La sedimentazione è uno degli stressanti più pervasivi e poco compresi che interessano gli ecosistemi acquatici in tutto il mondo. Mentre l'erosione e la deposizione naturale hanno plasmato i fondali e le coste per millenni, l'accelerazione della consegna dei sedimenti causata dall'uso del suolo umano ora sopraffa la capacità di molti corpi idrici per assorbirlo.

Che cos'è la sedimentazione?

La sedimentazione è il processo attraverso il quale le particelle solide, che vanno dai silts fini e dalle argille alla sabbia e alla ghiaia, sono trasportate dall'acqua e alla fine si stabiliscono dalla colonna d'acqua sul fondo di un corpo idrico. In un sistema sano, un livello di base di input dei sedimenti è naturale e anche benefico, fornendo il substrato per gli organismi bentonici e contribuendo alla formazione di diverse strutture di habitat.

Cause di aumento della sedimentazione

I principali conducenti di sedimentazione accelerata sono le pratiche di uso terra che espongono il suolo all'erosione da acqua e vento, tra cui:

  • Deforestazione:[[]] La rimozione della copertura forestale elimina i sistemi protettivi di copertura e radice che tengono il terreno in posizione.
  • L'agricoltura:[] L'aumento, la sovrapposizione e la rimozione della copertura vegetativa lasciano i terreni vulnerabili al deflusso. L'uso di macchinari pesanti compatta il terreno, riducendo l'infiltrazione e aumentando il flusso superficiale che trasporta sedimenti a flussi vicini.
  • L'organizzazione e la costruzione:[] Attività di sviluppo, la costruzione di strade, abitazioni e infrastrutture, espongono il terreno nudo alle precipitazioni.
  • Mining:[ Le operazioni di estrazione di superficie e subsuperficie producono grandi quantità di roccia e code di rifiuti. Quando questi materiali non sono adeguatamente contenuti, possono essere lavati in corsi d'acqua, causando gravi tubature di sedimenti.
  • Climate Change:[] Gli eventi di precipitazione sempre più intensi e i fuochi selvatici più frequenti stanno intensificando l'erosione e il trasporto dei sedimenti. Le temperature più calde contribuiscono anche allo scioglimento glaciale, rilasciando sedimenti immagazzinati nei sistemi a valle.

Effetti su Fish Habitat

La sedimentazione eccessiva colpisce l'habitat del pesce attraverso molteplici percorsi interconnessi, i seguenti sottosezioni si concentrano sui meccanismi primari con cui il sedimento altera l'ambiente fisico e biologico su cui il pesce si basa.

Smothering di campi da spawning

Molte specie di pesci, commercialmente ed ecologicamente importanti, tra cui salmone, trote e ciprinidi, vengono sparsi in letti di ghiaia dove depositano le uova negli spazi interstiziali tra le pietre. I sedimenti fini, soprattutto limoni e le sabbie, si infiltrano in questi sepolcri e riempiono gli spazi di pori, riducendo così il flusso di acqua ricca di ossigeno alle uova e intrappola i rifiuti metabolici, portando ad alti tassi di mortalità embrio.

Perdita di Vegetazione Acquatica

Le piante acquatiche sommerse, le macroalghe e il perifitone formano la base del web alimentare in molti sistemi marini di acqua dolce e vicino. Essi forniscono una struttura ambientale critica, un rifugio dai predatori, e un terreno di foraggio per i pesci giovani e piccoli corpo. La deposizione del sedimento riduce la penetrazione della luce attraverso la colonna d'acqua, limitando la fotosintesi.

Cambiamenti nella qualità dell'acqua e nella chiarezza

I sedimenti sospesi disperdono e assorbono la luce, riducono la chiarezza dell'acqua. Questo ha effetti profondi sul pesce che si basano sulla visione per l'alimentazione, l'elusione dei predatori e le interazioni sociali. Nelle acque torbide, predatori che si nutrono di vista come il basso e il pike diventano meno efficienti, mentre le specie prede possono perdere la loro capacità di rilevare minacce.

Alterazione fisica della struttura Habitat

Oltre alle tematiche di deposizione e vegetazione, la deposizione dei sedimenti cambia la forma fisica dei fondali del lago e dei canali estuari. Le piscine che forniscono un rifugio profondo durante i bassi flussi diventano piene di sedimenti, riducendo la diversità degli habitat. L'equivalenza, il grado in cui le particelle di substrato più grandi sono circondate da materiale sottile, aumentano gli spazi interstiziali che sostengono i macroinvertebrati.

Implicazioni per la conservazione della biodiversità

La conservazione della biodiversità nei sistemi acquatici è inestricabilmente legata alla qualità dell’habitat. La sedimentazione agisce come un multi-stressor che erosiva le fondamenta stesse della ricchezza e della funzione ecosistemica delle specie.

Perdita di ricchezza delle specie

Gli specialisti che richiedono sepolture pulite per deporre, elevata chiarezza dell'acqua per l'alimentazione, o specifiche comunità di vegetazione sommerse sono spesso i primi a scomparire. Nel loro luogo, le specie generaliste tollerano la torbidità e l'habitat degradato possono persistere, portando ad un cambiamento nella composizione comunitaria che riduce la biodiversità complessiva.

