Ujście

W przypadku innych zastosowań zobacz Estuarium (ujednoznacznienie) .
Siedliska morskie
Mattole River Estuary 2005.jpg
Ujście rzeki Mattole

Estuarium to częściowo osłonięty przybrzeżny zbiornik wód słonawych , do którego wpływa jedna lub więcej rzek lub strumieni, i który ma swobodne połączenie z otwartym morzem . Estuaria tworzą strefę przejściową między rzecznym a środowiskiem morskim i są przykładem ekotonu . Estuaria podlegają zarówno wpływom morskim, takim jak pływy , fale i napływ słonej wody , jak i wpływom rzecznym, takim jak przepływy słodkiej wody i osadów. Mieszanie wody morskiej i słodkiej zapewnia wysoki poziom składników odżywczych zarówno w słupie wody, jak iw osadach , co czyni ujścia rzek jednymi z najbardziej produktywnych siedlisk naturalnych na świecie.

Większość istniejących estuariów powstała w epoce holocenu w wyniku zalania dolin zerodowanych przez rzeki lub wyczyszczonych przez lodowce, kiedy poziom mórz zaczął się podnosić około 10 000–12 000 lat temu. Estuaria są zazwyczaj klasyfikowane zgodnie z ich geomorfologicznymi lub wzorcami krążenia wody. Mogą mieć wiele różnych nazw, takich jak zatoki , porty , laguny , wloty lub cieśniny , chociaż niektóre z tych zbiorników wodnych nie spełniają ściśle powyższej definicji estuarium i mogą być w pełni zasolone.

Wiele estuariów ulega degeneracji z powodu różnych czynników, w tym erozji gleby , wylesiania , nadmiernego wypasu , przełowienia i zapełniania mokradeł. Eutrofizacja może prowadzić do nadmiernej ilości składników odżywczych ze ścieków i odchodów zwierzęcych; zanieczyszczenia, w tym metale ciężkie , polichlorowane bifenyle , radionuklidy i węglowodory z dopływów ścieków; oraz wały lub tamy w celu ochrony przeciwpowodziowej lub przekierowania wody.

Definicja

Ogólny film o ujściach rzek Natura 2000 w Walii ; 2015
Ujście portu Nowy Jork – New Jersey
Ujście rzeki Exe
Ujście estuarium położone w Darwin , Terytorium Północne , Australia
Zatłoczone ujście rzeki w Paravur w pobliżu miasta Kollam w Indiach
Usta ujścia
Ujście Río de la Plata
Ujście rzeki Yachats w Yachats w stanie Oregon
ujście Amazonki

Słowo „estuarium” pochodzi od łacińskiego słowa aestuarium oznaczającego pływowy wlot morza, które samo w sobie pochodzi od terminu aestus oznaczającego przypływ. Zaproponowano wiele definicji opisujących ujście rzeki. Najszerzej akceptowana definicja brzmi: „półzamknięty przybrzeżny zbiornik wodny, który ma swobodne połączenie z otwartym morzem i w którym woda morska jest w wymierny sposób rozcieńczana wodą słodką pochodzącą z melioracji lądu”. Definicja ta wyklucza jednak szereg przybrzeżnych zbiorników wodnych, takich jak laguny przybrzeżne i słonawe .

Bardziej wszechstronna definicja estuarium to „półzamknięty zbiornik wodny połączony z morzem aż do granicy pływów lub granicy intruzji soli i przyjmujący odpływ słodkiej wody; jednakże dopływ słodkiej wody może nie być stały, połączenie z morzem mogą być zamknięte przez część roku, a wpływ pływów może być znikomy”. Ta szeroka definicja obejmuje również fiordy , laguny , ujścia rzek i strumienie pływowe . Estuarium to dynamiczny ekosystem mający połączenie z otwartym morzem, przez które wpływa woda morska w rytmie przypływów . Wpływ pływów na ujścia rzek może wykazywać nieliniowy wpływ na ruch wody, co może mieć istotny wpływ na ekosystem i przepływ wody. Woda morska wpływająca do ujścia rzeki jest rozcieńczana słodką wodą płynącą z rzek i strumieni. Wzorzec rozcieńczania jest różny w różnych estuarium i zależy od objętości słodkiej wody, zakresu pływów i stopnia parowania wody w estuarium.

