Ett estuarium (latin: æstuarium, ’lagun’, ’bukt’, ’vik’) eller mynningsvik är ett delvis avgränsat kustvattenområde där sötvatten från land blandas med saltvatten från havet. Blandningen ger upphov till varierande salthalt, ofta med bräckt vatten som följd. Enligt en ofta använd vetenskaplig definition har estuariet fri förbindelse med det öppna havet och havsvattnet är märkbart utspätt av sötvatten från landavrinning. Estuarier är dynamiska ekosystem där fysiska, kemiska och biologiska förhållanden påverkas av bland annat sötvattentillrinning, tidvatten, strömmar och sedimentation.
Schematisk bild av ett estuarium vid Elbes mynning.
Begreppet används på olika sätt inom forskning och förvaltning. Det kan avse själva vattenområdet där söt- och saltvatten blandas, men också ett större sammanhängande system med strandzoner, våtmarker, sediment och tillrinnande vattendrag. Estuariets gränser är inte alltid entydiga, eftersom övergången från flod till hav ofta utgör ett kontinuum snarare än en tydlig gräns. En vetenskaplig översiktsartikel av Elliott och McLusky behandlar uttryckligen problemet med att avgränsa estuarier och deras delområden och framhåller att definitionen kan behöva anpassas efter om den används för ekologiska, fysikaliska, geografiska eller förvaltningsmässiga ändamål.
Avgränsning och ekosystem
Schematisk genomskärning av ett estuarium med ett område där grumligt vatten och sediment ansamlas.
Ett estuarium kan studeras som ett eget ekosystem, där vattenmassan, bottnarna, organismerna och tillförseln från land ingår i ett sammanhängande system. Det påverkas samtidigt av processer i omgivande avrinningsområde, flodsystem och hav. National Estuarine Research Reserve System beskriver estuariet som ett ekosystem som omfattar både den biologiska och den fysikaliska miljön, och framhåller att det är sammankopplat med omkringliggande miljöer genom vattenflöden och transport av näringsämnen, organiskt material och sediment.
Ett estuarium kan också undersökas genom mindre enheter, exempelvis vattenmassor med olika salthalt, tidvattenpåverkade strandängar, mjukbottnar, undervattensvegetation eller enskilda sedimentlager. Dessa delområden har olika fysiska förutsättningar och livsmiljöer, men är förbundna genom vattenrörelser, sedimenttransport och ekologiska samband. Att välja avgränsning innebär därför att bestämma vilka processer och delar av systemet som ska ingå i en viss undersökning. Elliott och McLusky diskuterar just svårigheten att definiera både estuariet som helhet och dess beståndsdelar.
En ekologisk undersökning kan exempelvis följa hur artsammansättningen förändras från flodens sötvatten genom estuariet till havet. En studie av Themsens estuarium fann ett kontinuum av organismsamhällen längs salthaltsgradienten och att arternas utbredning förändrades med variationer i sötvattentillförseln. Resultatet har använts för att diskutera om estuariets ekologiska gränser bäst förstås som en gradvis övergång eller som tydligare avgränsade zoner.
Förekomst och bildning
Satellitbild av Río de la Plata, där flodvatten och sediment blandas med vatten från Atlanten.
Estuarier förekommer bland annat vid mynningarna av stora floder, där sötvatten möter havsvatten. Exempel är Ob, Jenisej, Saint Lawrencefloden och Río de la Plata. Även mindre kustnära vattenområden kan bilda estuarier om tillrinningen av sötvatten påverkar vattnets egenskaper och blandas med havsvatten.
Utifrån sin geologiska bildning brukar estuarier delas in i flera huvudtyper. En vanlig indelning omfattar estuarier i tidigare floddalar som översvämmats när havsnivån stigit, fjordestuarier som formats av glaciärer, barriärbildade estuarier som avskiljs från öppet hav av exempelvis sandrevlar eller barriäröar samt tektoniskt bildade estuarier som uppkommit genom rörelser i jordskorpan. En del indelningar skiljer även ut estuarier som är förbundna med deltasystem.
Estuariernas utformning påverkas också av samspelet mellan flöde, vågor, tidvatten och sedimenttransport. De är därför inte en enda enhetlig landform, utan omfattar kustvatten med olika geologiskt ursprung och hydrodynamiska förhållanden. Klassificeringen efter bildningssätt beskriver främst hur vattenområdet har uppkommit, medan en klassificering efter vattenrörelser beskriver hur vattenmassorna blandas.
