A BS TRA C T
S U ZAN N E P . T H OMP S O N . Spa t i a l a nd Te mp o r a l P a t t e r n s o f
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c a ti
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n a N at u r a l a ndi
n a Re s t o r e d Sal t Ma r sh .(
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Ma r sh c r e a t i o n f o r mi t
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gati
o n o f wet l a nd l o s s ha s c omei
nt o i n c r e a s i ng u s e , b u t l i t t l e r e s e a r c h ha s e x ami
n edn ut r i e nt cy c l i n g o r o t h e r cr
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ca l we t l a nd habi
t a t f u n c ti
o n si
n c o n st r u ct e d m a r s he s . T h i s st ud y c o m p a r e s sp a ti
a l a n dt em
p
o r a l p a t t e r n s o f ni
t r oge n c y c li
n g vi
a t he ni
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n a n a t u r a l a ndi
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mat e l y4 4 t
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me s gr e a t e ri
n a n at u r a l ma r s h r e l a ti
v e t o a n adj
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o n r at e se x c e e d e d d e n i t r i f i c a t i o n b y a f ac t o r o f 2 0 . T r a n s p l a n t ed
ma r s h d e n
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r e s t o r e d ma r s h o n l y . T he s e r e s u l t s de mo n st r a t e f u n c t
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c s o f a y o u ng r es t o r ed ma r shT AB L E OF C ON T ENT S
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n n a t ur a l a n d r e st o r edma r s h s e
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me nt s 5 71 5 . Po r ewa t e r N H ^
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n n at u r a l a nd r e s t o r ed ma r shs e d i m e n t s 6 0
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t h t he w ho l e co r e a nd s l u r r y t e c hni q
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n n at u r a l a n d r e s t o r e d ma r s h p l a n t e d co n t r o lsed i me n t s 63
1 7 . E f f e c t o f wa t e r c o v e r a
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me nt s 6 61 9 . R edo x p r o f i l e s o f
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r e e nh o u s e mu d d y a nd s a nd ysed
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6 72 0 . D
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a l s o f s a nd y a nd mud d y se di
me n t s 6 92 1 . D
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me nt s 7 12 2 . D
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n r e st o r ed ma r s h s u r f ac e s e di
m e n t s 7 22 3 . D e n
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t ri
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o n a nd ni
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n r e s t o r e dma r s h s e d
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t ho u t Uc a bu r r o ws 7 42 4 . D e n
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t h Uc a b u r r ows , Sp ar ti
n a r o o t s a nd s e di
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n sedi
me nt a s s oci
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n a r o o t s 7 82 6 . Mo de l o f n
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n n at u r a l a nd
r e st o r ed m a r s h s e d
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me nt s 8 4I N T RODU CT I ON
W e t l a nd r e s t o r a t i o n i s r e c e i v i ng
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n c r e a s i n g a t t e n t i o na s a me a n s t o mi t
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Mi
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.Co a s t a l ma r s he s , a s w e l l a s o t he r wet l a nd s , we r e
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n c e t h e r e wa s li
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t f r om t he o f t e n f o r bi
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n . Co n s e q u e n t l y ,c o a s t a l s a l t ma r s he s ha v e bee n e x t e n s i v e l
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d r ai
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c a l v a l u e s o f t he s e w e t l a nd s ha v e b e c o me ap p
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n f i sh e ri
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t i c a l hab i t a t f o r bi
r d s t hat n e s t a n d f e e d t he r e .Ma r s he s a r e d
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t es o f n ut r i e n t t r a n s f o r mati
o n ,f u n c t i o n i ng i n some c as e s a s a b u f f e r o r f i l t e r f o r
t e r r es t r
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a l r u n of fi
n t o e s t u a ri
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d a l ma r s he s a r ei
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v a l u ab l e f o r t he s t udy
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o n t o t hec o n t i n u a l l y ch a ng
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n g p h y si
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s si
pati
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ng
