Saline Systems, 2006; 2: 2-2 (más artículos en esta revista)

Variable hidrología y la salinidad de los estanques de sal en las Islas Vírgenes Británicas

BioMed Central
Lianna Jarecki (ljarecki@hlscc.edu.vg) [1], Mike Walkey (mw@kent.ac.uk) [2]
[1] H. Lavity Stoutt Community College, Box 3097, Road Town, Tortola, British Virgin Islands
[2] Durrell Institute of Conservation and Ecology de la Universidad de Kent en Canterbury, Canterbury, Kent CT2 7NZ, UK

Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0], que permite el uso irrestricto, la distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra original sea debidamente citada.

Resumen

Caribe estanques de sal son únicos humedales que han recibido poca atención científica. Son características comunes de las zonas secas del litoral Caribe, pero están amenazadas por el rápido desarrollo de las zonas costeras. Se comparó la hidrología y la salinidad de 17 estanques de sal en las Islas Vírgenes Británicas. Estanques hipersalinos eran en su mayoría (> 50 ppm), y que exhiben dramáticos salinidad en respuesta a las fluctuaciones de las precipitaciones y la evaporación. Estanques individuales diversas en sus medias y, por tanto, con experiencia salinidades diferentes rangos de salinidad. Las diferencias en la salinidad media parece estar vinculada con las características hidrológicas. Hidrológico de variación osciló permanentemente inundados estanques con conexión directa al mar a aquellos totalmente aislados del mar y la retención de agua sólo después de las lluvias. Nos caracteriza por grupos de estanques sus principales características hidrológicas, en particular su período de la inundación y su grado de relación con el mar. La clasificación resultante parecen reflejar un continuo de creciente aislamiento del mar, de acuerdo con los registros geológicos publicado estanque sedimentos de sal en otros lugares. Los patrones de variabilidad y la sucesión se describen a continuación son aplicables a la gestión de intereses estanque de sal en todo el Caribe.

Antecedentes

Estanques de sal se adjuntan su mayoría cerrados o cuerpos de agua que se producen dentro de los humedales costeros de manglar. Típicamente, se hipersalinos, según la definición de Hammer, 1986 [1], con salinidades típicamente agua en exceso de 50 partes por mil (ppt) [2]. Estanques de sal y sus bosques de manglar circundante, junto conocida como "cuenca de los bosques de manglar" [3], son el tipo predominante de los humedales costeros en el Caribe [4]. Estos humedales proporcionan importantes servicios ecológicos, incluida la protección de tormentas y mitigación de inundaciones, estabilización de costas, control de la erosión, y la retención de nutrientes y sedimentos [5 - 7]. También proporcionan hábitat crítico y de los recursos alimentarios para las aves residentes y migratorias en el Caribe [8].

Los humedales de manglar en todo el Caribe están siendo sustituidos por desarrollos costeros, y que se considera ahora como uno de los hábitats más amenazados de la Tierra [9]. A pesar de su importancia ecológica, estanques de sal han recibido poca atención científica y siguen siendo escasos los conocimientos [10, 11]. Una minuciosa descripción de sal se necesita con urgencia para proporcionar información de base para los esfuerzos de conservación de los humedales en el Caribe y establecer marcos para la conservación y gestión de los protocolos.

En este trabajo se describen las características físicas de los estanques de sal en las Islas Vírgenes Británicas (BVI), un pequeño archipiélago en el extremo oriental de las Grandes Antillas cadena de islas en el Caribe (Figura 1]. Casi sesenta estanques de sal se producen a lo largo de la semi-áridas costas de las Islas Vírgenes Británicas, que brindó la oportunidad de comparar varios hábitats dentro de una pequeña área geográfica. En este trabajo, se analiza la variación espacial y temporal en la hidrología y la salinidad de la sal en 17 estanques (Figura 2, Tabla 1]. Vigilancia de cambio, tanto cíclico y progresivo, es esencial para la gestión y restauración de estos hábitats vulnerables [12, 13]. En este artículo se establece una línea de base científica para esa labor.

Salinidad

La salinidad es el principal factor que limita abióticos en las comunidades acuáticas de agua hipersalinos, y que tanto influye en las concentraciones de oxígeno disuelto y temperatura [14 - 16]. La salinidad se sabe que fluctúan ampliamente en los cuerpos de agua hipersalinos someras debido a que su alto ratio de superficie a volumen hace especialmente sensibles a las variaciones estacionales y de corto plazo cambios en el medio ambiente [17]. Tiempo de control de los patrones de la concentración de sales por evaporación y dilución [18]. En lagunas costeras, y el lavado de entrada de agua de mar también puede influir en la salinidad [19 - 21].

Hemos previsto las fluctuaciones de la salinidad Islas Vírgenes Británicas estanques de sal similares a los reportados para los lagos y salinas costeras estanques de sal en otras partes del mundo, y espera que la amplitud de estas fluctuaciones de la salinidad que se influyen tanto las pautas meteorológicas y por un estanque del grado de relación con la hidrológica Mar.

Hidrología

Estanques de sal sistemas ecológicos son dinámicos que evolucionan a través de una serie de cambios naturales. Sucesión a través de la sedimentación y los cambios en las condiciones hidrológicas se producirá en la sal de las charcas de las Islas Vírgenes Británicas, y, en consecuencia, hoy en día debe estanques representan etapas en la progresión natural hidrológico, de las cerca de los sistemas marinos a cerca de los sistemas terrestres. Procesos similares han sido recientemente descritas en Belice [22].

