Prawie jedna trzecia pływowych słonych bagien Wybrzeża Atlantyckiego znajduje się na Niższej Nizinie Nadbrzeżnej Georgii, podobnie jak tysiące akrów rzadkich pływowych bagien słodkowodnych. Uwiecznione w wierszu poety Sidneya Laniera „The Marshes of Glynn”, te szerokie połacie słonego bagna są najbardziej widoczną cechą fizyczną wzdłuż 100-milowego wybrzeża Georgii. Słone bagna rozciągają się w pasie o szerokości od czterech do sześciu mil pomiędzy stałym lądem a przybrzeżnymi wyspami barierowymi. Głównym powodem występowania rozległych obszarów słonych bagien w Georgii jest fakt, że wybrzeże doświadcza najwyższych pływów wzdłuż południowo-wschodniej linii brzegowej. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy zasięg pływów, tym większy potencjał produkcyjny bagna.

Oszacowania całkowitej powierzchni bagien pływowych w Georgii różnią się. W 1977 roku National Aeronautics and Space Administration podała, że Gruzja posiada 429 294 akrów bagien pływowych, więcej niż jakikolwiek inny stan na wschodnim wybrzeżu. Badanie to nie rozróżniało jednak pomiędzy słonymi i słodkimi bagnami. Departament Zasobów Naturalnych Georgii szacuje, że stan obejmuje ponad 378,000 akrów słonych bagien.

Słone bagna Gruzji są jednymi z najbardziej biologicznie produktywnych systemów naturalnych na Ziemi. Produkują one prawie dwadzieścia ton biomasy na akr, co czyni je czterokrotnie bardziej produktywnymi niż najbardziej starannie uprawiane pola kukurydzy, według Georgia Department of Natural Resources. Ogromna produktywność pomaga uczynić słone bagna głównymi miejscami żerowania krabów, ostryg, krewetek i innych ważnych gospodarczo ryb i skorupiaków. Młode krewetki i inne organizmy morskie również wykorzystują słone bagna jako schronienia i kryjówki przed drapieżnikami. Ponadto, słone bagna pomagają filtrować zanieczyszczenia z wody i działają jako bufory przed sztormami na morzu. Potencjalne szkody spowodowane przez duże fale i pływy wywołane sztormem są znacznie zmniejszone, gdy przechodzą one nad bagnami.

Powstanie słonych bagien można prześledzić do epoki geologicznej plejstocenu, która rozpoczęła się około 18 000 lat temu. Podnoszący się poziom mórz spowodowany topnieniem lodowców kontynentalnych stworzył płytkie laguny za młodymi wyspami barierowymi. Prądy oceaniczne i rzeki pływowe wpływające do spokojnych lagun osadzały tam duże ilości osadów ilastych i piaskowych. Stopniowo osady nawarstwiały się do tego stopnia, że w czasie odpływu nie znajdowały się już pod wodą.

Muliste gleby stały się żyznym podłożem dla jednej z najbardziej odpornych na sól roślin na świecie, Spartina alterniflora, czyli kordonku gładkiego. Spartina zakorzeniła się w osadach lagunowych i rozkwitła. Dziś ogromne połacie Spartiny dominują na słonych bagnach Georgii.

Pływy morskie w Georgii dwa razy dziennie są siłą napędową słonych bagien. Przypływy przynoszą składniki odżywcze z ujść rzek połączonych pływowymi potokami z bagnami. Składniki odżywcze odżywiają i karmią trawy bagienne. Odpływy odprowadzają odżywcze produkty bagienne – w tym detrytus powstały z rozkładającej się Spartiny – z powrotem do ujść rzek. Tam, produkty te pomagają w utrzymaniu dużej liczby innych organizmów morskich. Odpływające pływy usuwają również odpady z bagna.

Strefy słonego bagna

Słone bagno może wydawać się jednorodną, płaską jak stół połać trawy. Jednak biolodzy zazwyczaj dzielą słone bagna na strefy ekologiczne, które opierają się na rosnącej wysokości od brzegów potoków do lądowej krawędzi bagna. Z każdą zmianą wysokości zalewanie przez przypływy odbywa się na mniejszej głębokości i na krótszy okres czasu. Wysokość Spartiny i czas, przez jaki jest ona wystawiona na działanie słonej wody, również różnią się w poszczególnych strefach.