Klasyfikacja oparta na geomorfologii

Zatopione doliny rzeczne

Główny artykuł: Ria

Zatopione doliny rzeczne są również znane jako przybrzeżne ujścia rzek. W miejscach, gdzie poziom morza podnosi się w stosunku do lądu, woda morska stopniowo przenika do dolin rzecznych, a topografia estuarium pozostaje podobna do doliny rzecznej. Jest to najczęstszy typ estuarium w klimacie umiarkowanym. Dobrze zbadane ujścia rzek obejmują ujście Severn w Wielkiej Brytanii i Ems Dollard wzdłuż granicy holendersko-niemieckiej.

Stosunek szerokości do głębokości tych estuariów jest zwykle duży, wyglądający jak klin (w przekroju poprzecznym) w części wewnętrznej oraz rozszerzający się i pogłębiający w kierunku morza. Głębokość wody rzadko przekracza 30 m (100 stóp). Przykładami tego typu estuariów w Stanach Zjednoczonych są rzeki Hudson , zatoki Chesapeake i zatoki Delaware wzdłuż wybrzeża środkowoatlantyckiego oraz zatoki Galveston i zatoki Tampa wzdłuż wybrzeża Zatoki Perskiej .

typu lagunowego lub barowego

Zobacz też: Pasek do ust

Ujścia rzek zbudowane z prętów znajdują się w miejscach, w których osadzanie się osadów nadąża za podnoszeniem się poziomu mórz, tak więc ujścia są płytkie i oddzielone od morza mierzejami lub wyspami barierowymi. Są stosunkowo powszechne w miejscach tropikalnych i subtropikalnych.

Te ujścia rzek są częściowo odizolowane od wód oceanicznych przez plaże barierowe ( wyspy barierowe i mierzeje barierowe ). Powstanie plaż barierowych częściowo zamyka ujście, a jedynie wąskie przesmyki umożliwiają kontakt z wodami oceanu. Ujścia rzek zbudowane z prętów zwykle rozwijają się na łagodnie nachylonych równinach położonych wzdłuż stabilnych tektonicznie krawędzi kontynentów i marginalnych wybrzeży morskich. Są rozległe wzdłuż wybrzeży Atlantyku i Zatoki Perskiej w Stanach Zjednoczonych na obszarach z aktywną depozycją osadów przybrzeżnych i gdzie zakresy pływów są mniejsze niż 4 m (13 stóp). Plaże barierowe, które otaczają ujścia rzek zbudowane z barów, zostały opracowane na kilka sposobów:

  • tworzenie poprzeczek przybrzeżnych w wyniku działania fal, w których piasek z dna morskiego osadza się w podłużnych poprzeczkach równoległych do linii brzegowej,
  • przerobienie zrzutu osadów z rzek przez falę, prąd i działanie wiatru na plaże, równiny zalewowe i wydmy,
  • pochłonięcie grzbietów plaż na kontynencie (grzbiety powstałe w wyniku erozji osadów równin przybrzeżnych około 5000 lat temu) w wyniku podniesienia się poziomu morza i skutkujące przerwaniem grzbietów i zalaniem nizin przybrzeżnych, tworząc płytkie laguny, oraz
  • wydłużenie mierzei zaporowych z erozji cyplów na skutek działania prądów przybrzeżnych , przy czym mierzeje narastają w kierunku dryfu litoralu. [ potrzebne źródło ]

Typ fiordu

Fiordy powstały tam, gdzie plejstoceńskie lodowce pogłębiły i poszerzyły istniejące doliny rzeczne, tak że w przekrojach przybrały kształt litery U. U ich ujścia występują zazwyczaj skały, łachy lub progi osadów lodowcowych , które mają wpływ na modyfikację cyrkulacji estuariów.

