Manglares, marismas y estuarios

(Ciencias de Joseleg) (Biología) (Ecología) (Los ecosistemas acuáticos) (Introducción) (Generalidades) (Ríos) (Lagos y lagunas) (Humedales) (Estuarios) (Océano intermareas) (Océano abierto y abismos) (Arrecifes, kelps y pastos) (Referencias bibliográficas)

 Los estuarios se encuentran dondequiera que los ríos se encuentran con el mar. Las marismas y los bosques de manglares se concentran a lo largo de costas bajas con costas arenosas y pueden estar asociados, como los estuarios, a las bocas de los ríos. Los humedales de agua dulce, como pantanos y ciénagas, ocupan áreas bajas en los paisajes y generalmente son inundados con agua durante una parte de cada año. Los cuatro se encuentran en la transición entre un ambiente y otro: las marismas y los manglares en la transición entre tierra y mar, los estuarios en la transición entre el río y el mar y los humedales de agua dulce en la transición entre tierra y agua dulce. Debido a que estas áreas son transiciones entre ambientes muy diferentes, tienen una gran cantidad de características en común física, química y biológicamente. Estos son entornos particularmente productivos llenos de vida.

Figura 22. Los manglares son un tipo de vegetación que puede soportar un ecotono entre agua dulce y salada, por lo que se ubican en zonas costeras donde evitan que las olas erosionen la costa blanda.

Geografía

Las marismas salinas, dominadas por vegetación herbácea, se concentran a lo largo de costas arenosas desde las latitudes templadas hasta altas. En las latitudes tropicales y subtropicales, los pantanos salinos dominados por hierbas son reemplazado por manglares. Los manglares se asocian con los climas terrestres de la selva tropical, el bosque seco tropical, la sabana y el desierto, debido principalmente a la sensibilidad de los manglares a las heladas. Los estuarios ocurren dondequiera que los ríos entren en el mar y los pantanos de agua dulce pueden formarse dondequiera que las aguas de los afluentes se recogen en áreas bajas.

Figura 23. Las marismas pueden ser tanto de agua salada como de agua dulce, por lo que pueden formarse mediante mares o ríos; de ahí que la mayoría de ellas cuenten con agua salobre (aquella mezclada por ambas) y se sitúen, por lo general, cerca de la costa

Estructura

Las marismas suelen incluir canales, llamados arroyos de marea, que se llenan y vacían con las mareas. Estos arroyos serpenteantes pueden crear una compleja red de canales a través de un pantano salobre. Las mareas fluctuantes mueven el agua hacia arriba y hacia abajo en estos canales, o arroyos de marea, una o dos veces al día, esculpir gradualmente la marisma en un paisaje suavemente ondulado. Los arroyos de marea generalmente están bordeados por diques naturales. Más allá de los diques hay pantanos planos, incluyendo pequeñas cuencas llamadas salinas que periódicamente recogen el agua que eventualmente se evapora, dejando una capa de sal. Todo este paisaje se inunda durante las mareas y los desagües más altos durante las mareas más bajas.

Los manglares de diferentes especies se distribuyen generalmente según la altura dentro de la zona intermareal. Por ejemplo, en los manglares cerca de Río de Janeiro, Brasil, los manglares que crecen más cerca del agua pertenecen al género Rhizophora. En este nivel en la zona intertidal, Rhizophora es inundado por las altas mareas promedio. Por encima de Rhizophora crecen otros manglares como Avicennia, que es inundado por las mareas de primavera, y Laguncularia, que es alcanzado sólo por las mareas más altas.

Figura 24. Un estuario es la desembocadura, en el mar, de un río amplio y profundo donde se intercambia agua salada (marina) y agua dulce (fluvial), debido a las mareas.

Condiciones abióticas

Luz

Estuarios, marismas y manglares experimentan fluctuaciones significativas en el nivel de las mareas. En consecuencia, los organismos en estos ambientes se exponen a condiciones de luz altamente variables. Pueden estar expuestos a la luz solar plena durante la marea baja y muy poca luz durante la marea alta. Las aguas de estos ambientes, así como en los humedales de agua dulce, son generalmente turbias debido a las corrientes cambiantes y la agitación de sus aguas poco profundas por el viento que mantienen los materiales orgánicos e inorgánicos finos en suspensión.

