Nästan alla kan identifiera en damm, men vad är det egentligen som skiljer den från en sjö eller en våtmark? En ny studie som leds av Cornell erbjuder den första datadrivna, funktionella definitionen av en damm och bevis på dammars distinkta ekologiska funktion, vilket kan ha breda konsekvenser för vetenskap och politik.

"Avsaknaden av en universell dammdefinition orsakar mycket förvirring, från människor som undrar över skillnaden mellan en damm och en sjö, till akvatiska övervakningsprogram med olika definitioner över statliga myndigheter, till och med till att exakt modellera globala kolbudgetar", säger Meredith Holgerson, biträdande professor i ekologi och evolutionsbiologi och medförfattare till "A functional definition to distinguish damms from lakes and wetlands", publicerad 21 juni i Scientific Reports .

"Vi ville utvärdera hur forskare och beslutsfattare definierar dammar och undersöka om dammar är funktionellt skilda från sjöar och våtmarker," sa Holgerson.

Deras slutsats:Dammar är små och grunda vattendrag, med en maximal yta på fem hektar, ett maximalt djup på 5 meter och mindre än 30 % framväxande vegetation.

Det finns hundratals miljoner eller till och med miljarder dammar globalt – mer än 95 % av världens stillastående vattendrag är små (under 10 hektar) – men den ödmjuka dammen är understuderad och har till stor del utelämnats från federala och statliga övervaknings- och skyddsprogram. Detta beror dels på att deras antal försvårar övervakningen men också på att myndigheter misslyckas med att definiera dem eller skilja dem från sjöar eller våtmarker. Försummelsen har konsekvenser för exaktheten i klimatmodellering, eftersom dammar är höga utsläppare av växthusgaser och deras bidrag till den globala koldioxidbudgeten är osäker.

Holgerson och hennes team undersökte hur forskare definierade damm i mer än 500 relevanta vetenskapliga artiklar, kodade den för olika deskriptorer, som ytarea eller djup, och om beskrivningarna var kvalitativa eller kvantitativa.

"Vi fann att det inte fanns en definition som forskare alla citerade, och definitionerna var ofta kvalitativa, och beskrev till exempel en damm som "liten", sa Holgerson.

Teamet genomförde också en undersökning av statliga myndigheter som ansvarar för övervakning och bevarande av vattenkroppar. Hälften av staterna hade lagstiftning som hänvisade till dammar, men endast en stat (Michigan) definierade dammar. Andra stater utsåg dammar som statliga vatten eller klumpade ihop dem med antingen sjöar eller våtmarker.

Forskarna fann att dammar inte är detsamma som sjöar eller våtmarker. Ytterligare granskning av litteraturen visade att dammar har distinkta ekologiska strukturer och funktioner som gör deras kategorisering med antingen sjöar eller våtmarker problematisk.

Holgerson och hennes team plottade relationerna mellan ytarea och olika mått på ekologisk struktur eller funktion. "Vi tittade på parametrar som brutto primärproduktion, andning, klorofyllnivåer, utsläpp av växthusgaser, deltemperaturintervall och hastigheten för gasutbyte med atmosfären," sa Holgerson. "Nio av de 10 ekosystemparametrarna relaterades icke-linjärt till ytan, vilket tyder på att dammar verkligen agerar annorlunda."

De undersökte också hur dessa ekosystemmått relaterade till djup och framväxande vegetation - växter rotade i botten som sträcker sig till ytan - och hittade återigen olinjära samband. De använde tröskelvärdena för var vattenkroppens funktioner började förändras med yta, djup och framväxande vegetation för att komma fram till deras definition.

Den distinkta profilen och egenskaperna hos dammar betyder att de inte bör hållas till samma övervakningsstandarder som sjöar eller våtmarker, sa Holgerson. "Till exempel kan dammar ha naturligt högre näringskoncentrationer och högre metanflöden. Vi kan behöva utveckla unika vattenkvalitetsstandarder för dammövervakning."

Mer forskning behövs för att finslipa definitionen, särskilt för att bättre förstå vattenkroppar vid gränserna mellan våtmarker och dammar, och dammar och sjöar, och hur storlek, djup, vegetation – och andra variabler som hur skyddad en vattenkropp är – påverkar dammens funktion och dess kategorisering.

"I början av studien var vi inte säkra på om vår forskning skulle tillåta oss att föreslå en ny definition som vi kände oss säkra på, men vi tror att siffrorna vi erbjuder är solida och en bra startpunkt för vidare forskning." sa Holgerson. "Vi efterlyser mer forskning, särskilt för att titta på gränserna mellan våtmarker, dammar och sjöar."

Holgerson hoppas att den nya definitionen också kommer att uppmärksamma dammar som distinkta, betydelsefulla ekosystem som är värda att studera, övervaka och skydda. "Undersökning och övervakning av dammar kan hjälpa oss att ta reda på hur dessa globalt rikliga vattenkroppar fungerar. Det finns också ett viktigt mänskligt element," sa Holgerson. "Så många människor har kopplingar till dammar - de har barndomsberättelser om att fånga grodor eller lära sig att fiska i en närliggande damm."