fiordów powstają w głęboko zerodowanych dolinach utworzonych przez lodowce . Te ujścia rzek w kształcie litery U mają zazwyczaj strome zbocza, dno skalne i podwodne progi wyprofilowane przez ruch lodowcowy. Ujście jest najpłytsze u ujścia, gdzie moreny czołowe lub łachy skalne tworzą progi ograniczające przepływ wody. W górnym biegu ujścia głębokość może przekraczać 300 m (1000 stóp). Stosunek szerokości do głębokości jest na ogół niewielki. W estuariach z bardzo płytkimi progami oscylacje pływów wpływają na wodę tylko do głębokości progu, a wody głębsze mogą pozostawać w stagnacji przez bardzo długi czas, więc dochodzi do sporadycznej wymiany głębokich wód ujścia z oceanem. Jeśli głębokość progu jest głęboka, cyrkulacja wody jest mniej ograniczona i następuje powolna, ale stała wymiana wody między ujściem rzeki a oceanem. Ujścia rzek przypominające fiordy można znaleźć wzdłuż wybrzeży Alaski , regionu Puget Sound w zachodnim stanie Waszyngton , Kolumbii Brytyjskiej , wschodniej Kanady, Grenlandii , Islandii , Nowej Zelandii i Norwegii.

Wytwarzane tektonicznie

Ujścia te powstają w wyniku osiadania lub lądu odciętego od oceanu przez ruchy lądu związane z uskokami , wulkanami i osuwiskami . Do powstania tych estuariów przyczyniły się również wylewy spowodowane eustatycznym podnoszeniem się poziomu morza w epoce holocenu . Istnieje tylko niewielka liczba ujść rzek powstałych w wyniku tektonii ; jednym z przykładów jest Zatoka San Francisco , która powstała w wyniku ruchów skorupy ziemskiej systemu uskoków San Andreas, które spowodowały zalanie dolnego biegu rzek Sacramento i San Joaquin .

Klasyfikacja na podstawie obiegu wody

Zobacz też: Cyrkulacja wody w ujściach rzek

Klin solny

„Klin solny” przekierowuje tutaj. Nie mylić z zaklinowaniem soli (geologia) .
Zobacz też: Intruzja słonej wody

W tego typu estuarium przepływ rzeki znacznie przewyższa wpływ morza, a skutki pływów mają niewielkie znaczenie. Słodka woda unosi się na powierzchni wody morskiej w warstwie, która stopniowo staje się cieńsza w miarę przemieszczania się w kierunku morza. Gęstsza woda morska przesuwa się w kierunku lądu wzdłuż dna ujścia rzeki, tworząc warstwę w kształcie klina, która jest cieńsza w miarę zbliżania się do lądu. Gdy różnica prędkości rozwija się między dwiema warstwami, siły ścinające generują fale wewnętrzne na granicy faz, mieszając wodę morską w górę z wodą słodką. Przykładami ujścia solnego klina są rzeki Mississippi i ujścia Mandovi w Goa w okresie monsunowym.

Częściowo mieszane

Wraz ze wzrostem siły pływów wydajność rzeki staje się mniejsza niż ilość wody morskiej. W tym przypadku turbulencje wywołane prądem powodują mieszanie całego słupa wody w taki sposób, że zasolenie zmienia się bardziej wzdłużnie niż w pionie, co prowadzi do stanu umiarkowanie rozwarstwionego. Przykłady obejmują Zatokę Chesapeake i Zatokę Narragansett .

Dobrze wymieszane

Siły mieszania pływów przekraczają wydajność rzeki, co skutkuje dobrze wymieszaną kolumną wody i zanikiem pionowego gradientu zasolenia . Granica woda słodka-woda morska jest wyeliminowana ze względu na intensywne mieszanie turbulentne i efekty wirowe . Dolny bieg zatoki Delaware i rzeki Raritan w New Jersey to przykłady pionowo jednorodnych estuariów.

Odwrotność

Odwrócone ujścia występują w suchym klimacie, gdzie parowanie znacznie przekracza dopływ słodkiej wody. Tworzy się strefa maksymalnego zasolenia, a wody rzeczne i oceaniczne płyną blisko powierzchni w kierunku tej strefy. Woda ta jest wypychana w dół i rozprzestrzenia się wzdłuż dna zarówno w kierunku morza, jak i lądu. Przykładem odwróconego ujścia rzeki jest Zatoka Spencera w Australii Południowej.

Przerywany

Typ estuarium różni się znacznie w zależności od dopływu słodkiej wody i może zmienić się z całkowicie morskiego nabrzeża na dowolny inny typ estuarium.