Temperatura

Las temperaturas de estos entornos de transición son altamente variables. Debido a que son generalmente superficiales, la temperatura del agua varía con la temperatura del aire. Dado que las temperaturas del agua del mar y del agua del río pueden ser muy diferentes, la temperatura de un estuario puede cambiar con cada marea alta y baja. Los pantanos salados en altas latitudes pueden congelarse durante el invierno. En cambio, los manglares crecen donde la temperatura mínima anual es de unos 20 ° C y pueden calentarse hasta más de 40°C.

Movimiento del agua

Las mareas oceánicas impulsan las complejas corrientes de los estuarios. Estas corrientes están en el corazón de los procesos ecológicos del estuario porque transportan organismos, renuevan nutrientes y oxígeno, y eliminan desechos. Las corrientes de marea también fluyen en las marismas y manglares, donde están involucradas en estos procesos y fragmentan y transportan los desechos producidos por la marisma y la vegetación de manglar. Una o dos veces al día, las mareas altas crean corrientes de agua salada que suben por los estuarios de los ríos y los canales dentro de las marismas y los manglares. Las mareas bajas invierten estas corrientes y el agua salada se mueve hacia el mar. La altura de las mareas puede fluctuar lejos de donde un estuario se encuentra con el mar. Por ejemplo, las fluctuaciones de las mareas ocurren a más de 200 km aguas arriba de donde el río Hudson fluye hacia el mar. La mezcla vigorosa, en más de una dirección, hace de estos ambientes de transición algunos de los más físicamente dinámicos en la biosfera. Los movimientos de agua generalmente limitados en los humedales de agua dulce son principalmente impulsados ​​por el viento.

Salinidad

La salinidad de los estuarios, las marismas y los bosques de manglares puede fluctuar ampliamente, especialmente cuando el flujo de los ríos y de las mareas es considerable. En tales sistemas, la salinidad del agua de mar puede caer a casi la del agua dulce una hora después de que la marea se invierta. Debido a que los estuarios son lugares donde los ríos se encuentran con el mar, su salinidad es generalmente más baja que la del agua de mar. En climas cálidos y secos, sin embargo, la evaporación a menudo excede los insumos de agua dulce y la salinidad en las partes superiores de los estuarios puede exceder la del océano abierto.

Las aguas estuarinas también están estratificadas por la salinidad, con salinidad baja, agua de baja densidad flotando sobre una capa de agua con mayor salinidad, aislando el agua del fondo de la atmósfera. En la marea entrante, el agua de mar que viene del agua del océano y del río está fluyendo en direcciones opuestas. A medida que el agua de mar fluye por el canal, se mezcla progresivamente con el agua del río que fluye en la dirección opuesta. Debido a esta mezcla, la salinidad de las aguas superficiales aumenta gradualmente hacia abajo del río desde menos del 1% hasta salinidades próximas a la del agua de mar en la desembocadura del río.

Oxigenación

En estos ambientes de transición, la concentración de oxígeno es muy variable y con frecuencia alcanza niveles extremos. La descomposición de las grandes cantidades de materia orgánica producida en estos ambientes puede reducir el oxígeno disuelto a niveles muy bajos, y el aislamiento del agua salina del fondo de la atmósfera aumenta la probabilidad de que el oxígeno se reduzca en los estuarios. Al mismo tiempo, sin embargo, altas tasas de fotosíntesis pueden aumentar las concentraciones de oxígeno disuelto a niveles sobresaturados. De nuevo, las concentraciones de oxígeno a las que se expone un organismo en estuarios, pantanos salados y bosques de manglares pueden cambiar con cada vuelta de la marea.

Biología

Las salinas del mundo están dominadas por gramíneas como Spartina spp., y Distichlis spp., Salicornia spp., y por Juncus spp. El manglar está dominado por manglares pertenecientes a muchos géneros. Las especies que componen el bosque cambian de una región a otra; Sin embargo, dentro de una región, existe una gran uniformidad en la composición de las especies.

