Экосистема тропического соляного пруда

Соленый пруд Персеверанс-Бэй, Сент-Томас, USVI

Соленые пруды являются естественной особенностью побережья как умеренного, так и тропического климата. Эти пруды образуют жизненно важную буферную зону между наземными и морскими экосистемами. Загрязнения, такие как осадки, нитраты и фосфаты, отфильтровываются солеными прудами, прежде чем они попадут в океан. Глубина, соленость и общий химический состав этих динамичных соляных прудов колеблются в зависимости от температуры, количества осадков и антропогенных воздействий, таких как сток питательных веществ . Флора и фауна тропических соляных прудов заметно отличаются от флоры и фауны умеренных водоемов. Мангровые деревья являются доминирующей растительностью в экосистемах тропических соляных прудов, которые также служат важным местом кормления и размножения прибрежных птиц.

Формирование и цикл

Тропические соляные пруды образуются по мере того, как заливы постепенно закрываются валами из обломков рифа. Мангровые заросли растут на бермах, которые постепенно закрывают территорию, образуя соленый пруд. Обычно они образуются у подножия водоразделов с крутыми склонами, поскольку отложения, переносимые во время штормов, начинают заполнять и покрывать обломочную насыпь. Над бермой могут расти мангровые заросли , что также способствует изоляции соленого пруда. Обычно пруды сообщаются с открытым морем через просачивание из грунта. Циклы испарения и осадков в соляных прудах создают изменчивую среду с широким диапазоном солености и глубины. Из-за колебаний глубины и температуры соленые пруды можно классифицировать как гипосоленые с содержанием соли 3–20 ppt, мезозалиновые с содержанием ppt 20–50 или гиперсоленые с содержанием ppt более 50. Еще одним важным аспектом соляных прудов является их постоянство. Соляные пруды со временем могут заполниться и превратиться в продолжение суши. Некоторые из них представляют собой периодические пруды из-за предсказуемых засушливых и влажных сезонов, тогда как другие являются эпизодическими (если в регионе очень непредсказуемая погода).

Флора и фауна

Организмы, обычно встречающиеся в тропических соляных прудах и вокруг них, включают цианобактерии, морских беспозвоночных, птиц, водоросли и мангровые деревья. Например, типичный карибский соленый пруд является постоянным или временным домом для следующих объектов:

Микроорганизмы

• Бактерии , особенно цианобактерии, такие как
  • Коккохлорис стагнина
  • Микроколеус хтонопласты
  • Осциллатория
  • Формидий
• Инфузории

Беспозвоночные животные

• Ротатории (коловратки)
• Черви в том числе
  • Нематода (круглые черви)
  • Полихеты (члениковые черви)
• Книдарии (книдарии)
• Gastropoda (улитки и моллюски)
• Ракообразные
  • Cladocera (водяные блохи)
  • Остракода (семя креветок)
  • Копеподы (копеподы)
  • Анострака (артемия), особенно артемия.
  • Decapoda (крабы), такие как Ocypodidae (краб-скрипач)
• Insecta (насекомые), такие как
  • Ephydidae (рассольная муха)
  • Corixidae (лодочники)

Позвоночные животные

• Рыба, такая как кефаль (Мугиль)
• Птицы, такие как
  • Желтоногие ( Tringa spp.)
  • Ходули с черной шеей ( Himantopus mexicanus )
  • Ржанки Вильсона ( Charadrius wilsonia )
  • Утки с булавочным хвостом ( Anas bahamensis )
• Летучие мыши

Растения

• Водоросли, такие как Enteromorpha
• Сосудистые растения
  • Руппия трава
  • Мангровые деревья

Мангровые заросли соляного пруда

Во всем мире встречается 110 видов мангровых зарослей, каждый из которых имеет особые приспособления, позволяющие им обитать в соленых прудах. Мангровые заросли часто встречаются вблизи или вблизи соленых прудов из-за их способности существовать в экосистеме с высокой соленостью, низким уровнем растворенного кислорода, солоноватой водой и экстремальными температурами. Уникальные опорные корни мангровых деревьев служат барьером для соленой воды, ограничивая потерю воды и выступая в роли трубки для кислорода и питательных веществ. Семена мангровых деревьев также стали плавучими и прорастают, оставаясь при этом прикрепленными к родителю, что увеличивает шансы на выживание в сложных условиях.Присутствие мангровых зарослей усиливает и помогает сохранить многие преимущества соляных прудов, такие как:

• Соляные пруды в мангровых зарослях обеспечивают среду обитания для мигрирующих видов и критически важную среду обитания для видов, находящихся под угрозой исчезновения.
• Мангровые деревья фильтруют стоки из горных источников.
• Мангровые деревья поглощают энергию волн во время тропических штормов
• Мангровые деревья являются источником питательных веществ через опад из листьев.
• Мангровые деревья удерживают нагрузку на почву в периоды сильных осадков.