Factores que influyen en la hidrología de los humedales incluyen la precipitación, de captación tamaño, el flujo de agua subterránea, el flujo superficial, la permeabilidad de los sedimentos, y de la vegetación. Las precipitaciones en las Islas Vírgenes Británicas es estacional, con una estación de lluvias entre agosto y diciembre. Estanques de sal se producen en la parte inferior de las cuencas hidrográficas empinadas en todas las islas excepto Anegada, que es llana. No están asociados a los estuarios, que son generalmente ausente de tierras áridas islas del Caribe. Las precipitaciones tiende a correr por las laderas de las montañas sobre la superficie en lugar de a través del suelo debido a que la capa de suelo en las Islas Vírgenes, es delgada y de las rocas de baja permeabilidad [23]. Superficie flujo se produce sólo después de las fuertes lluvias, ya que no existen permanente de los ríos, arroyos o ríos de las Islas Vírgenes Británicas. Los recursos de aguas subterráneas, que se limitan a los estrechos valles aluviales, depósitos de arena dispersos y fracturada roca volcánica, de recarga a una tasa de sólo 3 a 8 cm / año [23]. Agua de mar, por otra parte, puede entrar en los estanques de sal sobre la superficie o por medio de la tierra, porque muros que separan la sal del mar se componen de sedimentos permeables, principalmente arena y escombros de coral. Entrada de agua de mar se prevé que ser una fuerza importante en el control de la hidrología y la salinidad del estanque.

Cuatro especies de mangle, Rhizophora mangle, Avicennia germinans, Laguncularia racemosa, y Conocarpus erectus, constituyen la vegetación predominante a lo largo de las costas de sal. Su distribución entre los estanques en las Islas Vírgenes Británicas se describe en [2] y no se menciona aquí.

Resultados
Salinidad

La salinidad fluctuó ampliamente dentro de los estanques y la media de salinidad varió entre estanques (Figura 3, Tabla 2]. Todos de los 10 estanques de muestras mensuales durante un año completo se hipersalinos, en promedio, con la mitad significa tener salinidades inferiores a 100 ppm y la mitad superior (Figura 3]. Nueve de los 17 estanques varió en la muestra mesosalinity (20 - 50 ppm [1]], y uno, JOS, se convirtió en hyposaline (<20 ppm [1]], después de fuertes tormentas y sostenido. Salinidades más bajas se encontraron en JOS y WB, y la más baja se registró en la variabilidad del BM.

Salinidades más altas se produjeron en BEL y SAL. Estos estanques de agua de mar se filtra contenidos que continuamente suministran sales sin introducir suficiente agua de mar a causa rubor. Cloruro de sodio cristalizado más de la parte inferior de la SAL durante los períodos secos prolongados en el estanque que salinidades superado los 300 ppm, el punto de precipitación de NaCl. Al mismo tiempo forman costras de yeso en BEL, que durante los períodos secos experimentado salinidades entre 175 ppm (el punto de precipitación de yeso, CaSO 4 2H 2 O) y 300 ppm (Figura 4]. RED es también un gran estanque de solución salina, y la mayoría de su parte inferior estaba cubierta con un pavimento de yeso precipitado. Un filtrarse puede haber existido en la RED, pero el perímetro de este estanque no fue totalmente explorado en este estudio.

Durante 1995, la salinidad en todos los estanques aumentó entre febrero y agosto, el más seco del año, y se redujo entre agosto y noviembre, la parte más húmeda del año (Figura 4]. Dilución por lluvias es común a todos los estanques.

Dilución, siendo más precisamente ilustrada por el huracán datos de seguimiento (Figura 5 y 6]. Huracán Luis (septiembre 4 º, 1995), con 7 cm de lluvia, a causa de la salinidad en BAN a la caída del 37% en dos días (Figura 5]. Diez días más tarde, de 12 cm de lluvia cayeron durante el huracán Marilyn (Sept. 15, 1995), lograr una mayor disminución en 23% de salinidad. Así, más de diez días, la salinidad de BAN se redujo en un 50%, de 120 ppm a 60 ppm. Posteriormente, el lento aumento de la salinidad a 87 ppm en diciembre.

El huracán Georges (septiembre 21, 1998) BAN afectados de manera similar (Figura 5]. Trajo 6,5 cm de lluvia, que diluye la salinidad de BAN en un 23%, de 83 a 64 ppm. Aumentar gradualmente la salinidad a 71 ppm en octubre de 14 º, pero otro 7.5 cm de lluvia cayó entre octubre 21 y 23 y causaron un 15% más de dilución a 60 ppt. La continuación de las lluvias a través del siguiente mes mantenido relativamente baja en la salinidad de este estanque.

Se observaron efectos similares en otros 3 estanques de controlar durante el huracán Georges (Figura 6]. Salinidad en GUA redujo en 27%, de 83 a 61 ppm; salinidad en JOS se redujo en un 65%, desde 72 ppm a 25 ppm, y en la salinidad LON disminuyó en un 67%, de 130 ppm a 43 ppm. Después del huracán Georges, la salinidad en estos estanques aumentó gradualmente hasta el 21 de octubre de lluvias, que GUA diluido en un 34%, de 62 a 41 ppm, JOS diluido en un 73%, de 45 a 12 ppm, y LON diluido en un 21%, de 63 a 50 ppt.