Figura 25. Los tigres son uno de los grandes felinos que se han adaptado a este tipo de ecosistemas tropicales.

Debido a sus condiciones físicas y químicas muy variables, los estuarios y las marismas no apoyan una gran diversidad de especies, pero generalmente son muy abundantes. Estos son lugares donde se producen algunas de las pesquerías más productivas y donde las especies acuáticas y terrestres encuentran áreas de cría. La mayoría de los peces e invertebrados que viven en estuarios evolucionaron a partir de ancestros marinos, pero los estuarios también albergan una variedad de insectos de origen de agua dulce. Cualquiera que sea su origen, sin embargo, las especies que habitan los estuarios y las marismas deben ser fisiológicamente resistentes. Los estuarios y las marismas también atraen aves, especialmente aves acuáticas. En el bosque de manglar, los pájaros se unen con cocodrilos, caimanes y, en el subcontinente indio, con tigres o jaguares. Los humedales de agua dulce también se encuentran entre los ambientes más productivos.

Influencia humana

Estuarios, marismas, manglares y humedales de agua dulce son extremadamente vulnerables a la interferencia humana. En todo el mundo se han drenado los humedales de agua dulce para apoyar la agricultura. Mientras tanto, las marismas y estuarios han sido imanes para el desarrollo urbano. La gente quiere vivir y trabajar en la costa, pero los sitios de construcción son limitados. Una solución al problema de la alta demanda de propiedades costeras y la escasa oferta ha sido llenar y dragar las marismas, reemplazando el hábitat de la vida silvestre por el hábitat humano. Debido a que las ciudades se benefician del acceso al mar, muchas, como Boston, San Francisco y Londres, han sido construidas en los estuarios.

Como consecuencia, muchos estuarios han sido contaminados durante siglos. La descarga de desechos orgánicos en los estuarios agota el oxígeno directamente a medida que se descompone, y la adición de nutrientes como el nitrógeno puede conducir al agotamiento del oxígeno al estimular la producción primaria. El enriquecimiento por materia orgánica y nutrientes y el agotamiento de oxígeno resultante han producido extensas "zonas muertas" en las aguas costeras adyacentes a donde los grandes ríos, como el Mississippi, desembocan en el mar. Los metales pesados ​​descargados en estuarios y pantanos salinos se incorporan a los tejidos de las plantas y de los animales y han sido elevados a niveles tóxicos en algunas especies alimenticias a través del proceso de bioacumulación. Vastas áreas de bosques de manglares han sido despejadas para hacer espacio para las granjas de camarón y la fabricación de carbón. Los ataques contra los estuarios y las marismas han sido crónicos e intensos, pero cada vez hay más conciencia de su importancia. A raíz del trágico tsunami ocurrido en el Océano Índico en 2004, los gobiernos de todo el sur de Asia han replantado bosques de manglares, ya que las áreas con bosques de manglares intactos sufrieron menos daños y pérdidas de vidas humanas.

 

Humedales

(Ciencias de Joseleg) (Biología) (Ecología) (Los ecosistemas acuáticos) (Introducción) (Generalidades) (Ríos) (Lagos y lagunas) (Humedales) (Estuarios) (Océano intermareas) (Océano abierto y abismos) (Arrecifes, kelps y pastos) (Referencias bibliográficas)

 Un humedal es un área de tierra que está saturada de agua, ya sea de forma permanente o estacional, de modo que asume las características de un ecosistema distinto siendo clasificable como un ecotono. El factor primario que distingue a los humedales de otras formas de tierras húmedas es la vegetación característica de las plantas acuáticas, adaptadas especialmente al suelo húmedo. Los humedales desempeñan una serie de funciones en el medio ambiente, principalmente la purificación del agua, el control de inundaciones, el sumidero de carbono y la estabilidad de las costas. Los humedales también se consideran los ecosistemas más biológicamente diversos, sirviendo como hogar a una amplia gama de vida vegetal y animal endémica o migratoria (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Figura 18. Los humedales son importantes, no solo porque al ser ecotonos poseen una biodiversidad mayor que un lago o una llanura, sino porque son filtros y reservorios de agua, que mejoran su calidad e impiden las inundaciones.

