Med hjälp av teknik, människor kan korsa praktiskt taget alla delar av vår planets yta. Men djur och växter är mindre rörliga. De flesta arter kan bara leva i zoner där temperatur och regn faller inom specifika intervall.

När regioner blir varmare på grund av klimatförändringar, växter och djur i dessa områden kommer antingen att flytta till mer lämpliga klimat eller ersättas av nykomlingar som är väl lämpade för de nya förhållandena. Dessa förändringar sker redan. Till exempel, många växter, djur och fåglar på norra halvklotet har flyttat sina utbredningsområde norrut.

Mitt forskarteam studerar mangrover – salttoleranta träd med grenar som flätas samman som täta djungelgym. Mangrover kantar världens kuster och föredrar varma temperaturer, så de har traditionellt varit begränsade till subtropiska och tropiska miljöer. Men de har många funktioner som har gjort det möjligt för dem att överleva stora klimatförändringar tidigare. Nu, i ett förebud om klimatförändringar, mangrover expanderar från tropiska områden till tempererade områden. Forskare hittar dem på högre och högre breddgrader i Nordamerika, Sydamerika, Asien, Afrika, Australien och Latinamerika.

Att arbeta med andra ekologer i skuggan av det enorma uppskjutningskomplexet vid Kennedy Space Center i Florida, vi har funnit att mangroveväxter har ökat i överflöd med 70 procent på bara sju år över ett område på 220 kvadrat miles (567 kvadratkilometer). Detta är en dramatisk förändring i växtsamhället längs denna sträcka av Atlantkusten. Till skillnad från många andra effekter av klimatförändringar, vi förväntar oss att dessa skiftande intervall ger vissa fördelar, inklusive ökad kollagring och skydd mot storm överspänningar.

Reser med vatten

Växter har mindre förmåga att röra sig än djur, men vissa - särskilt mangrove - kan spridas via vatten över tusentals miles. Mangrover frigör reproduktiva strukturer som kallas propagula, liknar frön, som kan producera nya växter. De flyter och distribueras av havsströmmar och, ibland, stora stormar. När mangroveutbredning driver norrut längs Atlantkusten, de når områden där vinterfrysningshändelser som kan döda dem blir mindre vanliga på grund av klimatförändringarna. Liknande rörelser sker på andra platser runt om i världen.

I Mexikanska golfen och Florida, mangrover finns alltmer i områden som nyligen dominerats av saltmarker, som vanligtvis förekommer i kallare zoner. Med hjälp av satellitbilder och landbaserade fältstudier i vår pågående studie av mangrover, vi kan se denna spridning av mangroveväxter ske snabbare än vi kunde ha förväntat oss enbart baserat på klimatdata.

Även om dessa förändringar sannolikt också hände tidigare på grund av orkaner och fryshändelser, de senaste förändringarna i mangroveutbudet är fortfarande dramatiska. En studie från Florida visar att mangroveväxter från nordliga populationer kan reproducera sig tidigare än normalt och producera större propagula, som skulle kunna hjälpa dem att ta över saltmarker.

Stabiliserande kustlinjer

I en nyligen genomförd modellinsats, vi undersökte hur mangrover skyddar NASA -anläggningar vid Kennedy Space Center. Vi fann att en 2 meter bred remsa av mangrove längs stranden kan minska våghöjden med 90 procent. I kontrast, det tar 20 meter saltmyrsmiljö för att minska vågorna med samma mängd. Andra studier har funnit att mangroveskogar hjälpte till att minska skadorna på kustlinjen under den katastrofala tsunamin i Indiska oceanen 2004 och den tropiska stormen Wilma i Belize 2005.

Mangrover runt om i världen har minskat kraftigt av mänsklig verksamhet, särskilt röjning för vattenbruk. Forskare uppskattar att minst 35 procent av den globala mangrovens livsmiljö gick förlorad mellan 1980 och 2000. En färsk uppskattning tyder på att mangroveavskogningen under de senaste decennierna har varit tre till fem gånger snabbare än andra skogar runt om i världen.

Alla typer av kustvåtmarker hjälper till att förhindra miljontals dollar i skador från översvämningar och sparar hundratals timmars arbete för att reparera stormskador. Mangroverestaurering pågår i många delar av världen, inklusive Tampa Bay mynning och södra Kina, men vissa projekt har varit stora misslyckanden. Att lyckas, dessa initiativ måste ta hänsyn till behoven av mangrovehabitat, speciellt hydrologi.

Även om mangrove kan skydda kustlinjer ännu mer effektivt än salta kärr, det är viktigt att notera att kärrväxter utgör viktiga livsmiljöer för många arter av fåglar och fiskar. Vi vet ännu inte hur dessa djur kommer att klara sig när mangrover ersätter kärr, inte heller förstår vi ännu andra nackdelar med skiftningar av växtsortiment på grund av klimatförändringar.

Lagring av kol i översvämmade jordar

Fortsatt mangroveexpansion kan öka kollagringen längs kusterna. Mangrover har en enorm förmåga att suga upp koldioxid och andra växthusgaser och fånga dem i översvämmade jordar i årtusenden. De är bland de mest kolrika tropiska skogarna och kan lagra dubbelt så mycket kol per område som salta kärr. Under normal tillväxt, mangrover omvandlar snabbt koldioxid till biomassa. De mättade jordarna där de växer innehåller låga nivåer av syre, vilka bakterier och svampar behöver som bränsle för att bryta ner dött växtmaterial. Istället, detta döda material lagras i jorden.

Vi uppskattade i en studie att mangrove-kollagringen vid Kennedy Space Center ökade med 25 procent på bara sju år när mangroveskogar spred sig. Vi drog slutsatsen att om mangroveexpansionen fortsatte okontrollerat av frysningar till andra sydöstra amerikanska våtmarker, lagring av kol i våtmarker kan resultera i upptag av 26 miljoner ton kol år 2080. Detta motsvarar drygt 95 miljoner ton koldioxid, vilket är cirka 28 procent av Floridas totala utsläpp av växthusgaser från mänskliga aktiviteter 2010.

Att bevara kustmangrover förbättrar klimattåligheten på flera sätt. Först, om kolet som lagrats i dessa jordar frigjordes som koldioxid och metan, detta skulle sannolikt orsaka en ökning av klimatuppvärmningen. Andra, samma processer som lagrar kol i våtmarksmarker gör det också möjligt för dessa våtmarker att samla sediment och hålla jämna steg med stigande havsnivåer.

Kan mangrove fortsätta att leverera dessa tjänster?

Växter och djur utför många ekosystemtjänster för människor, från pollinerande grödor till att filtrera dricksvattenförsörjningen. När arter flyttas runt om i världen, det är viktigt att förstå om dessa tjänster kommer att minska eller öka, och hur vi kan maximera dem i en mindre stabil framtid.

Mangrover tillhandahåller extremt värdefulla tjänster och kan bli ännu viktigare när de expanderar mot polerna. Men enligt en nyligen genomförd studie, många mangroveekosystem bygger inte tillräckligt med ny höjd för att hålla jämna steg med havsnivåhöjningen. I ett nytt projekt, min forskargrupp analyserar hur varierande klimat och mangroveinvasion kommer att förändra kustskyddskapaciteten hos Floridas våtmarksekosystem. Med en bättre förståelse för denna process, vi kan utveckla strategier för att skydda och återställa dessa värdefulla resurser.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.