดงลักษณะนี้เช่นกัน[58]
แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตมีบทบาทสำคัญในการรีไซเคิลสารอาหารและลด ระดับมลพิษ ไนเตรตเนื่องจากมนุษย์ได้เพิ่มไนเตรต ในปริมาณที่ไม่สมดุล ลงในน้ำชายฝั่ง หนองน้ำเค็มจึงเป็นหนึ่งในระบบนิเวศที่ มลพิษ ไนเตรตยังคงเป็นปัญหา[59]การเพิ่มไนเตรตในน้ำจะเพิ่มการลดไนเตรตรวมถึงการสลายตัว ของ จุลินทรีย์และผลผลิตขั้นต้น[59]อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียที่ลดซัลเฟตและออกซิไดซ์มีบทบาทในการกำจัดไนเตรต ส่วนเกิน ออกจากน้ำเพื่อป้องกันยูโทรฟิเคชัน [ 59]เนื่องจากแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตอยู่ในน้ำและตะกอนจึงมักจะมีโมเลกุลของซัลเฟอร์ที่ลดซัลเฟตจำนวนมาก ซัลเฟตที่ลดซัลเฟตเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับไนเตรต ส่วนเกิน ในน้ำ ทำให้ไนเตรตลดลงและออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ ที่ลดซัลเฟต [59]จากผลของการเพิ่มปริมาณไนเตรตในมนุษย์ คาดการณ์ได้ว่าแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์ซัลเฟอร์ซึ่งลดไนเตรตด้วยจะเพิ่มปริมาณที่สัมพันธ์กับแบคทีเรียที่ลดซัลเฟอร์[59]
ในหนองน้ำเค็มแบคทีเรียไนตริไฟเออร์ที่สร้างปฏิกิริยาเคมีออโตโทรฟิกยังถูกระบุบ่อยครั้ง รวมถึงเบตาโปรตีโอแบคทีเรียแอมโมเนียออกซิไดเซอร์ เช่น ไนโตรโซโมนัส และไนโตรโซสไปรา [54] แม้ว่าจะพบว่าอาร์เคียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนีย( AOA ) มีมากกว่าแบคทีเรียที่ออกซิไดซ์แอมโมเนียม (AOB) ในสภาพแวดล้อมของหนองน้ำเค็ม ซึ่งส่วนใหญ่มาจาก กลุ่ม Crenarchaeotaแต่ AOB ก็มีบทบาทสำคัญในสภาพแวดล้อมของหนองน้ำเค็มด้วยเช่นกัน[60] [61]การเพิ่มขึ้นของความเค็มของหนองน้ำมีแนวโน้มที่จะสนับสนุน AOB ในขณะที่ระดับออกซิเจนที่สูงขึ้นและอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนที่ต่ำลงจะสนับสนุน AOA [62] AOB เหล่านี้มีความสำคัญในการเร่งปฏิกิริยาขั้นตอนที่จำกัดอัตราภายใน กระบวนการ ไนตริไฟ เออร์ โดยใช้แอมโมเนียมโมโนออกซิเจเนส (AMO) ที่ผลิตจากamoAเพื่อแปลงแอมโมเนียม (NH4+) ให้เป็นไนไตรต์ (NO2-) [63]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ภายในชั้นของBetaproteobacteria Nitrosomonas aestuarii Nitrosomonas marinaและNitrosospira ureaeมีการแพร่กระจายอย่างมากในสภาพแวดล้อมของหนองน้ำเค็ม ในทำนองเดียวกัน ภายในชั้นของGammaproteobacteria Nitrosococcus spp. เป็น AOB ที่สำคัญในหนองน้ำ[ 64]