Fysikaliska och kemiska förhållanden
Salthalt och blandning
Schematisk modell av ett saltkilesturium, där sötare vatten ligger ovanför saltare bottenvatten.
Salthalten är en av de viktigaste faktorerna som skiljer estuarier från många andra vattenmiljöer. Den påverkas av mängden sötvatten från floder och landavrinning samt av tillförseln av havsvatten. Förhållandena kan förändras både över året och på kortare tidsskalor, exempelvis när flödet i ett vattendrag ändras eller tidvattnet för in respektive för ut vatten.
Utifrån blandningsförhållandena brukar man skilja mellan bland annat saltkilestuarier, partiellt blandade estuarier och välblandade estuarier. I ett saltkilesturium är sötvattnet mindre tätt och strömmar ovanför saltare vatten som kan tränga in längs bottnen. I partiellt blandade estuarier sker en större omblandning, samtidigt som skillnader i salthalt finns kvar mellan olika delar av vattenmassan. I välblandade estuarier är salthalten mer jämnt fördelad genom vattenpelaren. Vilken typ som uppstår beror bland annat på förhållandet mellan flodflöde och tidvatteninducerad blandning.
I områden med hög avdunstning kan en annan typ av cirkulation uppstå. Om avdunstningen är större än tillförseln av sötvatten och vattenutbytet med havet blir begränsat kan salthalten stiga över den i havsvattnet. Sådana förhållanden beskrivs som negativa estuarier. Det saltare vattnet har högre densitet och kan påverka cirkulationen i vattenområdet.
Tidvatten, strömmar och vattenutbyte
I tidvattenpåverkade estuarier förändras vattenståndet regelbundet när havsvatten strömmar in och ut. Tidvattnets inverkan kan fortplantas långt upp i ett vattendrag, beroende på bland annat estuariets form, bottenfriktion och flodens vattenföring. I vissa flodmynningar kan en brant tidvattenvåg bildas, så kallad tidvattenbore.
Vattenutbytet påverkar hur länge vatten, näringsämnen och föroreningar stannar kvar i estuariet. Denna uppehållstid, ofta beskriven som vattenmassans omsättnings- eller spoltid, är en viktig faktor i studier av estuariernas vattenkemi och syreförhållanden. Effekterna av näringsbelastning kan därför inte bedömas enbart utifrån mängden tillförda ämnen; även vattenomsättning och fysisk skiktning spelar roll.
Sediment och grumlighet
Grumlighetszon i ett partiellt blandat estuarium.
Floder för med sig partiklar från land till estuarier, bland annat lera, silt och organiskt material. När vattenhastigheten minskar kan partiklarna sedimentera på bottnen. I saltvatten kan fina partiklar dessutom klumpa samman genom flockulering, vilket påverkar hur snabbt de sjunker och hur de transporteras vidare. Flockulering och sedimenttransport är viktiga processer i estuariernas grumlighetsdynamik.
I vissa estuarier bildas ett turbiditetsmaximum, det vill säga en zon med särskilt hög koncentration av suspenderade partiklar. Dess läge och styrka påverkas av strömmar, blandning, sedimenttillförsel och transporten mellan flod och hav. En sådan zon kan vara viktig för hur finkornigt sediment och partiklar bundna till organiskt material hålls kvar eller förs vidare.
Finkorniga sediment kan ha mycket begränsad syrepenetration. När organiskt material bryts ned förbrukas syre, och längre ned i sedimentet kan syrefattiga eller syrefria förhållanden uppstå. Gränsen mellan den oxiderade ytan och mer reducerade sedimentlager kan vara tydlig. Dessa förhållanden påverkar nedbrytning, näringsämnenas kretslopp och vilka bottenlevande organismer som kan leva i sedimentet.
Ekologi
Organismer längs salthaltsgradienten
Organismer i estuarier utsätts för variationer i salthalt, temperatur, vattenstånd och sedimentförhållanden. Artsammansättningen förändras därför ofta längs gradienten från sötvatten till hav. Arter med snäva toleransgränser för salthalt brukar beskrivas som stenohalina, medan arter som klarar ett större salthaltsintervall är euryhalina.
