The Ecology of Sandy Shores

THE ECOLOGY OF SANDY SHORES......Page 1
Copyright......Page 2
Acknowledgments......Page 3
Alexander Claude Brown 1931–2005......Page 4
1 - Introduction......Page 5
2.2 The Littoral Active Zone......Page 8
Particle Size......Page 9
Penetrability......Page 13
Types of Waves......Page 14
Refraction......Page 15
Shoaling and Breaking......Page 16
Bound and Infragravity Waves: Surf Beat......Page 18
Tides......Page 19
Wind......Page 21
2.7 Interactions Among Beach Slope, Waves, Tides, and Sand......Page 23
2.8 Beach Indices......Page 24
Wave-Dominated Beaches......Page 25
Tidal Effects......Page 28
2.10 Circulation Cells and Mixing......Page 31
2.11 Embayments and Headlands......Page 32
2.12 Swash Climate......Page 33
2.14 Latitudinal Effects......Page 36
2.15 Conclusions......Page 37
Mineralogy......Page 39
Porosity......Page 40
Pore Size......Page 41
Moisture Content......Page 42
Thixotropy and Dilatancy......Page 43
Groundwater Discharge......Page 44
Beach Face Wave Run-up......Page 45
Subtidal Wave Pumping......Page 47
Volumes and Residence Times of Tide- and Wave-Driven Inputs......Page 48
Flow Patterns and Interstitial Climate......Page 50
Tidal Effects......Page 54
Influence on Beach Face Erosion/Accretion......Page 55
Zones of Interstitial Moisture......Page 56
Salinity......Page 58
Oxygen Concentrations......Page 59
Nutrients......Page 61
3.7 The Interstitial Environment......Page 62
3.8 Conclusions......Page 64
4.2 Benthic Microflora......Page 65
4.3 Surf-Zone Phytoplankton......Page 67
4.4 Seagrasses......Page 73
4.5 Conclusions......Page 74
Phylum: Cnidaria......Page 76
Phylum: Nemertea......Page 77
Phylum: Kinorhyncha......Page 78
Phylum: Annelida......Page 79
Phylum: Brachiopoda......Page 84
Phylum: Mollusca......Page 85
Phylum: Arthropoda......Page 88
Phylum: Bryozoa......Page 101
5.3 Conclusions......Page 102
6.1 Introduction......Page 103
Burrowing......Page 104
Surfing and Coping With Swash......Page 109
6.3 Rhythms of Activity......Page 111
6.4 Sensory Responses and Orientation......Page 117
6.5 Choice of Habitat......Page 120
6.6 Nutrition......Page 124
6.7 Respiration......Page 126
6.8 Environmental Tolerances......Page 130
6.9 Reproduction......Page 132
6.11 Avoidance of Predators......Page 134
6.12 Phenotypic Plasticity......Page 135
6.13 Conclusions......Page 137
7.1 Introduction......Page 139
Sample Area and Species Accumulation Curves......Page 140
Species–Area Relationships......Page 141
7.3 Taxonomic Composition......Page 143
Species Richness......Page 145
Abundance, Biomass, and Density......Page 147
Latitude......Page 149
Factors Controlling Large-Scale Patterns......Page 158
Deconstructing Diversity......Page 161
Other Trends: Body Size and Density......Page 163
Body Size......Page 164
Beach Length......Page 166
Alongshore Variation......Page 167
Across-Shore Variation......Page 170
Zonation......Page 171
Temporal Changes in Zonation......Page 176
7.6 Microscale: the Forgotten Dimension......Page 178
7.7 Species Interactions......Page 180
Trophic Relations......Page 181
Predation......Page 182
Competition......Page 184
Mutualism and Commensalism......Page 187
Disturbance, Succession, and Colonization......Page 189
7.8 Conclusions......Page 190
Latitude......Page 192
Beach Types, Zones, and Life Histories......Page 194
Metapopulations and Connectivity......Page 197
Long-Term Fluctuations......Page 202
Alongshore......Page 207
Across Shore......Page 210
Temporal Changes......Page 214
8.4 Microscale Patterns......Page 215
8.5 Conclusions......Page 217
9.1 Introduction......Page 218
9.2 Interstitial Climate......Page 219
9.4 Interstitial Biota......Page 220
9.5 Distribution of Interstitial Fauna......Page 223
9.6 Temporal Changes......Page 225
9.7 Meiofaunal Communities......Page 227
9.8 Trophic Relationships......Page 230
9.9 Biological Interactions......Page 231
9.10 Meiofauna and Pollution......Page 232
9.11 Conclusions......Page 233
Composition......Page 236
Sampling......Page 237
Migrations......Page 238
Distribution......Page 239
Food and Feeding Relationships......Page 241
Sampling......Page 242
Larvae, Juveniles, and Nursery Areas......Page 243
Surf-Zone Fish Assemblages......Page 248
Temporal Variability......Page 250
Spatial Variability......Page 253
Trophic Relationships......Page 255
10.4 Other Groups......Page 257
10.5 Conclusions......Page 258
11.2 Turtles......Page 260
Nesting......Page 262
Threats and Conservation......Page 264
Seasonality and Migrations......Page 265
Foraging......Page 266
Human Impacts......Page 269
11.4 Conclusions......Page 270
12.1 Introduction......Page 271
12.2 Food Sources......Page 272
12.3 Macroscopic Food Webs......Page 274
India......Page 278
Western Australia......Page 280
Eastern Cape, South Africa......Page 281
Uruguay......Page 282
Food Web Dynamics and Trophic Niche Shifts......Page 283