ความอุดมสมบูรณ์ของสารเคมีอโตโทรป เหล่านี้ แตกต่างกันไปตามระดับความเค็มที่มีอยู่ในหนองน้ำเค็ม: ไนโต รโซโมนา พบได้บ่อยกว่าในบริเวณที่มีความเค็มต่ำหรือบริเวณน้ำจืด ในขณะที่ไนโตรโซส ไปราพบได้มากใน บริเวณที่มีเกลือสูง[54]นอกจากนี้ ความอุดมสมบูรณ์ของไนโตรเจนคงที่ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ยังส่งผลอย่างสำคัญต่อการกระจายตัวของเบตาโปรตีโอแบคทีเรียภายในหนองน้ำเค็ม: ไนโตรโซโมนาพบได้มากยิ่งกว่าในบริเวณที่มีไนโตรเจนและคาร์บอนสูง ในขณะที่ไนโตรโซสไปราพบได้มากในบริเวณที่มีไนโตรเจนและคาร์บอนต่ำ[54]นอกจากนี้ ปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ค่า pH ผลผลิตขั้นต้นสุทธิ และบริเวณที่ขาดออกซิเจนอาจจำกัดไนตริฟิเคชัน และจึงส่งผลกระทบอย่างสำคัญต่อการกระจายตัวของไนตริฟิเคชัน[65]
บทบาทของไนตริฟิเคชั่นโดย AOB ในหนองบึงน้ำเค็มเชื่อมโยงแอมโมเนียที่ผลิตขึ้นจากแร่ธาตุของสารประกอบไนโตรเจนอินทรีย์กับกระบวนการออกซิเดชันของไนโตรเจน อย่างสำคัญ [66]นอกจากนี้ ออกซิเดชันของไนโตรเจนยังมีความสำคัญต่อการกำจัดไนเตรตเป็นก๊าซไนโตรเจนที่เร่งปฏิกิริยาโดยตัวแยก ไนเตรต จากสภาพแวดล้อมของหนองบึง[66]ดังนั้น AOB จึงมีบทบาททางอ้อมในการกำจัดไนโตรเจนสู่ชั้นบรรยากาศ[66]
ชุมชนโฟโตออโตโทรฟแบคทีเรียของหนองน้ำเค็มประกอบด้วยไซยาโนแบคทีเรียแบคทีเรียสีม่วงและแบคทีเรียกำมะถันสีเขียว เป็น หลัก[67]
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นตัวตรึงไนโตรเจนที่สำคัญในหนองน้ำเค็ม และให้ไนโตรเจนแก่สิ่งมีชีวิต เช่น ไดอะตอมและสาหร่ายขนาดเล็ก[68]
ออกซิเจนยับยั้งการสังเคราะห์แสงในแบคทีเรียสีม่วง ซึ่งทำให้ปากแม่น้ำเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่ดีสำหรับแบคทีเรียเหล่านี้ เนื่องจากมีปริมาณออกซิเจนต่ำและมีแสงในระดับสูง ทำให้การสังเคราะห์แสงของแบคทีเรียเหล่านี้เหมาะสมที่สุด[69] [70]ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน เช่น หนองน้ำเค็ม จุลินทรีย์หลายชนิดต้องใช้ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนระหว่างการหายใจของเซลล์แทนออกซิเจน ทำให้ผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นผลพลอยได้ จำนวนมาก [71] [72]แม้ว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์จะเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ แต่แบคทีเรียสีม่วงต้องการซัลไฟด์ในการเจริญเติบโต และจะเผาผลาญให้เป็นซัลเฟตหรือซัลเฟอร์ และด้วยการทำเช่นนี้ สิ่งมีชีวิตอื่นจึงสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษได้[69]แบคทีเรียสีม่วงสามารถจำแนกได้อีกว่าเป็นแบคทีเรียซัลเฟอร์สีม่วงหรือแบคทีเรียที่ไม่ใช่ซัลเฟอร์สีม่วง แบคทีเรียซัลเฟอร์สีม่วงทนต่อซัลไฟด์ได้ดีกว่าและเก็บซัลเฟอร์ที่สร้างขึ้นไว้ภายในเซลล์ ในขณะที่แบคทีเรียที่ไม่ใช่ซัลเฟอร์สีม่วงจะขับซัลเฟอร์ที่พวกมันสร้างขึ้นออกมา
แบคทีเรียกำมะถันสีเขียว ( Chlorobiaceae ) เป็นแบคทีเรียโฟโตออโตโทรฟิกที่ใช้ซัลไฟด์และไทโอซัลเฟตในการเจริญเติบโต โดยผลิตซัลเฟตในกระบวนการนี้[73]แบคทีเรียเหล่านี้ปรับตัวได้ดีกับการสังเคราะห์แสงในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อยด้วย เม็ดสี แบคทีเรียคลอโรฟิลล์ a, c, d และ e เพื่อช่วยให้พวกมันดูดซับความยาวคลื่นของแสงที่สิ่งมีชีวิตอื่นทำไม่ได้ เมื่ออยู่ร่วมกับแบคทีเรียสีม่วง พวกมันมักจะครอบครองความลึกที่ต่ำกว่าเนื่องจากพวกมันทนต่อออกซิเจนได้น้อยกว่า แต่สามารถสังเคราะห์แสงได้ดีกว่า
เชื้อราไมคอร์ไรซาบางชนิดเช่นไมคอร์ไรซาอาร์บัสคูลาร์มีความเกี่ยวข้องกับพืชหนองน้ำเค็มอย่างกว้างขวาง และอาจช่วยให้พืชเจริญเติบโตในดินหนองน้ำเค็มที่อุดมไปด้วยโลหะหนักได้ โดยลดการดูดซึมโลหะหนักเข้าสู่พืช แม้ว่าจะยังไม่สามารถระบุกลไกที่แน่ชัดได้ก็ตาม[74]
จากการตรวจสอบDNA ของไรโบโซม 16Sที่พบใน ปากแม่น้ำ แยงซีพบว่าแบคทีเรียที่พบมากที่สุดในไรโซสเฟียร์คือโปรตีโอแบคทีเรียเช่นเบตาโปรตีโอแบคทีเรียแกมมาโปรตีโอแบคทีเรีย เดลตาโปรตีโอ แบคทีเรีย และเอปซิลอนโปรตีโอแบคทีเรีย[75]สายพันธุ์ที่แพร่หลายดังกล่าวมีไรโบไทป์คล้ายกับเชื้อก่อโรคในสัตว์อย่าง S. marcescensและอาจเป็นประโยชน์ต่อพืช เนื่องจากแบคทีเรียสามารถย่อยไคตินให้เป็นคาร์บอนและไนโตรเจนที่พืชสามารถใช้ได้[76]นอกจากนี้ ยังพบแอกติโนแบคทีเรียในไรโซสเฟียร์ของพืชในหนองน้ำเค็มชายฝั่ง และช่วยให้พืชเจริญเติบโตโดยช่วยให้พืชดูดซับสารอาหารได้มากขึ้นและหลั่งสารต่อต้านจุลินทรีย์ ในมณฑลเจียงซู ประเทศจีน แอคติโนแบคทีเรียจากกลุ่มย่อยPseudonocardineae , Corynebacterineae , Propionibacterineae , Streptomycineae , Micromonosporineae , StreptosporangineaeและMicrococcineaeได้รับการเพาะเลี้ยงและแยกออกจากดินไรโซสเฟียร์[77]