Web di cibo altered

La sedimentazione interrompe i web alimentari acquatici a più livelli trofici. Alla base, la produzione primaria è soppressa da limitazione leggera e smothering di perifiton. L'abbondanza e la diversità dei macroinvertebrati bentonici declinano come il loro habitat è pieno di particelle fini.

Aumento della vulnerabilità delle popolazioni ittiche

I pesci che vivono in habitat degradati dai sedimenti devono affrontare stress elevati, rendendoli più sensibili alle malattie, ai parassiti e alla predazione. L'esposizione cronica ai solidi sospesi può danneggiare le branchie dei pesci, alterare la respirazione e l'osmoregolazione.

Strategie di mitigazione e conservazione

Affrontare gli impatti della sedimentazione richiede un approccio integrato che combina la gestione del terreno, il ripristino e le misure politiche.

Zone di Buffer Ripariano

Stabilire e mantenere strisce vegetate lungo i corsi d'acqua è uno dei modi più convenienti per ridurre gli input dei sedimenti. I buffer Ripariani intrappolano sedimenti da flusso sovrastante, stabilizzano le banche con sistemi di radice e filtrano gli inquinanti. La larghezza e la composizione dei buffer dovrebbero essere adattati alle condizioni locali, ma anche i buffer stretti di 15-30 metri possono ridurre significativamente la consegna dei sedimenti.

Pratiche di controllo dell'erosione

Nelle terre agricole, pratiche come l'aratura del contorno, il terracing, la copertura di ritaglio e la riduzione del carico possono diminuire drasticamente l'erosione. Le recinzioni silenziose, i bacini di sedimentazione e le dighe di controllo sono comunemente utilizzate durante la costruzione per catturare i sedimenti prima di lasciare il sito.

Gestione sostenibile del territorio e dello spartiacque

Lo zoning di uso terra che protegge le piste sensibili e le lamine, insieme agli incentivi per l'agricoltura sostenibile e la silvicoltura, può ridurre il carico cronico dei sedimenti che degrada gli habitat acquatici. I piani di gestione su scala di spartiacque che coordinano le azioni attraverso più giurisdizioni sono particolarmente efficaci perché il trasporto dei sedimenti non rispetta i confini amministrativi.

Restauro di habitat

Nelle aree in cui la sedimentazione ha già causato danni significativi, il restauro attivo può aiutare a recuperare l'habitat del pesce. Le tecniche includono la rimozione di sedimenti fini accumulati da ghiaia (attraverso la pulizia della ghiaia o il lavaggio artificiale), la ristabilimento della vegetazione sommersa, e la ricostruzione di sequenze di rialzo della piscina nei fiumi.

Politica e regolamento

La legislazione come la Legge sulle Acque Pulite negli Stati Uniti stabilisce standard di qualità dell'acqua che includono il sedimento come un inquinante. I programmi Total Maximum Daily Load (TMDL) stabiliscono limiti sui carichi di sedimenti per gli organismi idrici danneggiati, le azioni di gestione della guida.

Studi di casi

Esaminare esempi del mondo reale aiuta a illustrare la scala e la natura degli impatti di sedimentazione e l'efficacia delle misure di mitigazione.

Flussi di salmone del Pacifico nord-ovest

Nel corso degli anni di conservazione delle acque di Washington, Oregon e British Columbia, la sedimentazione dal logging, dalla costruzione stradale e dall'agricoltura ha degradato gravemente l'habitat depilante del salmone del Pacifico (Oncorhynchus spp.).

Ecosistemi di barriera corallina e Plumes di sedimentazione

In aree costiere tropicali, la sedimentazione dalla deforestazione e dal deflusso agricolo è una minaccia principale per le barriere coralline. I sedimenti smother polips di corallo, la luce di blocco necessaria da zooxanthellae simbiotici, e ridurre il substrato duro disponibile per il reclutamento di coralli.

Monitoraggio e direzioni future

I progressi nella rilevazione a distanza, nei sensori di turbolenza in-situ e nelle tecniche di impronta digitale dei sedimenti permettono ai manager di identificare le fonti di sedimenti e di monitorare i cambiamenti nel tempo. Il monitoraggio biologico, come le indagini sulle comunità di macroinvertebrate, la composizione dell'assemblaggio dei pesci e il successo di un restauro, fornisce misure integrate di protezione ambientale.

Conclusioni

La sedimentazione non è solo un processo fisico; è un profondo disgregatore ecologico che degrada l'habitat del pesce, riduce la biodiversità e mina gli sforzi di conservazione. Capire come i sedimenti in eccesso alterano i terreni, la vegetazione acquatica, la qualità dell'acqua e i web alimentari, possiamo mirare a interventi più efficaci. La combinazione del controllo delle sorgenti attraverso l'uso sostenibile del suolo, l'applicazione strategica delle misure di controllo dell'erosione e il ripristino degli habitat attivo offre un'approccio alla conservazione dei pesci.