В карибских соляных прудах обычно растут три типа мангровых зарослей:

• Rhizophora mangle (красные мангровые заросли) очень распространены вокруг соленых прудов и прекрасно рассеивают энергию волн и обеспечивают среду обитания для развивающихся организмов благодаря своим большим опорным корням.
• Avicennia Germinans (черное мангровое дерево) легко узнать по многочисленным пальцеобразным выступам, называемым пневматофорами, что позволяет им переносить высокие нагрузки наносов.
• Laguncularia Racemosa (белое мангровое дерево) отличается от красных и черных мангровых деревьев тем, что у него отсутствуют опорные корни и пневматофоры, но его легко узнать по очень круглым листьям и маленьким морщинистым побегам.

Экосистемные услуги

Соленые пруды предоставляют ряд важных экосистемных услуг .

Защита от осадков и штормов

Соляные пруды действуют как естественные ловушки для отложений, которые ограничивают количество отложений и загрязняющих веществ, которые в противном случае попали бы в океан, потенциально нанося вред другим экосистемам. Соленые пруды являются домом для плотных донных матов бактерий, которые также улавливают питательные вещества, такие как азот, которые в противном случае в значительной степени способствовали бы пагубной морской эвтрофикации. Коралловые рифы особенно уязвимы к процессам седиментации, заиления и эвтрофикации. Соляные пруды и их системы мангровых зарослей действуют как буфер от штормовых нагонов, связанных с ураганами, и значительно рассеивают энергию волн, которая может вызвать эрозию, включая даже большие и редкие волны, такие как цунами.

Продукция соляных прудов

Помимо этих экосистемных услуг, соляные пруды также производят множество полезных продуктов. Артемии , один из основных пищевых организмов для систем аквакультуры, выращиваются в соляных прудах. Галофильные зеленые водоросли также можно культивировать в соляных прудах для производства глицерина, высушенного белка, который можно скармливать скоту, и β-каротина, используемого в пищевых добавках. Спирулина — солелюбивая цианобактерия с содержанием белка даже выше, чем в мясе (60%), и ее можно культивировать в соляных прудах. Другие галофильные бактерии могут быть использованы для производства компонентов, используемых в высокотехнологичных процессах. Фотосинтетический пигмент, обнаруженный в Halobacterium halobium, производится в промышленных масштабах и используется для оптической обработки данных, нелинейной оптики и в качестве датчиков света. Галофильные бактерии также можно использовать для производства полигидроксиалканоатов (ПГА), которые представляют собой биоразлагаемые водостойкие термопласты.

Угрозы

Тропическим соляным прудам угрожают как антропогенные, так и природные угрозы.

Естественные угрозы

Естественные угрозы включают ураганы и другие сильные штормы, изменения солености, стоки, отложения осадков, а также выпас скота и хищничество. Ураганы и другие сильные штормы могут повредить организмы соленых прудов, а также вызвать затопление морской водой, что приведет к потенциально пагубным изменениям солености и физическому ущербу. Соленость также может быть уменьшена за счет осадков, которые могут изменить состав сообщества, ограничивая количество и типы видов, адаптированных к этим условиям. Более того, увеличение эвапотранспирации может увеличить соленость и уменьшить видовое разнообразие. Местные условия, такие как годовое количество осадков и наклон склона, могут определять объем стока. Приток стока может вызвать отложение отложений в соляных прудах, что в конечном итоге приведет к их заполнению. Естественный выпас скота и хищничество вокруг соленых прудов могут вытаптывать растительность, усиливать местную эрозию и привносить питательные вещества в экосистему.

Антропогенные угрозы

Антропогенные угрозы соляным прудам включают развитие и изменение гидрологии, загрязнение, эрозию, а также животноводство и сельскохозяйственную деятельность. Соляные пруды можно заполнять, выкапывать или удалять для пристаней, гаваней, зданий или других целей. Строительство в горных районах также влияет на соленые пруды, вызывая усиление эрозии и отложений. Загрязнение также представляет собой серьезную угрозу для соленых прудов. Эти территории часто являются свалками мусора, сточных вод и твердых отходов. Выпас скота может не только усилить эрозию за счет уплотнения почвы и вырубки лесов, но и вносить удобрения. Сельское хозяйство также может вносить удобрения и пестициды, вызывая цветение водорослей и ухудшение качества воды. Антропогенная деятельность, такая как сжигание ископаемого топлива, может вызвать повышение глобальной температуры и привести к высыханию соленых прудов. Поскольку многие биологические функции соляных прудов неизвестны, было бы разумно смягчить потенциальное воздействие человека на эти уязвимые экосистемы.