Agua de la laguna no mostraron estratificación de la salinidad, salvo por breves períodos después de las lluvias. En GUA, 6.5 cm de lluvia (los días 28 y 29 de julio, 2000), se redujo la salinidad de las aguas superficiales de 75 ppm a 47 ppm. Durante las siguientes 36 horas, la salinidad de las aguas superficiales y de fondo se acercó gradualmente el equilibrio en el 57 ppt. Este patrón se repitió en menor escala después de una precipitación de 0,18 cm, el 19 de agosto de 2000, cuando la superficie de agua GUA fue diluido al 6 ppt menos de la parte inferior de agua (73 ppt), y el equilibrio (71 ppt) se logró después de las 9 Horas.

Salinidad de las aguas subterráneas

Salinidad en los pozos de aguas subterráneas en la vegetación y en tierra de frontera FLA promedio de 81 ± 4 ppt, el 9 de agosto de 1998, mientras que la salinidad de la laguna fue de 89 ppm. No halocline se detectó en los pozos de aguas subterráneas. Diez metros detrás de la vegetación de la orilla, donde se inició la franja de manglar, la salinidad de las aguas subterráneas (46 ± 0,7 ppm) fue más cerca de la de agua de mar.

En BLU, la salinidad de las aguas subterráneas en promedio 54 ± 6 ppm en 23 de enero de 1999. Salinidad de las aguas subterráneas sólo mostraron un pequeño aumento a 62 ± 10 en los siguientes 2 meses, tiempo durante el cual el estanque perdido 27 cm de profundidad y 64 ppt adquirida en la salinidad a través de la evaporación (Figura 7].

Evaporación

La tasa de largo plazo en la evaporación BAN fue de 32 m 3 H 2 O día -1 ha -1, entre el 26 de marzo y 26 de abril, 1995. Un correspondiente concentración de la salinidad del 125%, de 160 ppm a 200 ppm, se midió en BAN durante este período de sequía.

A corto plazo en la tasa de evaporación BAN en abril, de 2000 (Cuadro 3], se incluyó un día despejado y nublado día, fue similar (32 a 45 m 3 H 2 O día -1 ha -1) a la largo plazo la tasa de evaporación Medido en abril de 1995. No se detectó el cambio de salinidad (± 1 ppm mínimo límite de detección). No evaporación ocurrido en la noche.

A corto plazo en JOS la evaporación es muy alta (150 - 160 m 3 H 2 O día -1 ha -1) durante las horas del día en abril y julio (Cuadro 3], que corresponden con un 4 ppt aumento de la salinidad (de 124 a 128 Ppt) en una tarde. Evaporación la noche fue más baja (53 m 3 H 2 O día -1 ha -1), la evaporación y no se produjeron durante la noche. Por la proyección de estas mediciones durante un día entero (proporción de día, el amanecer y el anochecer, la noche y horas), todo el día de la evaporación tasa media se estima en 64 m 3 H 2 O día -1 ha -1.

Inundación y la profundidad de las fluctuaciones estacionales

Estanques de sal se encontró que difieren en sus períodos inundados y en su grado de conexión con el mar (Tabla 4]. Todos los estanques fueron superficiales, con un estanque de diez profundidad promedio de 29 ± 20 cm durante el año 1995, aunque existen importantes variaciones entre los estanques (Tabla 4]. Casi la mitad de los estanques para el secado por completo entre 3 y 9 meses al año (estanques temporales), mientras que otros nunca estanques secos (estanques permanentes). Todos los estanques de agua dulce aportaciones recibidas a través de la precipitación y la escorrentía, pero sólo ocho de 17 estanques de agua de mar directa recibida de entrada. En este último grupo, tres tipos de agua de mar se encontraron influencia. Mar conexión permanente, a través de un estrecho canal, se produjeron en cuatro estanques (BON, FLA, PTP & RED). Otros dos estanques (BEL & SAL) recibido a través de entrada de agua de mar a través de terreno que se filtra visibles en la costa. Los otros dos estanques (LON & WB) se conecta periódicamente con el mar durante las mareas de temporada alta (junio a diciembre, Figura 8].

HAN, y LEE NI celebrada el agua sólo durante breves períodos después de las lluvias, y fueron inundados por un total de 3 a 4 meses al año. Son los sedimentos del fondo de arena.

BLU, RUN y JOS (Figura 9a] también fueron fuertemente influenciados por las precipitaciones, pero estos estanques fueron inundados continuamente durante 7 meses o más en la mayoría de los años. Los sedimentos del fondo en estos estanques fueron predominantemente de arena, aunque en RUN y BLU parches de barro suave también estuvieron presentes.

GUA fue temporal (no permanente) estanque hasta 1990, después de que la entrada de agua salina a través de un desbordamiento de la tubería de efluentes y un tubo cerca de una planta de desalación dio lugar a la inundación permanente. Regular entrada de agua de mar mantenido relativamente estable en el nivel del agua GUA durante la mayor parte de 1995, aunque bajó el nivel del agua de 12 cm durante la sequía de abril y 47 cm levanta tras el huracán lluvias en septiembre (Figura 9b].

