河口和大陆架沉积物
1995年,全球约有39%的人口(约22亿人)居住在距离海岸100公里以内的地区,其中大部分居住在河口流域(Burke et al. 2001)。在美国雷竞技手机版app等国家,沿海人口的增长速度超过了总人口的增长速度(Beach 2002)。历史上,人类依赖河口获得食物(如鱼类和贝类)、运输、贸易(如水道、庇护港口)和娱乐。新月沃土(底格里斯河、幼发拉底河、尼罗河和地中海海岸西坡附近的地区)的古代文明现在被认为拥有一种基于湿地和河口利用的文化和社会(Pournelle 2003)。这种对河口的依赖是因为沉积环境拥有丰富的鱼类和贝类,是许多无脊椎动物的栖息地,也是河口和海洋食物网的组成部分,对沿海生态系统的长期可持续性至关重要。
无论它们发生在哪里,维管植物都对与河口相关的几乎所有生态系统服务做出了贡献。尽管这些植物群落仅限于温带和热带河口的潮间带(如沼泽和红树林)和浅层潮下(海草床)部分,但它们对河口生产的贡献可能比其适度的面积所表明的要大(Heymans & Baird, 1995年)。地上植物结构(例如,沼泽植物的茎叶或红树林的支柱根)捕获和保留沉积物,并为河口生物群提供基质、避难所和食物(Thayer et al. 1987;Covi & Kneib 1995)。植物根系有助于稳定沉积物,促进潮汐通道的结构完整性,并通过将氧气输送到根区和解毒沉积物来调节沉积物中的生物活性(Lee et al. 1999)。底栖植物和动物还通过结合和清除水柱和沉积物中的微粒和污染物来维持环境质量,是丰富人类精神的沿海景观美学景观的组成部分。
虽然相对于大多数其他沉积栖息地,河口沉积物中含有的物种较少,但它们仍然是生态系统过程的热点,可以远远超出河口沉积物的范围。在与大陆架和近岸海洋区域相关的生态系统商品和服务中,人们最了解的是食物供应(例如鱼类和贝类),这在全球沿海社会具有巨大的商业和文化重要性。甚至水产养殖企业往往依靠野生(自然)渔业(如鱼粉)或天然食物供应(如浮游植物)进行水产养殖,在某些情况下,还用于提供育雏和幼鱼。海洋植物被用作食物,特别是在亚洲,海藻提取物如海藻酸盐和其他藻胶被用于许多工业和食品应用(例如,制造薄膜、橡胶、油毡、化妆品、油漆、奶酪、乳液)。河口系统的生物组成部分不仅提供初级和二级生产,以支持商业、娱乐和自给渔业和其他可开采资源,而且还提供稳定沉积物的结构,以控制洪水和侵蚀,并维持湿地和沿海水道的完整性(Levin et al. 2001a;表4.2 - 4.2 b)。
沉积动物群是许多河口和陆架物种饮食的重要组成部分,它们在海底附近或底部觅食,如鳕鱼和比目鱼(Feder & Pearson 1988;Carlson et al. 1997)。一些远洋鱼类在其生命周期的各个阶段直接以海底-水界面的底栖无脊椎动物为食。许多底栖动物在其生命周期的早期以浮游生物为主,在某些情况下,它们极其丰富,对远洋食物链具有潜在的重要性(Lindley et al. 1995)。结构丰富的沉积栖息地,特别是沼泽、红树林沼泽和海草床,为商业开发的远洋鱼类和无脊椎动物的幼鱼提供了避难所(Laurel et al. 2003)。
营养循环和沉积物氧化(氧化还原)过程与鲜为人知但关键的陆架和河口沉积物生物群的解毒和废物处理服务相互关联。这些过程由微生物有机体直接调节,并由较大的生物扰动有机体间接调节(Henriksen等人,1983;Pelegri & Blackburn 1995)。污染物的解毒和固定化可能是一种作用,也可能是一种损害,取决于具体情况。解毒主要由微生物完成(Geiselbrecht等人,1996年),并可能由强烈影响污染物的氧合和物理运动的生物扰动促进。生物搅动生物,如多毛类蠕虫,在进食时重新定位沉积物颗粒和水,并将细颗粒合并成粪便颗粒(Levinton 1995)。微生物过程有机废物和有机化合物转化为危害较小的分解产物(Boyd & Carlucci 1996;Lee & Page 1997),可以通过生物扰动再循环回水柱。微生物对有毒废物(如有机金属化合物)的处理可以产生有害的分解产物,这些分解产物可以通过食物网进行生物放大(Srinivasan & Mahajan 1989)。大型无脊椎动物的生物扰动活动也可以通过进食和清除沉积物表面的物质,并在沉积物中排便,从而加速污染物的埋藏,但其他物种在深度进食,在表面排便,也可以重新激活埋藏的污染物(Gallagher & Keay 1998)。
沉积物生物通过其骨骼遗骸(例如软体动物、有孔虫和岩石藻的壳和钙质结构)有助于沉积物的形成。更重要的是,特别是在近岸、浅海潮下栖息地,沉积生物直接影响沉积物的稳定性和可蚀性(Lev-inton 1995;帕特森和布莱克1999)。沉积物颗粒是由细胞外聚合物质(黏液)在硅藻和微生物膜内(Grant & Gust 1987),以及在小动物和大型动物的分泌物内。大型动物的粪便和假粪便也会结合沉积物(Rhoads 1963)。虽然生物黏附(Grant et al. 1982)和沉积物上方的生物结构(如海草,Fonseca & Fisher 1986)可以稳定沉积物,但生物产生的底部粗糙度(Wright et al. 1997)和生物扰动导致沉积物含水量增加(Rhoads & Young 1970)也可以增加可蚀性。
大陆架和河口沉积物是许多鱼类和无脊椎动物的栖息地,是娱乐、运动和自给渔业的宝贵资源。例如,沙滩是特别重要的休闲区(Weslawski等人,2000年)。沉积物因其在生态系统中的作用而具有教育价值,并可作为食物、装饰品甚至货币(贝壳)的来源对人类具有精神上的重要性。
河口是最容易到达的海洋沉积它们是人类的栖息地,也是最有生产力的地方。河口生态服务的价值可以是巨大的,这一观察可归因于营养循环的服务,其定义为营养物质的储存、内部循环、加工和获取(Costanza等,1997;Ewel et al. 2001)。在开放的河口,大部分营养循环发生在水柱中,但在浅层潮下和潮间带系统中,底栖生物成分也很重要。与河口一样,这取决于当地社区的价值观和支付意愿(Daily et al. 2000;Dasgupta et al. 2000),潮汐间带湿地生态系统服务的价值可能是巨大的。潮间带湿地提供了废物处理、环境缓冲/防洪、娱乐和粮食生产等关键服务。许多服务类别(例如营养循环)必须根据它们在地方一级的价值加以考虑;因此,在区域和全球一级,这些系统的总经济价值可能被低估。同样重要的是要认识到,在对河口栖息地进行货币价值评估时,已经应用了许多方法,包括恢复丧失功能的大量恢复成本(Kruczynski 1999)。 There is insufficient evidence available to know whether estuaries can be restored to all previous functions, although partial restoration of some functions has been achieved in some cases (see Snelgrove et al. Chapter 7).
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