Forskere syntetiserer forskning, evaluere model for kystpansring

I næsten et århundrede, O'Shaughnessy strandvolden har holdt sandet og havene tilbage ved San Franciscos Ocean Beach. På arbejde endnu længere:Galveston -havmuren, bygget efter Amerikas dødeligste orkan i 1900 dræbte tusinder i Texas.

Dette er blot to eksempler på, hvordan USAs kyster – især dem med stor bybefolkning – er blevet pansret med menneskeskabte strukturer.

Disse strukturer tegner i det væsentlige en linje i sandet, der begrænser strandlinjens evne til at reagere på ændringer i havniveau og andre dynamiske kystprocesser. Mens de resulterende økologiske virkninger er blevet undersøgt mere i de seneste år, forskningen er stort set blevet udført i specifikke omgivelser, gør det svært at generalisere disse effekter på tværs af økosystemer og strukturtyper.

En ny undersøgelse af et team af UC Santa Barbara havforskere og kolleger fra tre kyststeder i National Science Foundation's Long-Term Ecological Research (LTER) netværk er et vigtigt første skridt i retning af at generalisere økologiske reaktioner på rustning på tværs af den store mangfoldighed af kystnære omgivelser hvor disse strukturer anvendes. Teamets fund vises online og vil blive offentliggjort i efteråret i et særnummer af tidsskriftet Estuaries and Coasts, "Virkninger af kystnær landbrug og kystpansering på flodmundingsøkosystemer."

Sammenligning af noter

Typen af ​​rustningsstruktur varierer meget med miljøet, lige fra massive havvægge og revetments langs den bølgeudsatte åbne kyst til mindre skotter og menneskeskabte østersrev i tidevandsmarker og flodmundinger. "Størrelsen og formen af ​​disse menneskeskabte strukturer resulterer ofte i tab af tidevandshabitater, "sagde hovedforfatter Jenifer Dugan, en forskningsbiolog ved UCSB's Marine Science Institute. "Omfanget af dette tab er en funktion af miljøforhold, strukturtype og hvor langt ud mod havet og langs kysten strukturen strækker sig. "

Forskere fra tre meget forskellige LTER -programmer arbejdede allerede på den økologiske virkning af kystpansring på deres respektive steder. Ved Santa Barbara Coastal LTER, undersøgelser af havmurens virkninger på åbne kyststrande havde afsløret betydelige økologiske virkninger, der strækker sig op til fugle. Projektet Georgia Coastal Ecosystems (GCE) gennemførte undersøgelser af virkningerne af små våben i saltmarsker. Undersøgelser ved Virginia Coast Reserve LTER fokuserede på brugen af ​​konstruerede østersrev og levende kystlinjer som kystbeskyttelsesstrategier.

"Det nye ved dette samarbejde på tværs af websteder var at sætte disse stedsspecifikke undersøgelser i perspektiv ved at foretage sammenligninger på tværs af en bred vifte af levesteder, "sagde medforfatter Merryl Alber, en havvidenskabsprofessor ved University of Georgia og hovedefterforsker af GCE LTER-projektet.

Samarbejdsundersøgelsen syntetiserer resultaterne af eksisterende litteratur, der undersøger forskellige typer pansringer på tværs af forskellige bløde sedimentøkosystemer. Forskerne brugte disse data til at evaluere en ny konceptuel model, de skabte under to LTER-tværsite-workshops.

Eksponering af huller i viden

"Vores model bruger to enkle akser:miljøindstillingen af ​​panserstrukturen med hensyn til hydrodynamisk energi, som bølge- og tidevandsregimer, og i hvilken grad en struktur blev bygget for at bremse vandbevægelsen eller faktisk stoppe den i at komme igennem, "Dugan forklarede." Vi gennemgik derefter resultaterne fra et bredt spektrum af undersøgelser i litteraturen og brugte disse oplysninger til at evaluere, hvor godt vores konceptuelle model kunne forudsige de økologiske virkninger af rustning. "

Af de 88 undersøgelser, som forskerne gennemgik, størstedelen var blevet udført i meget lavenergimiljøer - overvejende strandenge og tidevandsvandløb, men også mangrover - og omkring en fjerdedel i mellemenergisystemer, såsom havne, flodmundinger og flodmundinger. Kun 15 procent fokuserede på højenergimiljøer - for det meste åbne kystsandstrande.

På tværs af de seks kategorier af undersøgte økologiske reaktioner, resultaterne af eksisterende litteratur fokuserede stort set på ændringer i habitat og artsfordeling, efterlader spørgsmål om, hvordan kystlinjepansring påvirker andre vigtige økologiske reaktioner, såsom næringsstofkredsløb, forbindelse, produktivitet og trofisk struktur. Negative effekter af kystlinjepansring blev rapporteret i alle seks kategorier af økologiske reaktioner.

"Vores gennemgang afslørede ikke kun store huller i viden, men fremhævede også det faktum, at eksisterende information om økologiske reaktioner på rustning er ujævnt fordelt på forskellige typer af bløde sedimenter og ikke nødvendigvis dækker rækkevidde af potentielle miljø- og rustningssammenhænge, "sagde medforfatter Kyle Emery, en tidligere studerende ved University of Virginia, som nu arbejder hen imod sin doktorgrad ved UCSB. "Vores arbejde gør det klart, at der bestemt er plads til flere undersøgelser."

Næste skridt

Ifølge Dugan, når havniveauet fortsætter med at stige, eksisterende kystbeskyttelsesstrukturer vil sandsynligvis opleve større hydrodynamisk energi uanset deres miljø. Det her, hun bemærkede, vil forstørre økologiske påvirkninger i mange omgivelser.

Det viste sig, at den konceptuelle model generelt genererede nyttige forudsigelser om retningen og den relative indvirkning af forskellige typer kystlinjepanorer på tværs af bløde sedimentøkosystemer. "At forstå, hvordan disse økologiske reaktioner varierer med hydrodynamisk energi og deres effekt på vandgennemstrømning, kan hjælpe folk med at designe og installere rustningskonstruktioner, der kan have mindre økologisk indvirkning, " sagde Dugan. "Så, menuen med muligheder ville ikke kun indeholde omkostningerne ved strukturen, men også en ide om de økologiske konsekvenser af hver type struktur baseret på miljøindstillingen. "

"Dette er et af de første forsøg på at vurdere, hvordan ingeniørstrukturer på strande og andre sedimentære miljøer påvirker biotaen, der bebor disse steder, " sagde David Garrison, en LTER -programdirektør ved National Science Foundation, som støttede forskningen. Med omkring 40 procent af landets menneskelige befolkning, der bor i kystamter, Garrison bemærkede, at undersøgelsen bestemt er rettidig.