WB, con un fondo inicial de 28 cm en enero, estaba completamente seco antes de abril (Figura 9c]. El bajo volumen de lluvias (1 cm) de mayo de 7 ° y 8 °, que inundó JOS (Figura 9a], no llenar BM, presumiblemente a causa de su menor área de la cuenca (Cuadro 4]. Una semana después de estas lluvias, una marea alta, de 23 cm por encima de media bajo el agua, que es el primero de esta magnitud para el año (Figura 8], lleno BM a 15 cm (Figura 9c] cuando el agua de mar incumplido un punto bajo en la berma WB separa del mar. Conexión de agua de mar a través del canal resultante producido regularmente durante las mareas altas, a partir de junio hasta diciembre, cuando el nivel del mar era más alto que en el año anterior (Figura 8]. Nivel de agua en el BM no fluctúan mucho, siempre que la conexión con el mar se mantuvo (Figura 9c]. El huracán lluvias de septiembre no tuvo ningún efecto sobre el nivel del agua en el BM. Conexión directa con el mar durante los huracanes, presumiblemente, permite un rápido equilibrio de nivel de agua en el drenaje de la escorrentía por el BM al mar.

Episodios de la inundación de agua de mar, similares a los de BM, se observó a lo largo de varios años (1998 a 2001) en LON, aunque no se controló a fondo en este estanque. Tres alcantarillas de hormigón, construido para permitir a la fuga de agua bajo la carretera que LON separados de la costa en el lado sur de la laguna, LON permitido en el agua de mar en verano y otoño, cuando el nivel del mar era más alto. La parte inferior de LON se compone principalmente de arena con algunas manchas de lodo orgánico, mientras que la de BM se compone de lodo orgánico.

SIN BAN y son a la vez permanentemente inundadas, pero no tenía la superficie del mar respecto. El inundó parte de BAN reducido a aproximadamente el 60% de su tamaño inicial y la pérdida de 22 cm de profundidad en el más seco durante una parte del año (Febrero-Mayo, la figura 8d]. Los huracanes Luis y Marilyn aumentado el nivel de BAN por 26 cm y 13 cm, respectivamente. El nivel del agua se redujo de 9 cm inmediatamente después de que el huracán Luis y 13 cm dentro de días del huracán Marilyn, presumiblemente a través de drenaje a través de la berma de arena y coral que BAN separados del mar. El fondo de ambos estanques fueron uniformemente cubierto por lodo orgánico, pero a diferencia de SIN, BAN apoya bentónicos comunidades microbianas que formó una capa gelatinosa firme sobre el barro.

BEL y SAL son a la vez permanentemente inundados y recibió pequeño pero constante entrada de agua de mar se filtra a través de subterráneos, se observó que el agua gotear a través de los sedimentos de la costa y en los estanques. La salinidad de las aguas que salen de estos se filtra constantemente cerca de 40 ppm, lo que indicaba un origen de agua de mar. El arcén en la zona de filtrarse en la SAL se compone de escombros de coral, mientras que la berma en la zona a filtrarse BEL estaba compuesto por silty orgánicos y sedimentos. Profundidad de las fluctuaciones de estos estanques fueron similares entre sí y los dos estanques respondió a los ciclos de las precipitaciones y la evaporación (Figura 9 sexies y 9 septies]. BEL SAL y se convirtió someras y de menor tamaño durante el período de sequía en marzo y abril, 1995. El nivel del agua descendió por debajo de BEL en la zona de muestreo de marcado y, por lo tanto expuestos a fondo el punto de referencia, por lo tanto, la profundidad de los valores cero en el mes de abril, junio y julio en la figura 9 sexies. Con el aumento del nivel del mar entre junio y agosto, de 1995, (Figura 8] una mayor entrada de agua de mar se filtra a través de BEL SAL y que se esperaba. Contrariamente a las expectativas, sin embargo, el nivel del agua en estos estanques no aumenta en el verano. Las lluvias de los huracanes de septiembre, por otra parte, planteó que el nivel del agua más de 50 cm en los dos estanques. Bottoms estos estanques fueron compuestos orgánicos grueso de los depósitos de lodo.

La Anegada estanques, BON, FLA, Senderos de la Paz y RED, estaban conectados entre sí y mantienen una relación directa con el mar a través de un estrecho canal cerca de Senderos de la Paz. Este canal mide 3,3 m de ancho y 37 cm de profundidad en su punto más angosto. Profundidad de las fluctuaciones de estos estanques fueron generalmente similares entre sí, y los estanques respondido a los cambios estacionales en el nivel medio del mar más que a los ciclos de las precipitaciones y la evaporación (Figura 9g-j]. Los sedimentos del fondo en este grupo de estanques varía de arena (PTP) de barro orgánico (BON). Sedimentos en la FLA y la RED son en la mayoría de las áreas cubiertas por una dura corteza compuesta fundamentalmente de los cristales de yeso (CaSO 4-2H 2 O).

Influencia de las mareas en los niveles de agua de la laguna

BAN, GUA y JOS no mostró evidencia de las mareas influencia en los niveles de agua de la laguna (Cuadro 4]. HAN, LEE NI y también se presumirá que no se marea porque se mantuvo seco, con excepción de los períodos relativamente cortos después de las lluvias, incluso durante la temporada alta, de mayo a través de las mareas de julio.

Los niveles de agua en BLU, LON RUN y fueron influenciados por las fuerzas de marea (Cuadro 4], pero esta influencia no siempre es detectable. Tide inducida por las fluctuaciones fueron detectados en dos de cuatro períodos de medición en BLU, en dos de cada tres mediciones en RUN y en tres de cada cuatro mediciones en LON. El mayor incremento observado en BLU del nivel de agua se produjo 10 horas después de una ola de alta mar. En cambio, gran cantidad de agua, en general, LON y RUN se produjo dentro de una hora de la marea alta. Influencia de las mareas no se detectó en LON o WB cuando, durante los períodos de menor nivel del mar, que perdió la conexión directa con el mar. Fluctuaciones del nivel de agua de marea, sin duda, fueron experimentados en LON y el BM en los momentos de la conexión directa al mar.