กระบวนการสำคัญอีกประการหนึ่งในหนองน้ำเค็มที่เกิดจากจุลินทรีย์คือกิจกรรมการย่อยสลายของจุลินทรีย์ วงจรสารอาหารในหนองน้ำเค็มได้รับการส่งเสริมอย่างมากโดยชุมชนแบคทีเรียและเชื้อราที่อาศัยอยู่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคืนแร่ธาตุให้กับสารอินทรีย์ การศึกษาเกี่ยวกับการย่อยสลายหญ้าในหนองน้ำเค็มSpartina alternifloraได้แสดงให้เห็นว่าการเข้ามาตั้งรกรากของเชื้อราเป็นจุดเริ่มต้นของกระบวนการย่อยสลาย ซึ่งจากนั้นจะดำเนินการเสร็จสิ้นโดยชุมชนแบคทีเรีย[78]คาร์บอนจากSpartina alternifloraสามารถเข้าถึงห่วงโซ่อาหารของหนองน้ำเค็มได้ส่วนใหญ่ผ่านชุมชนแบคทีเรียเหล่านี้ ซึ่งจากนั้นจะถูกกินโดยสัตว์กินแบคทีเรีย [ 79]แบคทีเรียมีหน้าที่ในการย่อยสลาย วัสดุ ลิกโนเซลลูโลส สูงถึง 88% ในหนองน้ำเค็ม[79]อย่างไรก็ตาม พบว่าประชากรเชื้อราครอบงำประชากรแบคทีเรียในช่วงฤดูหนาว[80]
เชื้อราที่ประกอบเป็นชุมชนการย่อยสลายในหนองน้ำเค็มมาจากไฟลัมแอสโคไมโคตาโดยมี 2 ชนิดที่พบมากที่สุดคือPhaeosphaeria spartinicolaและMycosphaerella sp. สายพันธุ์ 2 [78]ในแง่ของแบคทีเรีย กลุ่ม อัลฟาโปรตีโอแบคทีเรียเป็นกลุ่มที่พบมากที่สุดในสภาพแวดล้อมของหนองน้ำเค็มที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมการย่อยสลาย[78]การขยายพันธุ์ของPhaeosphaeria spartinicolaเกิดขึ้นผ่านแอสโคสปอร์ที่ปล่อยออกมาเมื่อพืชโฮสต์เปียกจากน้ำขึ้นสูงหรือฝนตก[81]
ตั้งแต่นั้นมา การรับรู้เกี่ยวกับหนองน้ำเค็มในอ่าวในฐานะ "ดินแดนรกร้าง" ริมชายฝั่งก็เปลี่ยนไป โดยยอมรับว่าหนองน้ำเค็มเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีผลผลิตทางชีวภาพมากที่สุดแห่งหนึ่งในโลก เทียบได้กับป่าฝนเขตร้อนหนองน้ำเค็มมีความสำคัญทางนิเวศวิทยา โดยเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของปลาอพยพพื้นเมือง และทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารที่ปลอดภัยและแหล่งอนุบาล[27]ปัจจุบัน หนองน้ำเค็มได้รับการคุ้มครองโดยกฎหมายในหลายประเทศเพื่อป้องกันการสูญเสียแหล่งที่อยู่อาศัยที่สำคัญทางนิเวศวิทยาเหล่านี้[82]ในสหรัฐอเมริกาและยุโรป หนองน้ำเค็มได้รับการคุ้มครองในระดับสูงโดยพระราชบัญญัติน้ำสะอาดและคำสั่งเกี่ยวกับแหล่งที่อยู่อาศัยตามลำดับ ด้วยผลกระทบของแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้และความสำคัญของแหล่งที่อยู่อาศัยที่ตระหนักในปัจจุบัน ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการฟื้นฟูหนองน้ำเค็มผ่านการล่าถอยที่จัดการหรือการฟื้นฟูที่ดินจึงเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ประเทศในเอเชียหลายประเทศ เช่น จีน ยังคงต้องตระหนักถึงคุณค่าของหนองน้ำเค็ม ด้วยจำนวนประชากรที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและการพัฒนาอย่างเข้มข้นตามแนวชายฝั่ง มูลค่าของหนองน้ำเค็มจึงมักถูกละเลย และที่ดินยังคงถูกเรียกคืน[7]
