河口は多くの重要な機能を果たします。沿岸の住民にレクリエーションの機会を提供し、重要な漁業（カキ、ワタリガニ、シマスズキを含む）をホストし、淡水域と海洋域の両方の種を含む多様な食物網をサポートします。海水と淡水が混ざり合うことで、独特の条件と高い生物地球化学的活動が生まれます。
生態系の生態学者は、ランドスケープ スケールの栄養フラックスの文脈における河口の役割を理解することに長い間関心を持ってきました。また、近年では、地域および地球規模の生物地球化学的サイクルにおける河口の役割が気候変動によってどのように影響を受けるかについても関心を持ってきました。河口は、炭素、窒素、およびリンを除去するように作用し、それによって海洋沿岸環境の水質への悪影響を軽減します。除去は 2 つのメカニズムを介して行われます:河口での粒子状物質の捕捉とその後の埋没、およびガス状 (CO2 と N2) への変換後のこれらの元素の大気への損失。
気候変動は、大量の粒子状物質を河口にもたらす大量の流出イベントの頻度を増加させると予想されます。暴風雨の規模が大きくなると、堆積物を閉じ込める河口の効果が減少し、より多くの窒素とリンが河口を通って押し出されるため、沿岸の富栄養化が悪化すると予想されます。
チェサピーク湾の河口域であるジェームズ川に関する最近の研究では、そうではない可能性があることが示唆されています。河口上部の細かく分解された (月ごとの) 物質収支の 8 年間の時系列を使用して、炭素、窒素、およびリンの保持に対する排出量と温度の影響を評価しました。流出量の増加に伴い、河口域内に保持される C、N、および P の量は、総量としても投入量の割合としても増加しました。
排出量が多いと、分水界からより重い粒子が放出され、スループットが高く、水の滞留時間が短いにもかかわらず、保持効率が向上しました。これらの栄養素の溶解した無機形態の保持は、水温によって強く影響を受けました。溶存無機窒素の保持は、水温が 20℃ を超えると、対応する排水時の水温が低い場合と比較して 10 倍高くなりました。
これらの発見は、河口に運ばれるN負荷の大部分が溶解した無機形態であり、したがって生物学的同化と脱窒の温度依存速度の影響を受けるため、気温の上昇がPよりもNの保持に大きな影響を与えることを示唆しています。対照的に、P負荷の大部分は粒子状であり、堆積物トラップによって保持され、排出による河川入力に依存しています。全体として、この結果は、8 年間の研究で観察された水温と河川の流出条件の範囲にわたって、C、N、および P の保持に関連する生態系機能の高度な回復力を示しています。
これらの調査結果は、ジャーナル Estuarine, Coastal and Shelf Science に最近掲載された、ジェームズ川河口における C、N、および P 保持の調節における気候変動とその役割というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、バージニア コモンウェルス大学のポール A. ブカヴェッカス、マイケル ベック、ダナ デヴォア、ウィリアム M. リーによって行われました。