El nivel del agua aumentó considerablemente en BEL (0,7 cm) en respuesta a una creciente ola, el 10 de julio de 2000, la única fecha en que se muestra.

Un aumento del nivel de agua de 2,6 cm en el SIN fue superior a la medida en cualquier otro estanque, y se produjo en respuesta a una moderada marea alta de sólo 14 cm por encima de mlw

Todos los estanques de la Anegada (BON, FLA, PTP, RED) mostró regular el nivel del agua en respuesta a las fluctuaciones de los ciclos de las mareas, y el momento estas fluctuaciones seguido de cerca la de las mareas.

Discusión

Islas Vírgenes Británicas sal estanques someros y todos fueron principalmente hipersalinos, y sus aguas son generalmente bien mezclados. Ellos exhiben grandes variaciones en la salinidad, temporal y espacial, entre estanques.

Las precipitaciones controlada fluctuaciones temporales de salinidad (Figuras 4, 5, 6], y representó para la mayoría, si no todos, los aportes de agua dulce a los estanques. Las aguas subterráneas que parece ser un poco importante fuente de agua dulce de entrada, como lo demuestra la constante salinidad de las aguas subterráneas cerca de los estanques a pesar de la modificación estanque salinidades (Figura 7]. Este hallazgo coincide con las observaciones de San Juan, USVI [23]. Se ha observado una disminución de la salinidad de las aguas subterráneas con la distancia desde el borde estanque, un patrón típico de las interfaces entre los salares y los manglares y, presumiblemente, causadas por la mayor influencia de agua dulce con la distancia de una cuenca de evaporación [24].

La evaporación es una fuerza importante en todos los estanques, que influyen en la salinidad y profundidad. A través de terreno de drenaje de agua de la laguna con el mar no suele ocurrir, excepto cuando un estanque era excesivamente completo, como se observó en BAN después de dos huracanes consecutivos. A largo plazo y corto plazo, los métodos de medición de la evaporación arrojado resultados similares, lo que indica que el promedio de las tasas de evaporación de los estanques durante el tiempo seco fue entre 32 y 64 m 3 H 2 O / día-ha, todos (o casi todos), de la que se produce Durante las horas del día. El cambio máximo de profundidad estanque durante temporada seca se -0,5 cm / día, un valor similar a la tasa de evaporación (-0,6 cm / día) informaron de una laguna hipersalina en el Mar Rojo [25].

Los niveles de agua de la laguna disminuyó durante los períodos secos, exponiendo a grandes zonas del estanque de sedimentos, mientras que las precipitaciones causadas estanques para llenar y ampliar. Este efecto es menos pronunciado en tanques con conexiones directas al mar (Figura 9g-j]. La memoria intermedia efectos de la conexión de agua de mar no se extiende a la salinidad, ya que incluso el mar permanentemente conectados Anegada estanques se convirtió en altamente salina (> 100 ppm) durante los períodos secos (Figura 4g-j]. Esto indica que el canal de agua de mar que entran a la Anegada estanques no flush concentra las aguas de los estanques. El fenómeno de la hypersalinity a pesar de la comunicación con el mar también ha sido descrita en una laguna de Brasil [20] y en una laguna de Arabia Saudita [25].

Estanques de sal mostró una gama de las diferencias hidrológicas. Esta variabilidad nos permitió identificar varios grupos de estanques, utilizando período de la inundación y de superficie (visible) de conexión con el mar como descriptores primarios. A continuación, las características hidrológicas y las características de salinidad oscila se describen para cada uno de estos grupos.

1. Permanente estanques con conexión directa mar (BON, FLA, PTP, RED):

Estos estanques, todas situadas en el piso isla de Anegada de coral, formado el mayor sistema de humedales en las Islas Vírgenes Británicas. Estaban conectadas entre sí, además de ser conectado con el mar a través de un estrecho canal. Los niveles de agua en tanques con permanente conexión directa mar fueron controlados por las fluctuaciones del nivel del mar y por las precipitaciones y la evaporación. Salinidad variable, pero en general fue alta (promedio anual de salinidad varió de 93 a 184 ppm; Figura 3]. Las precipitaciones y la evaporación parece ser mucho más importante en forzar a las fluctuaciones de la salinidad del agua de mar que se rubor.

2. Permanente estanques con agua de mar se filtra (BEL, SAL):

Una constante de agua de mar se filtran llegado en estos estanques a través de los sedimentos de la orilla. Los niveles de agua fueron determinados principalmente por la precipitación y la evaporación, aunque pequeñas variaciones diarias en el nivel de agua correspondencia con los ciclos de las mareas. Estanques con agua de mar se filtra experimentado algunas de las más altas salinidades de todos los estanques (media anual de salinidad varió de 165 a 269 ppm; Figura 3]. Yeso y cloruro de sodio fueron depositados por las precipitaciones en estos estanques durante la estación seca.

3. Temporales estanques periódico con conexión directa mar (LON, BM):

Estanques periódico con conexión directa al mar fueron ocupados por overwash mar durante las mareas altas, la temporada entre mayo y diciembre (Figura 8]. Durante estos períodos de mar respecto, el nivel de agua fue controlado exclusivamente por las fluctuaciones de las mareas. Cuando las mareas son bajas, el mar la comunicación se rompió y, a continuación, los niveles de agua estaban bajo el control de los ciclos de las precipitaciones y la evaporación. Las fluctuaciones de la salinidad en estos estanques fueron similares en magnitud a los de otros estanques temporales. Sin embargo, el lavado de agua de mar durante la estación seca reducido estanque salinidades, causando fluctuaciones de la salinidad en estos estanques a diferir en el calendario de las de otros estanques temporales (Figura 4].