Olika organismer hanterar salthaltsvariationer genom fysiologiska och beteendemässiga mekanismer. Osmoreglering innebär att organismen reglerar vatten- och saltbalansen i kroppen. Andra organismer anpassar delvis koncentrationen av lösta ämnen i kroppsvätskorna till omgivningen. Beteenden som att gräva ned sig i sediment eller stänga skal kan också minska exponeringen för snabbt förändrade förhållanden.
Vissa fiskar använder estuarier under olika delar av sin livscykel. Diadroma fiskar vandrar mellan sötvatten och hav, och estuarier kan utgöra en passage mellan dessa miljöer. Anadroma fiskar, som lax, vandrar från havet till sötvatten för fortplantning, medan katadroma fiskar, som europeisk ål, vandrar från sötvatten till havet för fortplantning. Förflyttningar mellan vatten med olika salthalt kräver fysiologiska anpassningar.
Estuarier kan också fungera som skyddade uppväxtområden för ungfisk och andra vattenlevande djur. De varierade livsmiljöerna, tillgången på föda och skyddade grunda vatten kan göra vissa estuarier viktiga under tidiga livsstadier. NOAA beskriver estuarier som uppväxtmiljöer för bland annat fisk, skaldjur och andra kustlevande djur.
Näringsvävar och energiflöden
Estuarier får organiskt material både från den egna produktionen och från omgivningen. Floder transporterar exempelvis växtrester, löst organiskt kol och partiklar till estuariet, samtidigt som lokala våtmarker och vattenväxter bidrar med organiskt material. I många estuarier spelar detritus, det vill säga dött organiskt material, en viktig roll som energikälla för näringsväven.
Detritus kan bearbetas av bakterier och svampar innan det konsumeras av bottenlevande djur. Denna mikrobiella bearbetning kan förändra materialets näringsinnehåll och tillgänglighet för organismer som äter partiklar eller sediment. Hur stor betydelse olika energikällor har varierar mellan estuarier och mellan livsmiljöer inom samma estuarium.
Estuarier kan både hålla kvar och exportera näringsämnen och organiskt material. Utfallet beror bland annat på vattenomsättning, sedimentation, biologisk produktion och nedbrytning. Estuarier bör därför inte generellt beskrivas som enbart källor eller sänkor för organiskt kol; deras funktion beror på de lokala förhållandena.
Artrikedom och samhällsstruktur
De stora variationerna i salthalt och andra miljöförhållanden kan begränsa vilka arter som kan leva i ett estuarium. Samtidigt kan de arter som klarar förhållandena förekomma i höga tätheter. Organismsamhällena skiljer sig mellan exempelvis mjukbottnar, strandängar, vegetationsområden och öppet vatten.
Vid lågvatten kan blottlagda tidvattensslätter erbjuda föda för vadarfåglar, medan fiskar och andra vattenlevande djur använder de översvämmade områdena vid högvatten. Estuarier kan därmed fungera som födosöksområden för både stationära arter och djur som bara vistas där under delar av dygnet eller året.
Ekologiska funktioner
Estuarier kopplar samman land, sötvatten och hav genom transport av vatten, sediment, näringsämnen och organiskt material. De kan även fånga upp en del partiklar och föroreningar från avrinningsområdet, bland annat genom sedimentation och filtrering i vegetation. Denna funktion innebär inte att estuarier kan ta hand om obegränsade mängder näringsämnen eller föroreningar; för stor belastning kan försämra ekosystemets tillstånd.
Vissa estuarier och deras strandmiljöer bidrar till att dämpa vågor och stormpåverkan och kan fungera som skyddande zoner längs kusten. De kan även vara viktiga för fiske, friluftsliv och andra mänskliga aktiviteter. Funktionerna varierar mellan olika typer av estuarier och beror bland annat på deras geografi och vilka livsmiljöer som finns där.
Förändring och succession
Estuarier förändras över tid genom sedimentation, erosion och förändringar i vattenflöden. När sediment och organiskt material ansamlas kan bottnar höjas och grundare miljöer utvecklas. Om förhållandena tillåter det kan kärlväxter etablera sig, stabilisera sedimentet och bidra till att livsmiljön förändras ytterligare.