Bakker et al. (1997) [83]เสนอทางเลือกสองทางสำหรับการฟื้นฟูหนองน้ำเค็ม ทางเลือกแรกคือละทิ้งการแทรกแซงของมนุษย์ทั้งหมดและปล่อยให้หนองน้ำเค็มเติบโตตามธรรมชาติ โครงการฟื้นฟูประเภทนี้มักจะไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากพืชพรรณมีแนวโน้มที่จะดิ้นรนเพื่อกลับคืนสู่โครงสร้างเดิม และวัฏจักรน้ำขึ้นน้ำลงตามธรรมชาติจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพื้นดิน ทางเลือกที่สองที่ Bakker et al. (1997) [83] เสนอ คือการฟื้นฟูแหล่งที่อยู่อาศัยที่ถูกทำลายให้กลับสู่สภาพธรรมชาติไม่ว่าจะที่สถานที่เดิมหรือแทนที่ที่สถานที่อื่น ภายใต้สภาพธรรมชาติ การฟื้นฟูอาจใช้เวลา 2–10 ปีหรืออาจจะนานกว่านั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะและระดับของการรบกวนและความสมบูรณ์ของหนองน้ำที่เกี่ยวข้อง[82]หนองน้ำในระยะเริ่มต้นของการพัฒนาจะฟื้นตัวได้เร็วกว่าหนองน้ำที่เติบโตเต็มที่[82]เนื่องจากมักเป็นกลุ่มแรกที่เข้ามาตั้งรกรากในพื้นดิน สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการฟื้นฟูมักทำได้เร็วขึ้นด้วยการปลูกพืชพื้นเมืองใหม่
แนวทางสุดท้ายนี้มักจะใช้ได้ผลดีที่สุดและมักจะประสบความสำเร็จมากกว่าการปล่อยให้พื้นที่ฟื้นตัวตามธรรมชาติ หนองน้ำเค็มในรัฐคอนเนตทิคัตในสหรัฐอเมริกาเป็นพื้นที่ที่สูญเสียจากการถมและขุดลอกมาเป็นเวลานานแล้ว ในปีพ.ศ. 2512 ได้มีการนำพระราชบัญญัติพื้นที่ชุ่มน้ำขึ้นน้ำลงมาใช้ ซึ่งได้ยุติการปฏิบัตินี้[37]แต่ถึงแม้จะมีการนำพระราชบัญญัตินี้มาใช้ ระบบก็ยังคงเสื่อมโทรมลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของการไหลของน้ำขึ้นน้ำลง พื้นที่หนึ่งในคอนเนตทิคัตคือหนองน้ำบนเกาะบาร์น หนองน้ำเหล่านี้ถูกกั้นคันดินแล้วจึงถูกกักเก็บด้วยหนองน้ำเค็มและน้ำกร่อยในช่วงปีพ.ศ. 2489–2509 [37]ส่งผลให้หนองน้ำเปลี่ยนไปเป็นน้ำจืดและถูกครอบงำโดยพืชรุกรานอย่างP. australis , Typha angustifoliaและT. latifoliaซึ่งมีความเชื่อมโยงทางนิเวศวิทยากับพื้นที่เพียงเล็กน้อย[37]