s e di
me n t t r a n sp
o r t .As t he s e v a l u es of sa l t ma r sh e c o s
y
s t ems ha v e be co mer ec o gn
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zed , s up p
o r t f o r t h ep
r ot e c ti
o n o f di
mi
ni
s hi
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wet l a nd r e s o u r c e s h a s
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n c r e a se d . Howe v e r, t he c o n t
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n u e dp
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u l a ti
o n gr ow t hi
n c o as t a l a r e a s h as l e d t oi
n c r e a s e dde v e l o
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me n t w i t h t he r e s u l t t hat sa l t m a r s he s ha v e be e nde st r oye d t hr o u g h d
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r ec t fi
l li
n g a n d dr e d g i n g o r di
s t u r b e dt
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r o ug hh
y dr o l og i
c a l c h a nge si
n t h e wa t e r s hed(
Zed l e r 1 9 8 8)
.Und e r f ed e r a l l a w , wet l a nd hab
i
t a t s a r ep
r ot e c t ed u nd
e rSe c t
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o n 4 0 4 o f t he C l e a n Wa t e r Act . I m p l eme n t ati
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sa ct ha s b e e n h
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h ly
v a ri
a b l e s u ch
t ha t w e tl
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a sc o n t
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a t a n a l a r mi
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o n a ndr e st or at
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po s t f a c t o a ct
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R ac e a nd Ch ri
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c r e a t
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T ha ye r e t a l . 1 9 8 6)
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n g we t l a nd mi
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s f o r t he t r e a t me n t o f we tl
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sa s r e n ewa b l e r e so u r c e s
(
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r n es1 9 8 8 , Mo
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a nd L e vi
n 1 9 9 1)
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o n o f n at u r a l m a r s he si
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n a n d b et we e n n a t u r a l a s we l l ast r a n s
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n e u s e o f we t l a nd mi
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de v e l o p ed a s a me a n s o f s ho r e l
i
n e s t ab i l i z a ti
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ni
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a lr e s e a r ch o n m i t i ga t e d s a l t ma r s he s f o c u s e d o n t h e su c c e s s o f
S
p
a r ti
n a a l t e r ni
f l o r a s t a nd s o n t he U . S . E a st a n d Gu l fC o as t s . Ma ny p l a n t e d m a r s he s h a v e a t t a i ne d r a t e s o f pr
i
m a r yp r o du ct i v i t y c o m p a r a b l e t o co n t r o l n a t u r a l ma r sh e s i n a f e w
t o 1 0 y e a r s t i me
(
Sen e c a e t a l . 1 9 7 6, B r o ome et a l . 1 9 8 8
)
.T he s e r es e a r c he r s f o u n d t h a t su c c e s s f u l r e v e ge t a t
i
o ni
sa f f e c t ed b
y
s u c h f a ct o r s a s e l e v a ti
o n , s l o pe , wa v e e x p o s u r e ,s o
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st r y a nd p h y si
c a l n ut r i e nt s up
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t y o f p l a nt p r op a gu l e s .On l y a f ew s t u d
i
e s ha v e co m pa r e di
n f a u n a l c o mmu ni
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n at u r a l ma r sh e s(
Cam ma n 1 9 7 6 , Sa c co e t a l .1 9 8 7 , Sa c c o 1 9 8 9 , Moy a nd L e v
i
n 1 9 9 1)
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v e r si
t y b e t we e n a r t i fi
c i a l a nd n at u r a l ma r s he ss e e me d u n r e l a t e d t o ma r s h a ge
(
Sac c o 1 9 8 9)
. Ma r sh e l e v ati
o n(
Sa c c o 1 9 8 9)
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me n t si
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c c o nt e nt(
Moy
a ndLe v i n 1 9 9 1
)
ha v e be e n i de n t i f i ed a s f a ct o r s r e spo n si
b l e f o ri
n f a u n a l c o mmu ni
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di
f f e r e n c e s b u t t h e c omp
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a ndv a r
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st r uc t u r e
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c u l t t op
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s e , li
t t l e r e s e a r ch
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t r o gen a n d o r ga ni
c c a r bo n r e v e al e d t hatp
r ed i c t e d r e co v e r y ti
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t o n at u r a l ma r sh
l e v e l s)
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(
L i nd a u a nd H o s s i n e r 1 9 8 1 ,C r a f t e t a l . 1 9 8 8 , L a n g i s e t a l . 1 9 9 1 , C r a f t e t a l . 1 9 9 1
)
.Cr af t e t a l .