Los humedales ocurren naturalmente en cada continente excepto la Antártida, el más grande incluye la cuenca del río del Amazonas, la llanura de Siberiana del oeste, y el Pantanal en Suramérica. El agua que se encuentra en los humedales puede ser de agua dulce, salobre o salada. Los principales tipos de humedales incluyen pantanos, cuencas inundables de ríos, humedales permanentes, manglares, marismas y ciénagas. La Evaluación de los Ecosistemas del Milenio de la ONU determinó que la degradación ambiental es más prominente dentro de los sistemas de humedales que cualquier otro ecosistema en la Tierra (Board, 2005). Los esfuerzos internacionales de conservación se están utilizando conjuntamente con el desarrollo de herramientas de evaluación rápida para informar a la gente acerca de los problemas de los humedales. Los humedales construidos pueden utilizarse para tratar aguas residuales municipales e industriales, así como el escurrimiento de aguas pluviales. También pueden desempeñar un papel en el diseño urbano sensible al agua.

Aunque la definición general dada anteriormente se aplica en todo el mundo, cada condado y región tiende a tener su propia definición para fines legales. En los Estados Unidos, los humedales se definen como "aquellas áreas que son inundadas o saturadas por las aguas superficiales o subterráneas con una frecuencia y duración suficientes para sostener, y que en circunstancias normales lo soportan, una prevalencia de vegetación típicamente adaptada a la vida en condiciones de suelo saturado Los humedales generalmente incluyen pantanos, cuencas inundables, ciénagas y áreas similares (Olima, Hayombe, & Nyamweno, 2015; Zehr, 2015; Zhu, Yu, & He, 2013). Esta definición se ha utilizado en la aplicación de la Ley de Agua Limpia. Algunos estados de los Estados Unidos, como Massachusetts y Nueva York, tienen definiciones separadas que pueden diferir de las del gobierno federal.

Condiciones abióticas

La hidrología de los humedales está asociada con la dispersión espacial y temporal, el flujo y los atributos físico-químicos de las aguas superficiales y subterráneas en sus embalses. Basados ​​en la hidrología, los humedales pueden clasificarse como fluviales (asociados con arroyos), lacustres (asociados con lagos y embalses) y palustrinos (aislados). Las fuentes de los flujos hidrológicos hacia los humedales son principalmente la precipitación, las aguas superficiales y las aguas subterráneas. El agua sale de los humedales por evapotranspiración, escorrentía superficial y salida de agua subterránea. La hidrodinámica (el movimiento del agua a través y desde un humedal) afecta a los hidroperiodos (fluctuaciones temporales en los niveles de agua) controlando el balance hídrico y el almacenamiento de agua dentro de un humedal (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Figura 19. Los humedales pueden estar asociados a las zonas inundables de los ríos, como por ejemplo en el rio Tunjuelo.

Las características del paisaje controlan la hidrología y la hidroquímica de los humedales. Las concentraciones de O2 y CO2 dependen de la temperatura y la presión atmosférica. La hidroquímica dentro de los humedales está determinada por el pH, la salinidad, los nutrientes, la conductividad, la composición del suelo, la dureza y las fuentes de agua. La química del agua de los humedales varía según los paisajes y las regiones climáticas. Los humedales son generalmente minerotróficos, con la excepción de las ciénagas. Las ciénagas reciben su agua de la atmósfera; Por lo tanto, su agua tiene baja composición iónica mineral. En contraste, el agua subterránea tiene una mayor concentración de nutrientes y minerales disueltos. La química del agua de los humedales permanentes va desde pH bajo y minerales bajos a alcalinos con alta acumulación de calcio y magnesio, ya que adquieren su agua de la precipitación, así como el agua subterránea (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Salinidad

La salinidad tiene una fuerte influencia en la química del agua de los humedales, particularmente en los humedales a lo largo de la costa. En los humedales no fluviales, la salinidad natural está regulada por las interacciones entre el agua subterránea y superficial, que puede estar influida por la actividad humana (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Suelo