Zmienność fizykochemiczna

Najważniejszymi zmiennymi cechami wód ujściowych są stężenie rozpuszczonego tlenu, zasolenie i ładunek osadów . Występuje ekstremalna zmienność przestrzenna zasolenia, od bliskiego zeru na granicy pływów rzek dopływowych do 3,4% u ujścia ujścia. W dowolnym momencie zasolenie będzie się znacznie zmieniać w czasie i sezonach, co czyni go trudnym środowiskiem dla organizmów. Osady często osadzają się w międzypływowych równinach błotnych , które są niezwykle trudne do skolonizowania. Nie istnieją żadne punkty przyczepu dla glonów , więc siedliska oparte na roślinności nie są ustanowione. [ potrzebne wyjaśnienie ] Osad może również zatykać struktury pokarmowe i oddechowe gatunków, a gatunki z równin błotnych mają specjalne przystosowania, aby poradzić sobie z tym problemem. Wreszcie rozpuszczonego tlenu może powodować problemy dla form życia. Bogaty w składniki odżywcze osad ze źródeł wytworzonych przez człowieka może sprzyjać cyklom życia produkcji pierwotnej, być może prowadząc do ostatecznego rozkładu, usuwając rozpuszczony tlen z wody; w ten sposób mogą rozwinąć się strefy niedotlenienia lub niedotlenienia .

Konsekwencje eutrofizacji w ujściach rzek

Dalsze informacje: Eutrofizacja § Wody przybrzeżne

Wpływ eutrofizacji na cykle biogeochemiczne

Procesy, którym podlega azot w systemach ujść rzek.

Azot jest często główną przyczyną eutrofizacji w ujściach rzek w strefach umiarkowanych. Podczas zdarzenia eutrofizacji biogeochemiczne sprzężenie zwrotne zmniejsza ilość dostępnej krzemionki . Te sprzężenia zwrotne zwiększają również podaż azotu i fosforu, tworząc warunki, w których mogą utrzymywać się szkodliwe zakwity glonów. Biorąc pod uwagę obecnie niezbilansowany cykl azotowy , ujścia rzek można doprowadzić do ograniczenia fosforu zamiast ograniczenia azotu. Niezrównoważony cykl fosforu może poważnie wpłynąć na ujścia rzek, ponieważ fosfor wchodzi w interakcję z dostępnością azotu i krzemionki.

Przy obfitości składników odżywczych w ekosystemie rośliny i glony zarastają i ostatecznie rozkładają się, co wytwarza znaczne ilości dwutlenku węgla. Uwalniając CO 2 do wody i atmosfery, organizmy te pobierają również cały lub prawie cały dostępny tlen, tworząc środowisko niedotlenienia i niezrównoważony obieg tlenu . Nadmiar węgla w postaci CO 2 może prowadzić do niskiego poziomu pH i zakwaszenia oceanów , co jest bardziej szkodliwe dla wrażliwych regionów przybrzeżnych, takich jak ujścia rzek.

Wpływ eutrofizacji na roślinność ujść rzek

Słone bagno z brodzącymi bocianami.

Zaobserwowano, że eutrofizacja ma negatywny wpływ na wiele zbiorowisk roślinnych w ekosystemach ujść rzek . Słone bagna to rodzaj ekosystemu w niektórych ujściach rzek, na który eutrofizacja negatywnie wpłynęła. Roślinność Cordgrass dominuje w krajobrazie słonych bagien. Nadmiar składników odżywczych umożliwia roślinom szybszy wzrost w biomasie nadziemnej, jednak mniej energii jest przeznaczane na korzenie, ponieważ składniki odżywcze są obfite. Prowadzi to do mniejszej biomasy roślinności podziemnej, co destabilizuje brzegi bagien, powodując zwiększone tempo erozji . Podobne zjawisko występuje na bagnach namorzynowych , które są kolejnym potencjalnym ekosystemem w ujściach rzek. Wzrost azotu powoduje wzrost wzrostu pędów i spadek wzrostu korzeni. Słabsze systemy korzeniowe powodują, że drzewo namorzynowe jest mniej odporne w okresach suszy, co może prowadzić do śmierci namorzynu. Ta zmiana biomasy nadziemnej i podziemnej spowodowana eutrofizacją może utrudnić sukces roślin w tych ekosystemach.