4. Estanques Permanente de la superficie del mar sin conexión (BAN, SIN):

Dos estanques con bastante diferente hydrologies se incluyen aquí. BAN en el nivel del agua se vio afectada por las precipitaciones y la evaporación, pero no por las fluctuaciones de las mareas. SIN, en cambio, exhibe grandes fluctuaciones de las mareas (Tabla 4]. A diferencia de BAN, SIN mantenido relativamente constante área de inundación en toda la estación seca. BAN salinidad en general fue alto y variable (135 ± 48 ppm; Figura 3], mientras que la de SIN fue siempre cerca de agua de mar (35 - 51ppt; Cuadro 2]. En todos estos aspectos, BAN es más similar a otros estanques que se SIN.

SIN singular de la hidrología, que se caracteriza por la gran amplitud de mareas fluctuaciones, la inundación permanente y cercano a la salinidad del agua de mar, sugiere que este estanque subterráneo mantenido relación con el mar, probablemente a través de su coral berma. Tal hidrología es similar a la de la anchialine estanques de las Bermudas, el mar que mantienen relación a través de cuevas subterráneas [21, 26].

Por consiguiente, esta categoría representa probablemente dos tipos distintos de los estanques permanentes: los que tienen el mar subterráneo de conexión (por ejemplo, SIN) y los que no mar conexión (por ejemplo, BAN).

5. Estanques temporales sin conexión a la superficie del mar (BLU, HAN, JOS, LEE, NI y RUN):

Período de la inundación en este grupo de estanques varió de tres a ocho meses por año. Inundación fue controlada por las precipitaciones y la evaporación. Estacionalmente las mareas altas, no la fuerza del agua en estos estanques. Grabado salinidad varió de hyposaline (por breves períodos después de las lluvias del huracán) a tres veces la salinidad del agua de mar (Tabla 2]. En la mitad de estos estanques (BLU, JOS, RUN), de las mareas influencia en el nivel del agua, una vez inundada, era detectable, lo que sugiere que sus fondos estaban en o por debajo del nivel del mar. La otra mitad de estos estanques (HAN, LEE y NOR) fueron los más pequeños y shallowest estanques estudiados, y que tenían el menor inundación períodos (de tres a cinco meses).

Estos hidrológicamente grupos distintos de los estanques reflejan una tendencia de la alta conectividad con el mar para completar el aislamiento del mar. Esta tendencia se manifiesta también cuando los geomorphologies de bahías y lagunas son consideradas. Completamente abierto bahías, o bights, se encuentran en un extremo, seguido de bahías que están parcialmente restringido por someras de los arrecifes de coral. Cuando los manglares expuestos colonizar la superficie de estos arrecifes de coral, los manglares por la acumulación de sedimentos raíces conduce a la construcción de bermas, que restringen la energía del oleaje dentro de las lagunas. Estanques de sal se encuentran en el otro extremo, cuando una berma completamente (en la mayoría de los casos) separa el cuerpo de agua tierra adentro desde el mar.

La variabilidad observada hidrológicos existentes entre Islas Vírgenes Británicas sal sugiere un patrón de evolución geológica de las aguas marinas costeras a los estanques de sal y, finalmente, a la tierra firme. Islas Vírgenes Británicas sal de este modo ofrecer hoy en día los ejemplos de las transformaciones naturales de humedales que han sido previamente descrito por Dix et al. [27] en su análisis geológico de los sedimentos marinos de un estanque Bahamas sal. Una posible ruta a través de las fases observadas de sal es diagramado en la Figura 10. Un estanque con conexión directa al mar, en función de su geomorfológicos y las características del sedimento, podría convertirse en uno de los cuatro diferentes tipos de estanques: 1) un permanente estanque subterráneo con el mar respecto, 2) un permanente con un estanque de agua de mar se filtran, 3) un Permanente estanque sin conexión al mar, o 4) un estanque temporal periódico con conexión directa al mar. De ellos, un permanente con un estanque de agua de mar se filtran podría transformarse en un sin sentido como el mar se convierte en bloqueada por filtran sedimentos; permanente estanque con respecto mar no puede, a su vez, convertirse en un estanque temporal, ya que recoge los sedimentos hasta su parte inferior se encuentra Sobre el nivel del mar, y un estanque temporal con mar de conexión directa periódico puede llegar a ser un mar sin sentido como la berma a través de la cual se establece la conexión mar está estabilizado por las raíces de mangle y accreted sedimentos. El destino permanente de un estanque subterráneo con conexión al mar para convertirse en un estanque temporal conexión con el mar no está claro, ya que este tipo de estanque es único en nuestro conjunto de datos. Independientemente, senescing estanques deben llegar a la etapa de un estanque temporal sin conexión al mar, y como estos estanques se llenan de sedimentos erosivos y como sales son lavados por las lluvias, el bosque seco a lo largo de los árboles que invaden las fronteras en el antiguo estanque.