(
1 9 8 8)
di
sti
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s he d bet we e n ma c r o o rg
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ma t e d n a t u r a l ma r s h l e v e l s wi
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n1 5 t o 3 0 y e a r s a nd s o i l n u t r i e n t p o o l s t h a t w e r e mu c h s l o we r
t o de v e l op . La n g i s e t a l
(
19 9 1)
f o u n d t ha t a l t ho u g h t hes
p
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fi
c r a t e s o f ni
t r oge n mi
ne r a li
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o n we r e si
mi
l a ri
n an a t u r a l a n d co n st r u c t e d ma r sh , t ot a l m
i
n e r a li
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o n wa st w
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c e a s hi
g h i n t h e n a t u r a l ma r sh . N i t r o ge n fi
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o n r at e swe r e l owe r
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n su r f a c e s e di
me n t s b u t hi g
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s e t al . 1 9 9 1)
. I n c o n t r a s t ,C u r r
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i n pr ep .)
f o u nd h i g he r n i t r o ge n fi
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nr e st o r e d ma r sh su r f a c e s e d
i
me nt c om p a r e d t o a n a dj
a ce n tn a t u r a l ma r s
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n N o r t h Ca r o li
n a . Ot he r ni
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i
t r a t e r e d uc t i o n t o ammo n i u m a nd d e n i t r i f i c a t i o n , ha v e n o tp r e v
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b e e n me as u r edi
n c o n st r u ct ed s a l t m a r sh e s .Co n s
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e r a b l e r e s e a r ch
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st e m s . Ni
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c u l a ri
n t e r e s t b ec a u s e sup
p li
e s o f t hi
s n ut ri
e nt h a v e c o n si
st e nt ly
b e e n f o u n d t o l
i
mi
tp
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p
r od u c ti
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s a l t ma r s hv e ge t at
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Me n de l s s o hn 1 9 7 9 , B u r e s ch e t a l 1 9 8 0 , S ma r t a n dBu r k o 1 9 8 0
)
. Ni
t r og
e n budg
e t sh
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e e n d e v e l op
ed f o ro f n i t r og e n be t wee n ma r sh e s a nd a d
j
a ce n t e s t u a r i e s(
e -g
-Ha i n e s e t a l . 1 9 7 7 , S t e v e n s e n e t a l
. 1 9 7 7 , Wo o d we l l et a l .