Wpływ eutrofizacji na zwierzęta ujść rzek

Przykład siei

We wszystkich biomach eutrofizacja często prowadzi do śmierci roślin, ale skutki na tym się nie kończą. Śmierć roślin zmienia całą strukturę sieci pokarmowej, co może prowadzić do śmierci zwierząt w dotkniętym biomie . Ujścia rzek są gorącymi punktami różnorodności biologicznej , w których odbywa się większość połowów komercyjnych, co powoduje, że skutki eutrofizacji są znacznie większe w ujściach rzek. Niektóre określone zwierzęta z ujść rzek silniej niż inne odczuwają skutki eutrofizacji. Jednym z przykładów jest gatunek siei z europejskich Alp . Eutrofizacja obniżyła poziom tlenu w ich siedliskach tak bardzo, że jaja siei nie mogły przetrwać, powodując lokalne wymieranie. Jednak niektóre zwierzęta, takie jak ryby mięsożerne, dobrze radzą sobie w środowiskach ubogich w składniki odżywcze i mogą odnieść korzyści z eutrofizacji. Widać to w populacjach basów czy szczupaków.

Wpływ eutrofizacji na działalność człowieka

Komercyjna łódź rybacka

Eutrofizacja może mieć wpływ na wiele siedlisk morskich, co może prowadzić do konsekwencji gospodarczych. Przemysł rybołówstwa komercyjnego opiera się na ujściach rzek w przypadku około 68 procent połowów pod względem wartości ze względu na dużą różnorodność biologiczną tego ekosystemu. Podczas kwitnienia glonów rybacy zauważyli znaczny wzrost ilości ryb. Nagły wzrost pierwotnej produktywności powoduje skoki w populacjach ryb, co prowadzi do większego wykorzystania tlenu. To ciągłe odtlenianie wody powoduje następnie spadek populacji ryb. Efekty te mogą rozpocząć się w ujściach rzek i mieć szeroki wpływ na otaczające zbiorniki wodne. To z kolei może zmniejszyć sprzedaż przemysłu rybnego w jednym obszarze iw całym kraju. Produkcja w 2016 roku z rybołówstwa rekreacyjnego i komercyjnego wniosła miliardy dolarów do produktu krajowego brutto (PKB) Stanów Zjednoczonych. Spadek produkcji w tej branży może dotknąć każdego z 1,7 miliona ludzi, których przemysł rybny zatrudnia rocznie w Stanach Zjednoczonych.

Implikacje dla życia morskiego

Estuaria to niezwykle dynamiczne systemy, w których temperatura, zasolenie, zmętnienie, głębokość i przepływ zmieniają się codziennie w odpowiedzi na pływy. Ten dynamizm sprawia, że ​​ujścia rzek są wysoce produktywnymi siedliskami, ale także utrudnia przetrwanie wielu gatunkom przez cały rok. W rezultacie duże i małe ujścia rzek doświadczają silnych sezonowych zmian w swoich społecznościach rybnych. Zimą społeczność ryb jest zdominowana przez odpornych mieszkańców mórz, a latem różnorodne ryby morskie i anadromiczne wpływają do estuariów iz nich wypływają, wykorzystując swoją wysoką produktywność. Ujścia rzek stanowią krytyczne siedlisko dla różnych gatunków, których cykl życiowy polega na ujściach rzek. śledzie pacyficzne ( Clupea pallasii ) składają jaja w ujściach rzek i zatokach, surfperki rodzą w ujściach rzek, młode płastugi i skalniaki migrują do ujść rzek z tyłu, a anadromiczne łososiowate i minogi wykorzystują ujścia rzek jako korytarze migracyjne. Również wędrownych , takie jak rycyk , polegają na ujściach rzek.