ในปีพ.ศ. 2523 ได้มีการนำแผนการฟื้นฟูมาใช้ ซึ่งปัจจุบันได้ดำเนินการมาแล้วกว่า 20 ปี[37]แผนนี้มุ่งหวังที่จะเชื่อมต่อหนองบึงกลับคืนมาโดยคืนการไหลของน้ำขึ้นน้ำลงพร้อมกับหน้าที่และลักษณะทางนิเวศวิทยาของหนองบึงให้กลับคืนสู่สภาพเดิม ในกรณีของเกาะบาร์น ได้มีการเริ่มต้นการลดจำนวนสปีชีส์รุกราน โดยฟื้นฟูพืชพรรณในหนองบึงน้ำขึ้นน้ำลงพร้อมกับสปีชีส์สัตว์ เช่น ปลาและแมลง ตัวอย่างนี้ชี้ให้เห็นว่าต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการฟื้นฟูระบบหนองบึงน้ำเค็มอย่างมีประสิทธิภาพ ระยะเวลาในการฟื้นฟูหนองบึงน้ำเค็มขึ้นอยู่กับระยะการพัฒนาของหนองบึง ชนิดและขอบเขตของการรบกวน ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ และปัจจัยความเครียดทางสิ่งแวดล้อมและทางสรีรวิทยาต่อพืชและสัตว์ที่เกี่ยวข้องกับหนองบึง
แม้ว่าจะมีความพยายามอย่างมากในการฟื้นฟูหนองน้ำเค็มทั่วโลก แต่จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม มีอุปสรรคและปัญหามากมายที่เกี่ยวข้องกับการฟื้นฟูหนองน้ำเค็มซึ่งต้องมีการติดตามตรวจสอบในระยะยาวอย่างรอบคอบ ควรทำความเข้าใจและตรวจสอบข้อมูลเกี่ยวกับส่วนประกอบทั้งหมดของระบบนิเวศหนองน้ำเค็ม ตั้งแต่การตกตะกอน สารอาหาร และอิทธิพลของกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ไปจนถึงรูปแบบพฤติกรรมและความทนทานของพืชและสัตว์[82]เมื่อเข้าใจกระบวนการเหล่านี้ดีขึ้น ไม่ใช่แค่ในระดับท้องถิ่นเท่านั้น แต่ในระดับโลก ก็สามารถดำเนินการจัดการและฟื้นฟูที่สมเหตุสมผลและเป็นรูปธรรมมากขึ้นเพื่อรักษาหนองน้ำอันทรงคุณค่าเหล่านี้และฟื้นฟูให้กลับคืนสู่สภาพเดิม
แม้ว่ามนุษย์จะอาศัยอยู่ตามแนวชายฝั่ง แต่ก็ยังคงมีความเสี่ยงที่การรบกวนที่เกิดจากฝีมือมนุษย์จะเกิดขึ้นได้เสมอ แม้ว่าเราจะมีแผนจะดำเนินการฟื้นฟูหลายครั้งแล้วก็ตาม การขุดลอก การวางท่อส่งทรัพยากรปิโตรเลียมนอกชายฝั่ง การก่อสร้างทางหลวง การรั่วไหลของสารพิษโดยไม่ได้ตั้งใจ หรือการประมาทเลินเล่อล้วนเป็นตัวอย่างที่ส่งผลสำคัญต่อการเสื่อมโทรมของหนองน้ำเค็มมาสักระยะหนึ่งแล้วและในอนาคต[82]
นอกเหนือจากการฟื้นฟูและจัดการระบบหนองน้ำเค็มตามหลักวิทยาศาสตร์แล้ว ควรใช้โอกาสในการให้ความรู้แก่สาธารณชนเกี่ยวกับความสำคัญทางชีวภาพและวัตถุประสงค์ของระบบดังกล่าวในฐานะกันชนธรรมชาติสำหรับการป้องกันน้ำท่วม[27]เนื่องจากหนองน้ำเค็มมักตั้งอยู่ติดกับเขตเมือง จึงมีแนวโน้มว่าจะมีนักท่องเที่ยวมาเยี่ยมชมมากกว่าพื้นที่ชุ่ม น้ำที่ห่าง ไกล ผู้คนมักจะสังเกตเห็นและตระหนักถึงสภาพแวดล้อมรอบตัวมากขึ้นเมื่อได้เห็นหนองน้ำเค็มด้วยตนเอง ตัวอย่างของการมีส่วนร่วมของสาธารณชนเกิดขึ้นที่เขตอนุรักษ์ทางทะเลของรัฐ Famosa Sloughในซานดิเอโกซึ่งกลุ่ม "เพื่อน" ทำงานมานานกว่าทศวรรษในการพยายามป้องกันไม่ให้พื้นที่ดังกล่าวได้รับการพัฒนา[84] ในที่สุด