De finns över hela världen, är bland de mest produktiva ekosystemen på jorden och är hem för ett brett spektrum av vilda djur. De är också viktiga för den globala ekonomin. De är flodmynningar - kustnära fjärdar där färskt flodvatten och salt havsvatten möts.

Men denna enkla definition motsäger flodmynningens komplexitet, mångfald och betydelse för mänsklig hållbarhet.

"Estuarier är knepiga eftersom de inte passar bra med terrestrisk vetenskap eller oceanografi, sa Nick Nidzieko, en professor vid institutionen för geografi vid UC Santa Barbara. Kalla dem deltan, sloughs, salta våtmarker, hamnar, ljud eller vikar, flodmynningssystem är varken helt marina eller helt flod- eller strandkanter. Denna blandning av egenskaper, mångfald av livsmiljöer och variation i kvalitet har gjort det svårt för forskare att dra slutsatser om hur dessa system tillsammans bidrar till globala processer, särskilt när det gäller kol och näringsämnens kretslopp genom kustzonen.

"Vi hänvisar till ett ekosystems metabolism som den totala metabolismen av allt i en flodmynning - alla djur, alla växter, Nidzieko sa. "Det är ett integrerat mått på hur mycket organiskt kol som produceras eller förbrukas på en plats." som är viktiga för fisket, transport, frakt och avloppsvatten, har till stor del studerats på individuell basis, han förklarade, men deras kombinerade inverkan på havets kolbudget är fortfarande något av en svart låda.

Det visar sig, enligt Nidziekos observationer, att större flodmynningssystem vanligtvis är mindre produktiva per storleksenhet än de mindre. Konceptet större-är-effektivare har sina rötter i evolutionsbiologin.

"Detta är välkänt med djur, " sa han. Känd som Kleibers lag, Tanken är att ett djurs ämnesomsättning skalar till tre fjärdedelar av dess massa. Ju större djur, desto långsammare är ämnesomsättningen. "En mus lever i ett par år, dess hjärta slår snabbt och det behöver äta konstant för att leva. En elefant äter ibland, dess hjärta slår långsammare och det lever i årtionden, Nidzieko förklarade.

Samma tre fjärdedels skalning gäller för flodmynningar. Efter att ha studerat en serie publicerade undersökningar av ekosystemmetabolism, Nidzieko fastställde att produktiviteten hos ett flodmynningssystem ofta inte skalas linjärt med storleken; större, djupare flodmynningssystem är något mindre produktiva per storleksenhet än deras mindre, grundare motsvarigheter.

"Förklaringarna till varför elefanten har en långsammare ämnesomsättning än en mus ger samma svar på varför San Francisco Bay inte är riktigt lika produktiv, per enhetsstorlek, som Goleta Slough, " Nidzieko sa. "Detta är i grunden drivs av fysiken. Denna artikel visar att ämnesomsättningen är relaterad till uppehållstid för näringsämnen – med andra ord, hur snabbt näringsämnen rör sig genom systemet."

Fynden kan påverka hur flodmynningar bedöms för deras fördelar och deras plats i den större globala kretsloppet av kol, samt den planering som går in på användningen av dessa områden. Att ta hänsyn till storlek och djup i beräkningarna av en flodmynnings produktivitet kan också göra det möjligt för forskare att se tillbaka på vad som kan ha gått förlorat till följd av intrång i kustnära våtmarker – historiskt sett varit mål för utveckling – som San Francisco Bay, hamnar och hamnar runt om i världen, och avloppsvattenreningssystem.

Dessutom, dessa resultat tyder på att flera saneringsprojekt av mindre flodmynningssystem kan ha relativt sett större effekt än ett enskilt projekt i ett större system. Men Nidzieko är snabb med att påpeka att större system också kan göra saker som mindre system inte kan, särskilt när det gäller biologisk mångfald.

"Men det här kan ge lite vägledning om hur man utformar eller bedömer skyddade områden, " sa han. Inom en snar framtid planerar Nidzieko att ta detta koncept från den grunda flodmynningsskalan till den andra ytterligheten - havsbassängskalan.

"Samma mönster gäller men vi förstår ännu inte riktigt varför, " han sa.