Conclusión

Islas Vírgenes Británicas sal estanques hipersalinos y se mostró dramáticas salinidad fluctuaciones estacionales en respuesta a los patrones de evaporación y precipitación. Hidrológico de variación osciló permanentemente inundados estanques con conexión directa al mar a aquellos totalmente aislados del mar y la retención de agua sólo después de las lluvias. Variabilidad observada permite una clasificación basada en las características hidrológicas. Esta clasificación parece reflejar una evolución geológica de lagunas abiertas a través de varios tipos de sal y, por último, a la sal pisos, en el bosque seco tropical que puede entrometerse (Figura 10].

Identificación de las etapas representante de la sal estanque evolución ayudará en la formulación de políticas y la toma de decisiones, en particular debido a factores externos, como la cuenca de escorrentía, la sedimentación, eutrofización y relleno, así como la repentina o fenómenos meteorológicos graves y desarrollo urbano de la costa, influyen en la hidrología y la sal estanque Salinidad. Comprender si los cambios son reversibles, si se dispone de recursos para invertir o limitar las tendencias, y lo que va a ser las consecuencias de la no reversión o disminución del ritmo de los cambios son la gestión de todas las decisiones que es preciso adoptar para estos hábitats. Los patrones de variabilidad y la sucesión se describe aquí se puede utilizar para guiar tales decisiones de gestión.

Las actividades antropogénicas en gran acelerar los procesos evolutivos en los estanques de sal, con lo degradando rápidamente los beneficios ecológicos de sal. Ventajas para el alivio de inundaciones, retención de sedimentos, la costa de la estabilidad de la línea, las poblaciones de aves migratorias y otras son la reducción de la sal en los estanques para convertirse en sitios de relleno sanitario, el vertido o la construcción (todas las observadas recientemente en las Islas Vírgenes Británicas). La consiguiente presión sobre los ecosistemas vecinos, como la sedimentación de los arrecifes y bahías, justificar más detallado análisis, la supervisión y la gestión de los estanques de sal.

Métodos

Una encuesta de ámbito territorial de las Islas Vírgenes Británicas estanques de sal se realizó en 1995, y un subconjunto de diez estanques, distribuidos a través de 5 islas, fue seleccionado para la vigilancia. La salinidad y la profundidad se registraron mensual de enero a diciembre de 1995. Las dificultades logísticas impidieron que dos visitas de muestreo a Anegada (junio y diciembre; cuatro estanques) y una visita a Guana (diciembre, un estanque). Adicional mediciones de salinidad se registraron intermitentemente entre 1991 y 2001. La media de salinidad en comparación estanque en el presente documento se calculará a partir de los datos de 1995 exclusivamente, porque reflejan un completo ciclo anual de las fluctuaciones de la salinidad en cada laguna.

Salinidad cambios durante y después de los huracanes fueron supervisados intensamente (dos a tres muestras por semana) en una balsa en 1995 y en cuatro estanques en 1998. Posterior muestreo, realizado entre 1998 y 2001, se centró en la descripción de las variaciones hidrológicas entre los estanques.

Características físicas, incluyendo zona de estanque, la superficie de conexión con el mar, la composición de los sedimentos del fondo, el período de la inundación y la zona de las cuencas hidrográficas se describieron en 17 estanques (Tabla 1, Figura 2]. Movimientos de las mareas de agua se mide en todos los estanques sino cuatro, tres de los cuales fueron en seco de la mayoría de cada año.

Cada estanque fue asignada y medido (área, perímetro y la distancia más cercana al mar), utilizando las Islas Vírgenes Británicas Nacional de base de datos GIS (2001-2002) proporcionada por la Conservación de las Islas Vírgenes Británicas y el Departamento de Pesca. Estas dimensiones incluyen sólo los inundados periódicamente, no con vegetación porción de cada estanque.

Las cuencas se mide por el rastreo de más de un SIG mapa de la zona de las laderas que drenan en cada laguna. Pond zonas se incluyeron en las cuencas hidrográficas dimensiones. Contornos de la isla de Anegada y Norman no estaban disponibles. Las cuencas hidrográficas de cuatro estanques en Anegada, que es llana (elevación máxima 9 m), se aproximó como 1 1 / 2 veces la superficie de cada estanque, una estimación basada en el conjunto de la geografía de la isla. El ámbito de las cuencas hidrográficas NOR no se calcula. Cuenca se utilizó como una medida relativa de los efectos potenciales de las aguas pluviales que entran cada laguna.

Observaciones de la geomorfología, superficie relación con el mar, berma estructura, los sedimentos, y en torno a la utilización de la tierra se observaron mientras caminaba el perímetro de cada laguna.

Pond inundación (presencia o ausencia de agua) se observó durante visitas a los lugares y en cualquier otro momento en que tales observaciones son posibles (por ejemplo, de viajar dentro de la vista de un estanque). Períodos de inundación se informó de que el máximo número de meses por año que cada estanque fue continuamente inundados. La profundidad del agua se midió utilizando una cinta de medición ponderada en permanente estaciones de muestreo en cada una de las 10 lagunas durante 1995 solamente.

