几乎每个人都能认出池塘,但究竟是什么将它与湖泊或湿地区分开来呢?康奈尔大学联合领导的一项新研究提供了第一个数据驱动的池塘功能定义,以及池塘独特生态功能的证据,这可能对科学和政策产生广泛影响。
生态学和进化生物学助理教授、《区分池塘、湖泊和湿地的功能定义》(a functional definition to distinguish ponds from lakes and wetlands)的第一作者之一梅雷迪斯·霍尔格森(Meredith Holgerson)说:“缺乏一个通用的池塘定义导致了很多混乱,从人们想知道池塘和湖泊之间的区别,到不同政府机构对不同定义的水生监测项目,甚至到准确模拟全球碳预算。爱博网投领导者科学报告。
霍尔格森说:“我们想评估科学家和政策制定者如何定义池塘,并检查池塘在功能上是否与湖泊和湿地不同。”
他们的结论是:池塘是小而浅的水体,最大表面积为5公顷,最大深度为5米,植被少于30%。
全球有数亿甚至数十亿个池塘——世界上95%以上的静止水体都很小(不到10公顷)——但这个不起眼的池塘没有得到充分的研究,而且在很大程度上被排除在联邦和州的监测和保护计划之外。这部分是因为它们的数量使监测变得困难,但也因为机构未能定义它们或将它们与湖泊或湿地区分开来。这种忽视影响了气候模型的准确性,因为池塘是温室气体的高排放源,它们对全球碳收支的贡献是不确定的。
霍尔格森和她的团队在500多篇相关的科学论文中研究了科学家如何定义池塘,用不同的描述符(如表面积或深度)对其进行编码,以及这些描述是定性的还是定量的。
霍尔格森说:“我们发现,没有一个定义是研究人员都引用的,而且这些定义通常是定性的,比如把池塘描述为‘小’。”
该小组还对负责水体监测和保护的国家机构进行了调查。一半的州都有提到池塘的立法,但只有一个州(密歇根州)定义了池塘。其他州将池塘指定为州水域,或将其与湖泊或湿地混为一谈。
然而,研究人员发现,池塘与湖泊或湿地不同。对文献的进一步研究表明,池塘具有独特的生态结构和功能,这使得它们与湖泊或湿地的分类存在问题。
Holgerson和她的团队绘制了表面面积与生态结构或功能的各种指标之间的关系。霍尔格森说:“我们研究了诸如总初级产量、呼吸作用、叶绿素水平、温室气体排放、温度范围以及气体与大气交换率等参数。”“10个生态系统参数中有9个与表面积非线性相关,这表明池塘的作用确实不同。”
他们还研究了这些生态系统指标与深度和新兴植被(扎根于底部并延伸到表面的植物)的关系,并再次发现了非线性关系。他们使用水体功能开始随表面积、深度和新兴植被变化的阈值来得出他们的定义。
霍尔格森说,池塘独特的轮廓和特征意味着它们不应该像湖泊或湿地一样被保持在同样的监测标准下。“例如,池塘可能天然具有更高的营养物浓度和更高的甲烷通量。我们可能需要为池塘监测制定独特的水质标准。”
需要更多的研究来完善这个定义,特别是为了更好地了解湿地和池塘、池塘和湖泊之间的水体,以及大小、深度、植被和其他变量(如水体的庇护程度)如何影响池塘的功能和分类。
“在研究开始时,我们不确定我们的研究是否能让我们提出一个我们有信心的新定义,但我们认为我们提供的数字是可靠的,是进一步研究的一个很好的起点,”霍尔格森说。“我们确实呼吁进行更多的研究,特别是研究湿地、池塘和湖泊之间的边界。”
霍尔格森希望新的定义也能引起人们对池塘作为独特的、重要的生态系统的关注,它们值得研究、监测和保护。“研究和监测池塘可以帮助我们弄清楚这些全球丰富的水体是如何运作的。还有一个重要的人为因素,”霍尔格森说。“很多人都与池塘有联系——他们童年时就有抓青蛙或在附近池塘学习钓鱼的故事。”
这项研究得到了许多机构的支持,包括全球湖泊生态观测站网络、美国国家科学基金会和圣奥拉夫大学合作本科生研究和探究计划。
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