Strefy na słonych bagnach w Georgii obejmują zwykle brzeg potoku, bagno niskie, bagno wysokie, solnisko, hamak bagienny i zbiorowisko graniczne bagien. Spartina jest najbardziej bujna, rośnie tak wysoko, jak dziesięć stóp, wzdłuż brzegów potoku. Tam, pływy przynoszą obfite składniki odżywcze oraz osady gliniaste i piaskowe, a także skutecznie wypłukują sól, martwe ciała i inne odpady.

Przy brzegach potoków znajdują się naturalne wały, które tworzą się, gdy wysokie pływy przelewają się przez brzegi i osadzają osady. Spartina rośnie na wysokości trzech do czterech stóp na szczycie wałów. Za wałami znajduje się strefa bagna niskiego, gdzie Spartina również rośnie na wysokości około trzech do czterech stóp. Chociaż pływy zalewają tę strefę kilka godzin dziennie, nie dostaje ona tak wielu składników odżywczych i osadów jak górny brzeg potoku. Jedyne inne rośliny w strefie bagna niskiego to glony, zwłaszcza sinice i okrzemki. Zawartość piasku w glebie wynosi mniej niż 10 procent.

Strefa bagna wysokiego znajduje się bliżej lądu. Tylko kilka centymetrów wysokości może oddzielać ją od strefy bagna niskiego. Spartina jest wysoka tylko na stopę lub tak w bagnie wysokim. Zawartość piasku w glebie wynosi około 10-70 procent. Woda morska zalewa bagno wysokie tylko przez godzinę lub tak każdego dnia. Z powodu słabego pływowego wypłukiwania gleba jest zwykle bardziej słona niż na bagnie niskim. Jednak na obszarach bagna wysokiego położonych najbliżej lądu spływy słodkiej wody mogą mieć znaczny wpływ na roślinność. Tutaj Spartina musi konkurować z innymi roślinami tolerującymi sól, takimi jak glasswort, needlerush, saltbush i sandwort. Około 18 procent słonych bagien w Gruzji składa się głównie z iglicy (Juncus roemerianus).

Panewki solne to małe jałowe obszary wysokiego bagna, zbyt zasolone, aby mogła na nich rosnąć jakakolwiek roślinność. Tworzą się one tam, gdzie parowanie koncentruje duże ilości soli w glebie bagiennej.

Marsh hammocks to właściwie wyspy bagienne, jedyny suchy ląd na bagnach. Żyją tam drzewa takie jak czerwony cedr i mirt woskowy oraz inne rośliny, takie jak kaktus, palma, ostrokrzew Yaupon i jukka. Około 1,200 hamaków znajduje się na słonych bagnach Georgii. Niektóre z nich są wielkości zaledwie ułamka akra, inne obejmują ponad 1000 akrów i wspierają lasy morskie.

Tylko najwyższe z pływów, które występują raz lub dwa razy w miesiącu, docierają do społeczności granicy bagien, strefy przejściowej między bagnami a obszarami wyżynnymi. Rosną tu krzewy aksamitki wzniesionej, bzu bagiennego, stokrotki morskiej i inne rośliny i krzewy zdolne do wytrzymania silnego wiatru, mgły solnej i sporadycznie około cala słonej wody.

Procesy zachodzące na bagnach solnych

Wszystkie gleby bagienne są beztlenowe, lub pozbawione tlenu, z wyjątkiem pierwszych kilku milimetrów powierzchni i wokół korzeni Spartiny oraz nor krabów i robaków. Bakterie beztlenowe żyjące w glebie są odpowiedzialne za rozkład nagromadzonej materii organicznej. Bakterie te rozkładają materię organiczną na amon, siarkowodór, metan i inne produkty. Siarkowodór nadaje słonemu bagnu charakterystyczny zapach zgniłego jaja. Czerwone smugi w błocie bagiennym wskazują również na obecność utlenionego żelaza, powszechnego i ważnego pierwiastka w bagnie.

Spartina jest odpowiedzialna za większość pożywienia produkowanego w słonym bagnie. Mniej niż 10 procent tej żywej rośliny jest bezpośrednio spożywane przez owady, ślimaki i inne organizmy. Ale kiedy Spartina umiera jesienią, bakterie i grzyby rozkładają ją na drobne cząstki zwane detrytusem. Detrytus, wrzucany do potoków i ujść rzek w czasie przypływu, staje się najważniejszą częścią sieci pokarmowej w estuariach. Miniaturowe, rozkładające się cząstki trawy tworzą pożywną „zupę”, która żywi małże, kraby, małe ryby, ostrygi, plankton i krewetki.