Mareas influencia en el nivel del agua en los estanques fue determinada por el seguimiento de la posición del borde del agua y la conversión de este movimiento lateral a la circulación vertical de la triangulación de la costa de pendiente (la costa método de seguimiento, se detalla en [2]]. Debido a orillas se estanque casi plana, este método es muy sensible a los movimientos del agua. Un descenso del nivel de agua de sólo 1 cm, por ejemplo, exponer a medio metro de la línea costera. Viento y olas pequeñas resultante presenta un nivel de error de ± 0,026 cm de profundidad, sobre la base de mediciones de las 10 diferentes días en un estanque no mareas (JOS). El máximo cambio causado por un viento moderado (unos 20 nudos) sopla hacia la zona de muestreo correspondió con un aumento de 0,14 cm de nivel de agua. Para evitar la clasificación de un estanque como tidally influenciado por error, usamos un aumento de 0,2 cm de nivel de agua como el umbral mínimo para la determinación positiva de la marea impulsado por movimiento de agua en estanques (influencia de las mareas). Nivel de agua se realizaron mediciones en días despejados con velocidades de viento de 20 nudos o menos. Las mediciones inmediatamente después de la lluvia duchas fueron excluidos de este análisis. La disminución de los niveles de agua no se utiliza para determinar la presencia de la influencia de las mareas porque ebbing agua no se distinguen de pérdida de agua por evaporación.

Para estanques inicialmente no muestran las fluctuaciones de marea, el nivel del agua mediciones se repitieron por lo menos tres veces, incluso durante al menos un ciclo de las mareas en la que el mar levanta superior a la media por encima de 25 cm bajo el agua (mlw). La media del nivel de marea alta durante un año normal (1998) fue de 20 cm por encima de mlw [28].

El momento y la amplitud de las mareas del mar se determinaron por Walker (1992) DOS programa de predicciones de mareas en todo el mundo [28], utilizando Santo Tomás, Islas Vírgenes de EE.UU., como el punto de referencia más cercano. No hay tiempo de corrección se utilizó, como punto de referencia era de 50 km de todos los estanques, excepto la Anegada estanques, que son dentro de los 90 kilómetros de Santo Tomás. Se vigila el nivel del mar durante el mes de febrero, de 1998, utilizando un juego graduado en aguas en la bahía de Bluff, Beef Island. El observó el calendario de las mareas altas y bajas era aproximadamente equivalente a lo predicho por el programa de Walker. La media de los niveles del mar se muestra en este trabajo se calcularon como de 5 días consecutivos medio de la diferencia entre mlw y el diario de las mareas altas y bajas.

Salinidad del agua fue medida in situ utilizando un refractómetro de mano con la compensación automática de temperatura (Vista, modelo A366ATC). Las muestras con salinidades más allá del rango del instrumento (100 ppm) fueron proporcionalmente diluida con agua destilada antes de la última medición. Instrumento de resolución fue de 1 ppm y el error fue de ± 2 ppm; sin embargo, cuando era necesaria la dilución, el aumento de error de un máximo del 5% de la salinidad de las aguas.

Salinidad estratificación se evaluó en BAN, el 13 de agosto (16:30 y 20:45) y el 14 de agosto (7:00 y 11:50), durante la temporada seca. También se evaluó en GUA después de las lluvias entre el 29 de julio y 1 de agosto, 2000, (6 muestras) y entre el 19 de agosto y 20 de agosto (5 muestras).

Salinidad de las aguas subterráneas se supervisa mensualmente, de enero a marzo de 1998 en 4 construyeron pozos de aguas subterráneas (1,0 a 1,3 m de profundidad), a unos 30 cm por encima de la línea de vegetación en el perímetro de BLU. Otro 4 pozos (0,7 a 0,9 m de profundidad, de 0,5 a 10 m tierra de la línea de vegetación) fueron muestreados a FLA, el 9 de agosto, 1998.

Precipitación datos fueron suministrados por los residentes locales en dos lugares. Otras precipitaciones a largo plazo no se disponía de datos en las Islas Vírgenes Británicas.

Un período de sequía entre el 14 de marzo y el 6 de mayo, de 1995, durante los cuales no se registraron precipitaciones en cualquier lugar de las Islas Vírgenes Británicas, supuso una oportunidad para evaluar a largo plazo las tasas de evaporación de sal. La sequía en el período de cambio profundo estanque y la salinidad en BAN se utilizó para calcular la evaporación a largo plazo. BAN fue elegido para este análisis, ya que estaba completamente aislada de la influencia de agua de mar (incluidos los efectos de las mareas) y mantuvo el agua en toda la estación seca. El modelo resultante de evaporación del supuesto de que la cantidad de agua perdida o adquirida a través del suelo es insignificante en comparación con la pérdida de agua por evaporación. De hecho, los niveles de estanque supervisado por la costa método de seguimiento (descritas anteriormente para la detección de la influencia de las mareas) fueron constantes durante la noche, lo que indica que a través de drenaje de terreno fue mínimo, en el mejor. La evaporación se expresó como el volumen de agua perdido por día y por hectárea de estanque, ya que estas unidades permitió la comparación de las pérdidas en volumen entre estanques de diferentes tamaños.

Un segundo método de medición de la evaporación evaluaron los pequeños cambios en el nivel del agua durante un número de horas utilizando el método de seguimiento de la costa. Sólo los datos de los estanques en los que no se detectó influencia de las mareas, BAN y JOS, se utilizaron para estos cálculos de corto plazo evaporación.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Contribuciones de los autores

L. Jarecki realizó el trabajo de campo, análisis y presentación de informes.

M. Walkey se desempeñó como asesor del proyecto en todas las etapas.

Agradecimientos

Damos las gracias a la Guana Island Wildlife Sanctuary para financiar parte de este trabajo. Los resultados presentados aquí forman parte de L. Jarecki 's tesis doctoral, completada bajo la tutela de M. Walkey Durrell en el Instituto de Conservación y Ecología de la Universidad de Kent en Canterbury, en 2004.