El carbono es el nutriente principal que circula dentro de los humedales. La mayoría de los nutrientes, como azufre, fósforo, carbono y nitrógeno se encuentran en el suelo de los humedales. La respiración anaeróbica y aeróbica en el suelo influye en el ciclo de nutrientes del carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno (Kirk, 2004), y la solubilidad del fósforo (Moore & Reddy, 1994) contribuyendo así a las variaciones químicas de su agua. Los humedales con pH bajo y conductividad salina pueden reflejar la presencia de sulfatos ácidos (Minh, Tuong, Van Mensvoort, & Bouma, 1998; Tuong, n.d.) y los humedales con niveles de salinidad medios pueden estar fuertemente influenciados por calcio o magnesio. Los procesos biogeoquímicos en los humedales son determinados por suelos con bajo potencial redox (Elderfield, 1998). Los suelos de los humedales se identifican mediante moteos redoximórficos o bajo croma, según lo determinado por el Sistema de Color Munsell.

Temperatura

Las temperaturas varían mucho dependiendo de la ubicación del humedal. Muchos de los humedales del mundo se encuentran en zonas templadas (a mitad de camino entre el Polo Norte o Sur y el ecuador). En estas zonas, los veranos son cálidos y los inviernos son fríos, pero las temperaturas no son extremas. Sin embargo, los humedales que se encuentran en los trópicos, alrededor del ecuador, son cálidos durante todo el año a menos que se encuentren a grandes altitudes. Los humedales de la Península Arábiga, por ejemplo, pueden llegar a 50°C y, por lo tanto, estarían sujetos a una rápida evaporación. En el noreste de Siberia, que tiene un clima polar, las temperaturas de los humedales pueden ser tan bajas como -50°C. En una zona moderada, como el Golfo de México, una temperatura típica podría ser de 11°C. Los humedales también se encuentran en todas las zonas climáticas.

Biología

La biota de un sistema de humedales incluye sus zonas de vegetación y su estructura, así como las poblaciones de animales. El factor más importante que afecta a la biota es la duración de las inundaciones. Otros factores importantes son la fertilidad y la salinidad. En los fens, las especies son altamente dependientes de la química del agua. La química del agua que fluye hacia los humedales depende de la fuente de agua y del material geológico en el que fluye, así como de los nutrientes descargados de la materia orgánica en los suelos y las plantas en las elevaciones más altas de los humedales de pendiente. Biota puede variar dentro de un humedal debido a la estación o regímenes recientes de inundación (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Hay cuatro grupos principales de hydrofitas que se encuentran en los sistemas de humedales en todo el mundo. La vegetación de humedales sumergidos puede crecer en condiciones salinas y de agua dulce. Algunas especies tienen flores subacuáticas, mientras que otras tienen tallos largos para permitir que las flores alcancen la superficie. Las especies sumergidas proporcionan una fuente de alimento para la fauna nativa, el hábitat para invertebrados, y también poseen capacidades de la filtración. Algunos ejemplos son las hierbas marinas y las gramíneas. Las plantas de agua flotante o vegetación flotante son generalmente pequeñas, como la flecha arum (Peltandra virginica). Los humedales boscosos se conocen generalmente como pantanos. El nivel superior de estos pantanos está determinado por los altos niveles de agua, que son afectados negativamente por las presas. Algunos pantanos pueden estar dominados por una sola especie, como los pantanos de arce de plata alrededor de los Grandes Lagos. Otros, como los de la cuenca del Amazonas, tienen un gran número de especies arbóreas diferentes. Los ejemplos incluyen ciprés (Taxodium) y manglar (Cronk & Fennessy, 2016; Ellison, 2004; Fraser & Keddy, 2005; Keddy, 2010).

Figura 20. Peltandra es un género con dos especies de plantas con flores perteneciente a la familia Araceae. Es originario de Norteamérica donde se distribuye por el este de Canadá y Estados Unidos.

