林恩·罗德尔，西北太平洋国家实验室 艾米·博德是PNNL海洋和海岸研究实验室的一名地球科学家，她在哥伦比亚河口附近的半咸沼泽边缘识别出了一些草类物种
信用:肖恩·齐默曼| PNNL 在河流与海洋交汇的地方，潮汐的每个周期都会将水移入和移出河口
淡水和海水的混合和混合，加上季节性天气，为沿海河口和上游潮汐河流的生态系统创造了一个独特的环境
但是气候变化对这些湿地社区意味着什么呢？大坝运行和土地开发等活动会对他们产生什么影响？ 为了帮助回答这些问题，太平洋西北国家实验室海洋和海岸研究实验室的研究人员开发了一个河口潮汐河流研究和管理的生态指标和分析的预测框架
十年来，这个创新性的框架提供了一种方法来理解自然和人类力量是如何在这些复杂的湿地生态系统中管理水文和植物群落的，现在和将来都是如此
该框架在9月18日美国生态学会的开放期刊《生态圈》上发表的“沿河口至潮汐河流梯度的湿地植物群落的生态水文学”中有所描述
这项研究是由博纳维尔电力管理局和美国能源部支持的一系列地区性研究的最新成果
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波特兰地区的陆军工程兵部队正在实施一项计划，重新连接和恢复哥伦比亚河洪泛区的湿地
生态水文学的第一次 从2005年到2016年，研究小组记录了哥伦比亚河下游洪泛区50个沼泽的海拔、水位和植物种类
这片洪泛区从哥伦比亚河口延伸145英里至俄勒冈州波特兰以东40英里的博纳维尔大坝
艾米·博德是PNNL地球科学家，也是该研究的主要作者，她将调查数据与一种算法相结合来测量淹没程度——在某个特定地点，有多少水持续了多长时间
波德说，由此产生的累积值允许研究人员将不同类型的水文信息合并成一个单一的数字
博德说:“然后我们可以比较单个地点的不同海拔，或者沿着河流坡度的不同地点。”
“这是分析水文学的一个有价值的工具
" 该研究的共同作者、PNNL的地球科学家海达·迪芬德费尔说，新的框架可以为模拟和预测世界各地类似潮汐生态系统的未来变化提供基础
“艾米的工作使得从海岸线到河流主导的系统，在这种类型的梯度上比较湿地成为可能，这是以前从未有过的，”迪芬德费尔说
PNNL的研究人员最近完成了一项对哥伦比亚河洪泛区为期10年的研究，以考察水文循环如何影响河口和潮汐生态系统
由此产生的框架可用于为全球潮汐河流过渡区的生态研究和管理提供景观尺度的方法
信用:内森·约翰逊| PNNL 大自然的公用事业玩家 像巨大的海绵一样，湿地具有关键的环境功能，如控制洪水、储存碳和过滤污染
湿地栖息地也为鸟类、鱼类和哺乳动物提供保护和食物
例如，微小的鲑鱼沿着哥伦比亚河的岸边啃食，在它们顺流而下的太平洋之旅中成长壮大
但是迪芬德费尔说，这些重要的沿海生态系统经常被忽视或被视为荒地
“它们往往被填平、建造或养殖，”迪芬德费尔说，“所以了解水文阈值和物种间的竞争对于生态系统恢复和提高对湿地与全球变化的关系的理解都很重要。”
" 博纳维尔大坝代表了这项研究的自然边界
哥伦比亚河上的众多水坝——它发源于加拿大，流经美国的几个州
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向西进入太平洋之前的各州——博纳维尔是最下游的
在夏末和秋季，当河水流量最低时，潮水会一直流向上游的大坝，也就是“潮水的源头”
" 盐度和物种 这项长期的研究工作是PNNL海岸生态系统研究小组的一个重点，它让科学家能够记录植物在低流量、中流量和高流量年份的反应
结果表明，湿地内和沿河的植物种类随海拔高度的不同而不同
这种变化取决于离海岸的盐和潮汐的距离，以及潮汐头以下的河流流量
研究小组还发现，潮湿——或者说洪水——在很大程度上决定了植物群落和对非本地物种的抵抗力
离太平洋最近的地方，盐度阻碍了非本土物种的生存
就在上游，在强潮汐但淡水的区域，植物物种多样性最高——这是潮汐湿地恢复力的一个指标
在更上游的地方，日、季、年干湿循环的变化增加了非本地物种的入侵
这些循环也减少了水生植物的多样性和其他植被
平均而言，靠近海洋的植物群落质量显著提高
根据这一框架，该小组确定了五个不同的植被区，分别与指示物种和独特的盐度和淹没模式相关联
两种植物——林贝莎草(本地)和芦苇加那利草(非本地)——因其覆盖范围和对其他植物的竞争效应而引人注目
这两种物种的优势地位分别在海洋和河流影响区之间进行权衡
该团队的生态水文框架可用于全球潮汐河流过渡区的景观尺度生态研究和管理
这项研究也与PNNL为美国所做的全球地球系统建模工作有关
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能源部通过它的研究来更好地理解和模拟陆地-水界面——生态系统在陆地和水之间的过渡
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