Other Spatiotemporal Variations in Organic Inputs......Page 287
12.4 Interstitial Food Webs......Page 288
Western Cape......Page 290
Eastern Cape......Page 291
12.5 The Microbial Loop in Surf Waters......Page 292
12.6 Energy Flow in Beach and Surf-zone Ecosystems......Page 295
12.7 Case Study: Sandy Beaches of the Eastern Cape......Page 296
12.8 Nutrient Cycling......Page 300
12.9 Conclusions......Page 305
13.2 The Physical Environment......Page 307
13.3 Coastal Dune Formation by Vegetation......Page 309
13.4 Dune Types......Page 310
13.5 Edaphic Features......Page 313
13.6 Water......Page 314
13.8 Dune Vegetation......Page 315
13.9 The Fauna......Page 320
13.10 Food Webs......Page 322
13.11 Dune–Beach Exchanges......Page 325
13.12 Conclusions......Page 327
Fishery Types......Page 328
Surf-Zone Fauna......Page 330
Supralittoral and Intertidal Benthic Invertebrates......Page 331
Intertidal Polychaetes and Crustaceans......Page 332
Clams......Page 334
System Structure......Page 337
Main Components......Page 339
Spatial Structure......Page 340
Metapopulations......Page 341
Ecological Effects of Fishing......Page 342
External Drivers......Page 343
14.4 Harvesting Phases and Long-term Trends......Page 345
Harvesting Phases......Page 347
Long-term Bioeconomic Trends......Page 348
Information Requirements for Monitoring Stock Condition......Page 352
Main Concepts......Page 355
Assessing Trends in Reference Points......Page 357
Governance......Page 360
Single Species and the EAF......Page 361
Spatially Explicit Strategies......Page 364
Territorial Use Rights and Privileges......Page 367
Case Study: The Surf Clam in Chile......Page 368
Case Study: Shellfishes in Galicia, Spain......Page 369
14.7 Conclusions......Page 370
15.1 Introduction......Page 372
Off-road Vehicles......Page 373
Trampling and Related Recreational Activities......Page 377
Beach Cleaning......Page 379
Eutrophication: Green and Golden Tides......Page 381
Crude Oil Pollution......Page 382
Plastics and Microplastics......Page 388
Sewage and Organic Enrichment......Page 390
Heavy Metals......Page 391
Effluents......Page 392
15.5 Biological Invasions......Page 394
15.6 Natural Perturbations......Page 395
15.7 Nourishment......Page 396
15.8 Mining......Page 399
The Role of Human Pressure......Page 400
Disrupting Sediment Transport......Page 402
15.10 Human Influence on the Evolution of Beaches......Page 406
Assessment Approaches: Warnings and Perspectives......Page 409
Indicators......Page 410
The Triad Approach in Pollution Assessments......Page 412
Toxicity Studies......Page 414
15.12 Conclusions......Page 415
16.1 Introduction......Page 418
Ocean Warming......Page 420
Sea-level Rise......Page 421
Extreme Events and Winds......Page 422
Life Histories and Differential Responses to Climate Change......Page 424
Distribution, Range Shifts, Mass Mortalities, and Extirpations......Page 427
Demography and Population Dynamics......Page 431
Community and Ecosystem Responses......Page 433
Tipping Points and Regime Shifts......Page 435
16.5 Socioeconomic Effects and Management......Page 436
Managing Climate Change Effects......Page 437
Effects on the Environment......Page 439
Effects on the Biota at Different Organizational Levels......Page 441
16.7 Conclusions......Page 447
17.1 Introduction......Page 448
17.2 The Fragile Littoral Active Zone......Page 449
Manage the LAZ as a Unit......Page 451
Protect the Foredunes as a Buffer......Page 452
Employ Setbacks to Keep the LAZ Intact......Page 453
Assess Shoreline Status and Erosion Risks......Page 456
Determine Pollution, Health, and Safety Levels......Page 458
Undertake Environmental Impact Assessments......Page 459
Objectives, Components, and Phases......Page 460
Restoration, Rehabilitation, and Mitigation......Page 462
Control Access and Estimate Carrying Capacity......Page 463
Mesoscale Zoning......Page 466
Manage Sandy-Beach Services as SESs......Page 468
Address Governance Structure and Processes......Page 469
Identify Relevant External Drivers......Page 473
Core Management Approaches......Page 474
Managing for Recreation, Conservation, and Multipurpose Use......Page 478
Conservation: Sundays River Beach, South Africa......Page 481
Mixed-Use, High Conflict Potential: Mon Repos, Queensland, Australia......Page 483
Limited Use: Maule, South Chile......Page 484
Conservation and the Role of Protected Areas......Page 485
Are Sandy-Beach Ecosystems at Risk......Page 488
17.5 Conclusions......Page 490
17.6 Epilogue......Page 492
The Chemical Environment of Sediments......Page 493
Glossary......Page 495
References......Page 499
B......Page 539
C......Page 541
E......Page 542
F......Page 543
H......Page 544
I......Page 545
L......Page 546
M......Page 547
N......Page 548
P......Page 549
S......Page 551
T......Page 554
X......Page 555
Z......Page 556