1 979 , J o r d a n a nd Co r r e l l 1 9 9 1
)
. A r ev i e w o f t he s e s t u di
e ss ho ws t ha t t he n e t e xc h a nge o f d
i
f f e r e n t f o r ms of ni
t r oge no f t e n v a r
i
e d s e as o n a l l y a nd t h e o v e r a l l so u r c e/
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r o l e o fma r s he s f o r ni t r oge n wa s o f t e n ma r sh - sp e c i f i c . N i x o n
(
1 9 8 0)
c o n c l u d e d t ha t , i n ge n e r a l , ma r sh e s e xp o r t ed o r ga n
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c u l a t e a nd di
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n i t r oge n t o t h e
a m b i e n t e n v i r on me n t
(
Od u m 19 6 9 , Wo od we l l 1 9 7 9 , A zn i b . Ab d .Az
i
z a n d Ne d we l l 1 9 8 6 , Mo r ri
s a nd Bo w de n 1 9 8 6)
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n g c o n s t r u c t ed ma r s he s .N i t r o ge n c y c l i ng i s a co m p l ex o f mo s t l y m i c r ob i a l l y
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c r o b i a l p r o c e s s e s . Ma r s h ma c r op h y t e sa n d f a u n a a r e d
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r e ct l y li
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z a n d Ned
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A zn i b . Ab d . A zi
z a nd N e d we l l 1 9 8 6 ,De l u a ne a n d P a t r
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c a t i o n i n t wo s t ud i e s w h e n bo t hp
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Ka pl
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b . A bd
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z a n d N e d we l l 1 9 8 6)
.I n r e st o r e d ma r s he s
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amo n g t he c o mpo n e n t s o f n i t r oge n cy c l i n g may be q ui t e
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f f e r e n t t ha n t h e pa t t e r n p r evi
o u s l y s u gg
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c r at e s o f m i n e r a li
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n c o ns t r u c t eda n d n a t u r a l m a r sh e s , o n a n a r e a l b a s
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s , mi
n e r a li
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n co n s t r u c t e d mar sh e s d ue t o l owe r l e v e l s o fpa r t
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cu l a t e o r g a ni
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Cr af t et a l . 1 9 8 8 , L a ng i
s e t a l .1 9 9 1
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. Co n s e q u e n t l y , t he ba l a n c e a mo ng
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o n s ma y h a v e a co n si
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a c t o n m a r sh
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r es e nt wo r k f oc u s e s o n a c o mp
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a t e d l o s s of Nt o t h e a t mo s
p
he r e t h a t , i n t h e a b s e n c e o f a nt h r opog
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u t , c a n o n l y b e o f f s e t by
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o n . I n t hi
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l e n e b l oc k t e c hni q
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t e d t o me a s u r ede n
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s a l t ma r shv e
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fi
c a ti
o n r a t e s wa sBA CKGROU N D I N FO R MA T I O N
As dep
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c t e di
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gu r e 1 , de ni
t ri
fi
c ati
o ni
s o n e o f ma nyi
n t e r ac t i n g n i t r og
en t r a ns f o r ma ti
o n s ch a r a c t e ri
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n g t h en
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t r o ge n c y c l e . C o n sequ e n t l y ,
i
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s d i f fi
c u l t t o st u d yd e n
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t h o ut c o n s i de ri
n g o t he r ni
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i
o n s t o w h i c h t h i sp
r o c es s i s li
n k ed . T h ef o l l ow
i
ng r e vi
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st emsi
n c l ud e si
n f o r ma ti
o n o n t h e c l os e l y r e l at e dp
a t h way o f ni
t ri
fi
c a ti
o n a nd a l t e r n at ep
at h way
s o f N 0 3~r ed u c t
i
o n .A s so c
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a t e d Ni
t r og
e n Tr a n s f o r ma ti
o n sN
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n a n t f o r m o f ni
t r oge n . S t udi
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n t e r ti
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me nt s ha v e sh own t ha tp
o t e n ti
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t r at e en ri
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)
f
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(
Va nRaa l t e a nd Pa t ri q
ui
n 1 9 7 9 , Ka sp
a r 1 9 8 3)
. So u r c e so f n
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t r a t e t o t he s e di
me nti
n c l ud
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f u si
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c ul
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n i nt e r ti
d a l s ys t e ms , g r o u ndw at e r a nd p r e ci
pi
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o n o c c u r s o nl
y u nd
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c c o nd i
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o n ss e d i me n t r a t e s o f de n i t r i f i c a t
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o n a r e pr e d i c t ed a t t hei
nt e r f a c e o f t h e s e t w o zo n es . S t udi
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m p or t a n t a l t e r n at e p at h wa y o f n i t r at er e d u c t i o n i n t h e s e s e d i me n t s .
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