Dwa główne wyzwania związane z życiem w estuarium to zmienność zasolenia i sedymentacji . Wiele gatunków ryb i bezkręgowców ma różne metody kontrolowania lub dostosowywania się do zmian stężeń soli i są one określane jako osmokonformatory i osmoregulatory . Wiele zwierząt zakopuje się również w norach , aby uniknąć drapieżnictwa i żyć w bardziej stabilnym środowisku osadowym. Jednak w osadzie znajduje się duża liczba bakterii, które mają bardzo wysokie zapotrzebowanie na tlen. Zmniejsza to poziom tlenu w osadach, co często prowadzi do warunków częściowo beztlenowych , które mogą zostać dodatkowo zaostrzone przez ograniczony przepływ wody.

Fitoplankton jest głównym producentem surowców w ujściach rzek. Poruszają się wraz ze zbiornikami wodnymi i mogą być wprowadzane i wypłukiwane przez pływy . Ich wydajność zależy w dużej mierze od zmętnienia wody. Głównym obecnym fitoplanktonem są okrzemki i bruzdnice , które występują obficie w osadach.

Należy pamiętać, że podstawowym źródłem pożywienia dla wielu organizmów żyjących w ujściach rzek, w tym bakterii , są detrytusy pochodzące z osadów sedymentacyjnych.

Wpływ człowieka

Dalsze informacje: Usługi ekosystemowe § Usługi ekosystemów przyujściowych i przybrzeżnych oraz Ekosystem morski § Zagrożenia

Spośród trzydziestu dwóch największych miast na świecie na początku lat 90. dwadzieścia dwa znajdowały się nad ujściami rzek.

Jako ekosystemy, estuaria są zagrożone przez działalność człowieka, taką jak zanieczyszczenie i przełowienie . Zagrożone są również ściekami, osadami przybrzeżnymi, oczyszczaniem gruntów i nie tylko. Na ujścia rzeki mają wpływ wydarzenia w górnym biegu rzeki i gromadzą materiały, takie jak zanieczyszczenia i osady. Odpływy z gruntów oraz ścieki przemysłowe, rolnicze i domowe wpływają do rzek i są odprowadzane do ujść rzek. Do środowiska morskiego mogą zostać wprowadzone zanieczyszczenia, które nie ulegają szybkiemu rozkładowi, takie jak tworzywa sztuczne , pestycydy , furany , dioksyny , fenole i metale ciężkie .

Takie toksyny mogą gromadzić się w tkankach wielu gatunków organizmów wodnych w procesie zwanym bioakumulacją . Gromadzą się również w bentosowych , takich jak ujścia rzek i muły zatokowe : geologiczny zapis działalności człowieka w ostatnim stuleciu. Skład pierwiastkowy biofilmu odzwierciedla obszary estuarium, na które wpływ miała działalność człowieka, iz biegiem czasu może zmienić podstawowy skład ekosystemu oraz odwracalne lub nieodwracalne zmiany w abiotycznych i biotycznych częściach systemów od dołu do góry.

Na przykład chińskie i rosyjskie zanieczyszczenia przemysłowe, takie jak fenole i metale ciężkie, zniszczyły zasoby rybne w rzece Amur i uszkodziły glebę w jej ujściu rzeki.

Ujścia rzek są zwykle eutroficzne , ponieważ spływy lądowe odprowadzają składniki odżywcze do estuariów. Wraz z działalnością człowieka spływ ziemi obejmuje również wiele chemikaliów używanych jako nawozy w rolnictwie, a także odpady pochodzące od zwierząt gospodarskich i ludzi. Nadmiar chemikaliów zubożających tlen w wodzie może prowadzić do niedotlenienia i tworzenia martwych stref . Może to skutkować obniżeniem jakości wody, ryb i innych populacji zwierząt. Występuje również przełowienie. Zatoka Chesapeake miała kiedyś kwitnącą populację ostryg , która została prawie zniszczona przez przełowienie. Ostrygi filtrują te zanieczyszczenia i albo je zjadają, albo formują małe paczki, które osadzają się na dnie, gdzie są nieszkodliwe. W przeszłości ostrygi filtrowały całą objętość wody w ujściu rzeki z nadmiaru składników odżywczych co trzy lub cztery dni. Dziś proces ten trwa prawie rok, a osady, składniki odżywcze i glony mogą powodować problemy w lokalnych wodach.

Przykłady

Afryka

Azja

Europa

Ameryka północna

Oceania

Ameryka Południowa

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Estuary&oldid=1138868971 ”