เมืองก็ได้ซื้อพื้นที่ 5 เฮกตาร์ (12 เอเคอร์) และกลุ่มดังกล่าวทำงานร่วมกันเพื่อฟื้นฟูพื้นที่ โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดพันธุ์ต่างถิ่นและปลูกพันธุ์พื้นเมืองทดแทน รวมถึงการพูดคุยกับคนในท้องถิ่นคนอื่นๆ การเดินดูนกเป็นประจำ และกิจกรรมทำความสะอาด[84]
มีวิธีการที่หลากหลายและผสมผสานกันเพื่อทำความเข้าใจพลวัตทางอุทกวิทยาในหนองบึงน้ำเค็มและความสามารถในการดักจับและเพิ่มตะกอน กับดักตะกอนมักใช้เพื่อวัดอัตราการเพิ่มของพื้นผิวหนองบึงเมื่อต้องใช้งานในระยะสั้น (เช่น น้อยกว่าหนึ่งเดือน) กับดักแบบวงกลมเหล่านี้ประกอบด้วยตัวกรองที่ชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้าซึ่งยึดกับพื้นผิวหนองบึง จากนั้นทำให้แห้งในห้องปฏิบัติการและชั่งน้ำหนักอีกครั้งเพื่อกำหนดปริมาณตะกอนที่ทับถมทั้งหมด[22] [23]
สำหรับการศึกษาในระยะยาว (เช่น มากกว่าหนึ่งปี) นักวิจัยอาจต้องการวัดการเพิ่มตัวของตะกอนโดยใช้ พล็อตขอบ ฟ้ามาร์กเกอร์ขอบฟ้ามาร์กเกอร์ประกอบด้วยแร่ธาตุ เช่นเฟลด์สปาร์ที่ฝังอยู่ที่ความลึกที่ทราบภายใน พื้นผิวของ พื้นที่ชุ่มน้ำเพื่อบันทึกการเพิ่มขึ้นของพื้นผิวที่อยู่ด้านบนในช่วงเวลาที่ยาวนาน[25]เพื่อวัดปริมาณตะกอนที่แขวนลอยอยู่ในคอลัมน์น้ำ ตัวอย่างน้ำขึ้นน้ำลงแบบแมนนวลหรืออัตโนมัติสามารถเทผ่านตัวกรองที่ชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้าในห้องปฏิบัติการ จากนั้นจึงทำให้แห้งเพื่อกำหนดปริมาณตะกอนต่อปริมาตรของน้ำ[23]
อีกวิธีหนึ่งในการประมาณความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยคือการวัดความขุ่นของน้ำโดยใช้หัววัดแบบกระเจิงกลับแบบออปติคัล ซึ่งสามารถปรับเทียบกับตัวอย่างน้ำที่มีความเข้มข้นของตะกอนแขวนลอยที่ทราบเพื่อสร้างความสัมพันธ์เชิงถดถอยระหว่างทั้งสอง[20]ระดับความสูงของพื้นผิวหนองบึงอาจวัดได้ด้วยแท่งสเตเดียและทรานซิชัน[23 ] กล้องสำรวจอิเล็กทรอนิกส์[22]ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกแบบจลนศาสตร์แบบเรียลไทม์ [ 20] ระดับเลเซอร์[25]หรือเครื่องวัดระยะทางอิเล็กทรอนิกส์ ( สถานีรวม ) พลวัตทางอุทกวิทยารวมถึงความลึกของน้ำ ซึ่งวัดโดยอัตโนมัติด้วย เครื่องแปลง สัญญาณความดัน[22] [23] [25]หรือด้วยเสาไม้ที่ทำเครื่องหมายไว้[21]และความเร็วของน้ำ ซึ่งมักใช้เครื่องวัดกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า[21] [23]
{{cite web}}
: |last=
มีชื่อสามัญ ( ช่วยด้วย )