En ny studie av Virginias barriäröar utanför kusten av Eastern Shore ger en grundläggande förståelse för hur barriäröarna kommer att förändras inom en snar framtid mitt i ett värmande klimat, höjning av havsnivån och stormhändelser som orkaner och norra easter.

Studien av forskare med Coastal Plant Ecology Lab vid Virginia Commonwealth University ger viktiga insikter i de ekologiska och geomorfa processer som sker på Virginias kedja av 23 obebodda öar som sträcker sig från Assateague vid Maryland-gränsen till Fisherman Island nära Chesapeake Bay Bridge-Tunnel, såväl som andra barriäröar längs östkusten som hjälper till att skydda fastlandet från stormar som – tack vare klimatförändringarna – ökar i frekvens och intensitet.

Barriäröar har visat sig vara naturligt motståndskraftiga som svar på relativ havsnivåhöjning genom att migrera landåt via en "överspolningsprocess" som avsätter sediment på öarnas backbarriärkärr, därigenom bibehåller höjden över havet.

Den här studien, som undersökte den inre växtlighetens inre roll i denna process, fann att sedimentrörelser från högland till kärr hindras av en utvidgning av vedartad vegetation till följd av ett värmande vinterklimat.

Med andra ord, effekterna av havsnivåhöjningen på barriäröarna i Virginia och på andra håll längs Atlantkusten påskyndas av klimatförändringarna.

"I kustnära system, ekologi har i stort sett ignorerats och vi visar att en art som expanderar specifikt på grund av klimatuppvärmningen i grunden förändrar öns migration, sa Julie Zinnert, Ph.D., huvudutredare vid Coastal Plant Ecology Lab och biträdande professor vid Institutionen för biologi vid College of Humanities and Sciences. "Det här dokumentet understryker vikten av att titta på förändringar i alla undermiljöer på en barriärö och inte bara erosion av stranden."

Studien visar hur samspelet mellan höjd och inre öns vegetativa täckning påverkar landväxling av gränsen mellan högland och kärr - en tidigare underskattad indikator på att en ö migrerar - och, Således, vikten av att inkludera ekologiska processer i öns inre i kustmodellering av barriärövandring och sedimentrörelse över barriärlandskapet, sa Zinnert.

Studien, "Anslutning i kustsystem:barriärövegetation påverkar bergsvandring i ett föränderligt klimat, " kommer att publiceras i ett kommande nummer av tidskriften Global förändringsbiologi .

Forskningen stöddes av National Science Foundation Long-Term Ecological Research-bidrag DEB-1237733 och DEB-1832221 och ett VCU Presidential Research Quest Fund-bidrag.

"Denna studie är en påminnelse om kopplingen mellan vad människor ofta ser som separata ekosystem, sade Colette St. Mary, en programchef för National Science Foundation Long-Term Ecological Research. "Till exempel, kustnära växtsamhällen förändrar vindmönster och andra variabler, i sin tur formar öar till havs. För att ta itu med effekterna av vår föränderliga miljö, vi måste förstå denna sammankoppling."

Forskningen ägde rum på NSF:s Virginia Coast Reserve LTER-plats, en av 28 sådana platser där fler än 2, 000 forskare tillämpar långtidsobservationer, experiment och modellering för att förstå hur ekologiska system fungerar under decennier.

Som en del av studien, forskarna använde satellitbilder över en 32-årsperiod (1984-2016) för att visa att Virginia barriäröar upplevde vinster och förluster av backbarrier marsh and upland, med en förlust på 19%.

De fann också att den makroklimatiska vinteruppvärmningen resulterade i en 41% ökning av vedartad vegetation i skyddade, områden med låga höjder, införande av nya ekologiska scenarier som ökar motståndet mot sedimentrörelser från högland till träsk.

"Vi antar att den senaste tidens skogiga expansion förändrar hastigheten för omvandling av träsk till högland, " skrev forskarna.