Fitoplankton, który jest maleńkimi, swobodnie pływającymi zielonymi roślinami w słupie wody, oraz mikroalgi znane jako okrzemki, które pokrywają powierzchnię błota, również w znacznym stopniu przyczyniają się do produkcji żywności w bagnach i estuariach. Wytwarzają one własne pożywienie w procesie fotosyntezy i są spożywane przez inne organizmy, w tym formy larwalne stworzeń morskich, które wspierają nawet większe zwierzęta.

Zwierzęta słonego bagna

Większość organizmów żyjących w słonym bagnie to organizmy przejściowe, które spędzają tam tylko część swojego cyklu życiowego. Bagno ma niewiele stałych roślin i zwierząt z powodu surowego środowiska. Główne warunki, które poważnie ograniczają życie mieszkańców to przerywana ekspozycja na powietrze i słoną wodę podczas przypływów i odpływów, szybkie zmiany temperatury wody i zasolenia wraz z napływem i odpływem wód estuarium oraz nasycone, beztlenowe gleby.

Wielu gatunków krabów żyje w bagnie. Brązowy krab czworonóg (Sesarma cinereum) występuje po lądowej stronie bagna. Purpurowy krab czworonóg (S. reticulatum) i krab błotny (Eurytium limosum) występują w obszarze błota na wałach, w gęstej Spartinie. Dwa obficie występujące gatunki kraba skrzypłocza to skrzypłocz błotny (Uca pugnax), występujący zarówno na bagnach wysokich, jak i niskich, oraz skrzypłocz piaskowy (U. pugilator), występujący w dużych ilościach w pobliżu krawędzi bagien od strony lądu. Największym, ale najrzadziej spotykanym z nich jest skrzypłocz czerwonawy (U. minax), który wykazuje dużą tolerancję na wody słodkie.

Trzy gatunki ślimaków są również powszechnie spotykane na słonych bagnach: barwinek błotny (Littorina irrorata), ślimak błotny (Ilynassa obsoleta) i oddychający powietrzem ślimak kofeinowy (Melampus bidentatus). Ślimaki żywią się detrytusem i glonami i są źródłem pożywienia dla wielu większych zwierząt.

Ponad 100 gatunków owadów zostało zidentyfikowanych w słonych bagnach Georgii. Dwa dominujące gatunki to pasikonik słonowodny (Orchelimum fidicinium) i zmieraczek plażowy (Prokelisia marginata). W łodygach Spartiny żyje mrówka (Crematogasterclara). Dwa gatunki komarów bagiennych to Aedes taeniorhynchus i A. sollicitans, oba atakują ludzi. Trzy krwiopijne meszki, Culicoides furens, C. hollensis i C. melleus, rozmnażają się w słonych bagnach. Te szkodliwe owady, potocznie zwane „meszkami”, występują bardzo licznie w okresie letnim. Innymi dokuczliwymi owadami rozmnażającymi się na bagnach są muchy jelenie (Chrysops spp.).

Jedynym gadem zamieszkującym słone bagna jest żółw błotny (Malaclemys terrapin). Aligatory (Alligator mississippiensis) okazjonalnie żerują w bagnie. Na bagnach gnieżdżą się trzy gatunki ptaków: szyna klapowana lub kura błotna (Rallus longirostris); wróbel nadmorski (Ammodramus maritimus); i strzyżyk błotny (Telmatodytes palustris). Czaple błękitne (Ardea herodias), czaple pospolite i śnieżne (Egretta spp.) oraz inne ptaki brodzące powszechnie żerują na bagnach w czasie odpływu. Wilga (Catoptrophorus semipalmatus), choć powszechna na plażach, jest bardziej powszechna w słonych bagnach.

Kilka gatunków ssaków również żeruje w słonych bagnach. Jednym z najliczniejszych są szopy pracze. Króliki błotne są powszechne wzdłuż brzegów bagien przylegających do wysokiego terenu. Norki i wydry są powszechne, ale rzadko widywane. Szczur ryżowy jest powszechny wzdłuż brzegów potoków pływowych.

Ochrona bagien

W 1970 roku ustawodawcy Georgii, obawiając się, że stanowe słone bagna przybrzeżne zostaną nieodwracalnie zniszczone przez proponowane wydobycie fosforanów i inne działania przemysłowe, uchwalili ustawę o ochronie bagien przybrzeżnych. Ustawa ta obejmuje swoim zakresem bagna, obszary pływowe, płaty błotne, dna wód pływowych i słone bagna. Zostały one pobudzone przez badania naukowe pokazujące ogromną wartość bagien dla ochrony przed burzą, dla filtrowania zanieczyszczeń, a także jako obszar żłobkowania dla ponad 70 procent Gruzji ekonomicznie ważnych skorupiaków, ryb i skorupiaków.