Estuarier är inte permanenta i geologisk mening. Deras utveckling påverkas av bland annat havsnivå, sedimenttillförsel och hydrologi. Förändringar i tillrinning eller kustens utformning kan ändra vattenutbytet och salthalten, och ett område kan över tid utvecklas mot andra typer av kustvatten eller våtmarker.
Mänsklig påverkan och miljöproblem
Tidvattenpåverkade lerbottnar i Sundarbans, där finkornigt sediment avsätts och blottläggs vid lågvatten.
Estuarier har på många håll förändrats genom utfyllnad, torrläggning och exploatering av strandmiljöer för bland annat hamnar, industri och jordbruk. Sådana förändringar kan minska arealen av naturliga livsmiljöer och påverka vattenflöden och sedimenttransport.
Tillförsel av näringsämnen från jordbruk, avloppsvatten och andra mänskliga aktiviteter kan öka den biologiska produktionen och leda till övergödning. När stora mängder organiskt material bildas och sedan bryts ned kan syreförbrukningen öka, vilket i vissa estuarier bidrar till hypoxi eller syrefria förhållanden. En vetenskaplig översikt beskriver hur näringsbelastning, vattenomsättning och skiktning samverkar i utvecklingen av syrebrist i kustvatten och estuarier.
Föroreningar kan nå estuarier både genom direkta utsläpp och genom avrinning från land. Vilka ämnen som ansamlas och hur länge de stannar kvar påverkas av vattenutbyte, sedimentation och kemiska processer. Näringsämnen och vissa föroreningar kan bindas till partiklar och transporteras med sedimentet, vilket gör att bottnarna också kan vara viktiga för ämnenas omsättning i systemet.
Fysiska barriärer, exempelvis dammar och andra konstruktioner som förändrar tidvattenflödet, kan påverka cirkulationen och sedimenttransporten. De kan även påverka fiskars vandring och de strandnära livsmiljöer som är beroende av regelbundna vattenståndsvariationer. Effekterna beror på konstruktionens utformning och de lokala hydrologiska förhållandena.
Exempel
Río de la Plata
Río de la Plata är ett stort estuarium i Sydamerika, mellan Argentina och Uruguay. Det tar emot vatten från bland annat Paraná och Uruguayfloden och mynnar i Atlanten. Satellitbilder visar hur sedimentrikt sötvatten blandas med havsvatten och bildar synliga stråk och virvlar i vattenmassan.
Nordre älvs estuarium
Nordre älvs estuarium ligger i mynningen av Nordre älv i Bohuslän. Där möter älvens sötvatten saltare kustvatten, och området omfattar miljöer som är betydelsefulla för fisk och fåglar. Enligt Länsstyrelsen i Västra Götalands län förekommer både sötvattensarter och havslevande arter, och området har regional betydelse som rast- och övervintringsplats för flera fågelarter. Naturmiljöerna omfattar även betade strandängar, våtmarker och lövskogslundar.
Estuarier i Norden
I Danmark har bland annat Odensefjorden och Randersfjorden beskrivits som estuarier. I Sverige används begreppet bland annat om Nordre älvs mynning. Den exakta användningen av begreppet varierar dock mellan vetenskapliga sammanhang och geografiska beskrivningar; vattenområden med blandning av söt- och saltvatten kan skilja sig åt i både utformning och grad av tidvattenpåverkan.
1234Elliott, M. & McLusky, D. S. (2002). ”The Need for Definitions in Understanding Estuaries”. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 55(6), 815–827. doi:10.1006/ecss.2002.1031.
↑Fennel, K. & Testa, J. M. (2019). ”Biogeochemical Controls on Coastal Hypoxia”. Annual Review of Marine Science, 11, 105–130. doi:10.1146/annurev-marine-010318-095138.
↑Chassagne, C., Safar, Z., Deng, Z. & He, Q. (2021). ”Flocculation in Estuaries: Modeling, Laboratory and In-situ Studies”. IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.100404.
↑Wikimedia Commons, ”Diagramme d'un estuaire.png”, schematisk genomskärning och vy uppifrån av ett estuarium med ett turbiditetsmaximum.
↑Fennel, K. & Testa, J. M. (2019). ”Biogeochemical Controls on Coastal Hypoxia”. Annual Review of Marine Science, 11, 105–130. doi:10.1146/annurev-marine-010318-095138.
.jpg)
.jpg){kind=link}