Los peces son más dependientes de los ecosistemas de humedales que cualquier otro tipo de hábitat. El setenta y cinco por ciento de las poblaciones comerciales de peces y mariscos dependen únicamente de los estuarios para sobrevivir. Las especies de peces tropicales necesitan manglares para criaderos críticos y viveros y el sistema de arrecifes de coral para alimentos (Dudgeon et al., 2006; Jude & Pappas, 1992; Keddy et al., 2009; Service & Cowardin, 1979). Los anfibios, como las ranas, necesitan hábitats tanto terrestres como acuáticos para reproducirse y alimentarse. Mientras que los renacuajos controlan las poblaciones de algas, las ranas adultas se alimentan de insectos. Las ranas se utilizan como un indicador de la salud del ecosistema debido a su piel delgada que absorbe los nutrientes y las toxinas del entorno, resultando en una tasa de extinción por encima del promedio en condiciones ambientales desfavorables y contaminadas (Hamer & McDonnell, 2008; Houlahan & Findlay, 2003; Lehtinen & Galatowitsch, 2001; McMenamin, Hadly, & Wright, 2008).

Los reptiles como los caimanes y los cocodrilos son especies comunes de reptiles. Los cocodrilos se encuentran en agua dulce junto con las especies de agua dulce de caimán. El cocodrilo de agua salada se encuentra en los estuarios y manglares y se puede ver en la costa que bordea la Gran Barrera de Coral en Australia. Los Everglades de la Florida son el único lugar en el mundo donde coexisten cocodrilos y cocodrilos. Las serpientes, lagartos y tortugas también se pueden ver en los humedales. Tortugas rompientes son uno de los muchos tipos de tortugas que se encuentran en los humedales. Los mamíferos incluyen numerosas especies de pequeños mamíferos, además de grandes especies herbívoras y de ápice, como el castor, el conejo pantano y la pantera de la Florida, viven dentro y alrededor de los humedales. El ecosistema de los humedales atrae a los mamíferos debido a sus fuentes prominentes de semillas y vegetación, abundantes poblaciones de invertebrados, pequeños reptiles y anfibios (Greb, DiMichele, & Gastaldo, 2006; Irwin, Irwin, Gardner, & Oberdórster, 2006; Roe, Kingsbury, & Herbert, 2003; Verones et al., 2013; Williams & Dodd Jr, 1979).

Figura 21. El ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) es una especie de mamífero semiacuático endémico del este de Australia y de la isla de Tasmania. Es una de las cinco especies —junto con las cuatro de equidna— que perviven en la actualidad del orden de los monotremas, grupo que reúne a los únicos mamíferos actuales que ponen huevos en lugar de dar a luz crías vivas. Es el único representante vivo de la familia Ornithorhynchidae y del género Ornithorhynchus.

Monotremas como el ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) se encuentra en el este de Australia que viven en los ríos de agua dulce o lagos. Al igual que el castor, el ornitorrinco crea presas y madrigueras para el refugio y la protección. El ornitorrinco nada a través del uso de los pies palmados. El ornitorrinco se alimenta de larvas de insectos, gusanos u otros insectos de agua dulce que cazan principalmente por la noche por el uso de su factura. Se convierte en barro en el fondo del lago o el río, y con la ayuda de los electrorreceptores situados en la factura, desentierra a los insectos de agua dulce. El ornitorrinco almacena sus hallazgos en bolsas especiales detrás de su cuenta y consume su presa al volver a la superficie (Serena, 1994; Stannard, Wolfenden, & Old, 2010).

Efectos humanos

Los humedales han sido históricamente la víctima de grandes esfuerzos de drenado para el desarrollo de bienes raíces, o inundados para su uso como lagos recreativos. Algunas de las zonas agrícolas más importantes del mundo son los humedales que se han convertido en tierras de cultivo. Desde la década de 1970, se ha puesto más énfasis en la conservación de los humedales para su función natural, sin embargo, en 1993 la mitad de los humedales del mundo habían sido drenados. Los humedales proporcionan una valiosa función de control de inundaciones. Los humedales son muy eficaces para filtrar y limpiar la contaminación del agua, (a menudo a partir del drenado agrícola de las granjas que reemplazaron los humedales en primer lugar). Para reemplazar estos servicios de ecosistemas de humedales, se gastaron enormes cantidades de dinero en plantas de purificación de agua, junto con las medidas de remediación para controlar las inundaciones: represas y construcción de diques (Farber, Costanza, & Wilson, 2002; Maltby & Acreman, 2011; Maltby, 2009).