Prawo zapewnia rządowi państwa uprawnienia do ochrony pływowych terenów podmokłych. Rząd zarządza pewnymi działaniami i strukturami na obszarach bagiennych i wymaga pozwoleń na inne działania i struktury. Wznoszenie konstrukcji, pogłębianie lub wypełnianie obszarów bagiennych wymaga pozwolenia od Komitetu Ochrony Bagien, administrowanego przez Wydział Zasobów Przybrzeżnych Departamentu Zasobów Naturalnych Georgii.

Badania

Większość pionierskich badań na słonych bagnach miała miejsce na Uniwersytecie Georgia Marine Institute na wyspie Sapelo. Założony w 1953 roku, instytut był pierwszym w kraju i jest jednym z najbardziej znanych ośrodków zajmujących się badaniem ekosystemów słonych bagien i estuariów.

Odległa lokalizacja instytutu zapewnia naukowcom niezrównany dostęp do w dużej mierze niezakłóconych słonych bagien, które stanowią idealne laboratorium do badania funkcjonowania naturalnych systemów jako całości. Podejście ekosystemowe, którego pionierem był ekolog z Uniwersytetu Georgii Eugene Odum, opierało się na związkach między biologicznymi (np. rośliny i zwierzęta) i fizycznymi (np. pływy i geologia) elementami środowiska.

Między innymi, pierwsi naukowcy z instytutu zaczęli badać lokalną sieć pokarmową. Badali, jak mikroorganizmy rozkładają trawę bagienną na cząstki wystarczająco małe, by mogły je zjeść drobne organizmy, które z kolei były zjadane przez większe ryby, ptaki, krewetki i kraby. Badacze ci pomogli również ustalić znaczenie obszarów przybrzeżnych jako żłobków dla krewetek, ostryg i innych organizmów oceanicznych. Ich badania były wczesnym elementem ekosystemu i ekologii krajobrazu, jak również rozwijających się dziedzin ekologii konserwatorskiej i restauratorskiej.

Dzisiaj kilka instytucji na wybrzeżu Georgii jest zaangażowanych w badania słonych bagien. Jednym z nich jest zrozumienie przyczyn bezprecedensowego wymierania słonych bagien, które miało miejsce w Georgii na początku 2002 roku. Dotkniętych zostało ponad 1200 akrów. Tajemnicze obumieranie bagien spowodowało obnażenie dużych połaci Spartiny i iglaków. Problem ten ma istotne implikacje dla rybołówstwa, żeglugi, jakości wody i dzikiej przyrody.

Marsze pływowe słodkowodne

Marsze słodkowodne w Georgii występują powyżej ujść rzek, głównie wzdłuż rzek, które wpływają do ujść. Najbardziej rozległe są te przy ujściu rzeki Altamaha i w Savannah National Wildlife Refuge wzdłuż rzeki Savannah. Pływy mają wpływ na poziom wody, ale woda w bagnach jest słodka. Bagna mogą rozciągać się na pewną odległość w górę rzek, zanim zostaną zastąpione przez bagna cyprysowo-gumowe lub z twardego drewna. Duża część obszaru pokrytego obecnie bagnami słodkowodnymi była bagnem cyprysowym, zanim została oczyszczona i przekopana pod uprawę ryżu.

Brak stresu solnego pozwala na rozwój większej różnorodności roślin. Płytkie mokradła słodkowodne zawierają ogon, dziki ryż, pickerelweed, sitowie, bystrzycę, strzałkę i arum i pomagają utrzymać dużą i zróżnicowaną gamę gatunków ptaków i ryb, wśród innych dzikich zwierząt. Głębsze słodkowodne bagna są obfite, zajmując około 25 000 akrów, i składają się prawie wyłącznie z olbrzymiej trawy kutnerowatej (Zizaniopsis miliacea).

Pływowe słodkowodne bagna są obecnie stosunkowo rzadkimi naturalnymi zbiorowiskami, ponieważ ogromne ich połacie zostały utracone na skutek intruzji słonej wody, odwadniania dla rozwoju i rolnictwa oraz z innych powodów. U.S. Fish and Wildlife Service uważa, że pozostałe słodkowodne bagna w Savannah National Wildlife Refuge są zagrożone przez pogłębienie Savannah Harbor.

Innym powodem do niepokoju wśród naukowców i obrońców przyrody jest fakt, że wzrost poziomu morza spowodowany globalnym ociepleniem może spowodować przekształcenie słodkowodnych bagien w słone bagna.