这项研究将帮助科学家在分子水平上更好地管理这一关键的自然资源
(图片由Madeleine Meadows-McDonnell提供)
沿海湿地是康涅狄格州最独特和重要的景观之一。它们发挥着重要的生态和经济作用。抵御风暴和洪水的屏障，水的自然过滤，渔业的重要支持，以及地球上最大的碳汇——这些都是沿海湿地的关键功能。
碳汇是自然或非自然积累和储存碳的蓄水池。鉴于气候变化在很大程度上是由人类活动产生的碳排放造成的，保护沿海湿地正迅速成为全球优先考虑的问题。
潮汐沼泽草是特别好的碳汇，因为它们可以非常有效地捕获沉积物，而有机质在湿地缺氧的沉积物中分解非常缓慢。沿海湿地的碳积累速率是陆地森林的100倍。
美国农业、卫生和自然资源学院自然资源与环境助理教授Beth Lawrence获得了一项卓越研究计划(REP)拨款，用于研究海平面上升和沿海开发如何改变储存的碳的稳定性。她和她的博士生玛德琳·梅多斯-麦克唐奈(Madeleine Meadows-McDonnell)正在实施一项操纵性实验，以了解植物在沿海湿地调节土壤碳中的作用。
研究代表副主席办公室为创新研究、奖学金和创意项目提供种子基金。
沿海湿地的这些变化正在改变能在这些沼泽中生存的植物种类，这可能会影响它们捕获和储存碳的能力。
在受海平面上升影响的地区，能够适应频繁洪水的植物，比如本地的互花米草，正变得越来越普遍。另一方面，沿海地区的开发正通过道路或桥梁等物理屏障将湿地与海洋隔开。在这些地区，芦苇(Phragmites australis)等入侵物种正在取代本地物种。
植物通过影响土壤中的微生物活动和土壤氧合水平在碳捕获中发挥直接作用。劳伦斯的实验室最近发现，在入侵的芦苇中，有机物的分解速度要快于本地的米草属土壤，这表明植物在不同程度上改变了决定碳储存效率的环境条件。
一种可能的解释是，植物从根部释放糖(即“根分泌物”)，刺激负责分解的微生物。活性越强的微生物利用土壤中的有机质的速度越快，因此，它是一个低效的碳储层。湿地植物也从根部释放氧气，这也可以促进微生物的活动。
劳伦斯假设，添加高质量的土壤碳(如芦苇所产的那种)和氧气会增加有机质矿化或分解的速度。
“虽然植物根系增加糖和氧的释放可能会在短期内刺激土壤有机质的微生物分解并促进二氧化碳的释放，但微生物代谢的副产品可能有助于锁住土壤中的碳，使其在更长的时间范围内得以保存，”劳伦斯说。
劳伦斯将使用一种新方法来测量这些湿地中的微生物活动——糖。蔗糖和甜菜糖具有不同的同位素特征;劳伦斯和梅多斯-麦克唐纳正在实验中添加糖来模拟根系分泌物，并将测量微生物释放的气体中的碳同位素。这种方法是一种低成本和无毒的方法来跟踪微生物代谢物中的碳。他们还将测量有机物质的矿化和聚集的稳定性，测量沼泽如何捕获和储存碳。
这项研究将确定不同的植物如何改变有机物质在滨海湿地土壤中存在的时间。
这些知识将帮助科学家更好地管理这一关键的自然资源，通过了解在美国东北部海岸线发现的常见植物物种如何改变土壤碳的稳定性。
