Jordskred sker typisk under kraftig regn. Med potentialet for øget nedbør på grund af klimaændringer og en mulig tilbagevenden til La Niña kunne forstærkning af skråninger med hjemmehørende træer og buske være en effektiv, økonomisk og bæredygtig løsning.
Husejere, råd og statsregeringer, der ønsker at bygge huse og infrastruktur på eller i nærheden af skråninger, bør genoverveje at fælde træer eller bruge kunstig skråningsforstærkning til at støtte lodret terræn mod jordskred og skred.
De bør plante hjemmehørende træer og buske i stedet, siger University of Sydney Ph.D. kandidat og naturelsker Jiale Zhu. Han forsker i, hvordan indfødte træer og buske, der er fælles for østkysten af Australien, kan hjælpe med at forstærke skrånende terræn og reducere risikoen for jordskred og jorderosion under våde forhold.
Han fandt ud af, at det røde tyggegummi fra Sydney, det smalbladede tyggegummi, blåbæraske, kystbanksia og crimson flaskebørste var bedst til at stabilisere lavvandede skråninger, som typisk er 2 meter dybe og involverer op til 1.000 kvadratmeter jord.
"Planter giver en bæredygtig, naturlig tilgang til skråningsforstærkning sammenlignet med kunstige metoder, såsom stålnet eller sprøjtet beton. De skaber og vedligeholder også afgørende levesteder," sagde Zhu fra School of Civil Engineering.
Han siger, at fokus for hans doktorgrad er særligt relevant med en potentiel tilbagevenden til våde La Niña-forhold og med den stigende udbredelse af ekstreme vejrbegivenheder. Jordskred sker typisk under kraftig nedbør og har potentiale til at rive huse fra hinanden, hvilket skete under oversvømmelserne i 2022. Hvilke træer er bedst til at forhindre jordskred og erosion?
Ud af alle arterne var Sydney røde tandkød - også kendt som angophora - og blåbæraske de bedste til skråningsforstærkning. Zhu sagde:"Det robuste pælerodssystem i Sydney røde gummi - hvor en dominerende rod tager fat i jorden - giver et anker mod erosion. Dets elastiske rødder hjælper det også med at trænge ind i stiv jord, hvilket gør det velegnet til stenede steder eller områder med dybt grundvand Disse forhold tilskynder den til at lægge dybe rødder, hvilket yderligere hjælper med at styrke erosionskontrollen."
"Blåbærasketræer har et tykt, lodret, hjerteformet rodsystem, og af alle de træer, jeg undersøgte, var de mest modstandsdygtige over for at blive trukket ud. De giver også bær til indfødte fugle som regentbowerbird," sagde han.
Mens brugen af træer til at stabilisere jord på lavvandede skråninger længe har været forstået for at være effektiv, har få undersøgelser fokuseret på australske arter og forhold. Ifølge data fra Geoscience Australia steg forekomsten af jordskred og kraftig erosion med 190 % i perioden mellem 2004 og 2017 sammenlignet med perioden 1990-2003.
Nedbørens rolle kan også være svær at forstå i eksperimentelle omgivelser. Zhu sagde:"Det kan være meget svært at gentage våde forhold i feltstudier, fordi det er svært at kontrollere vandindholdet, men hvad vi ved er, at der er større sandsynlighed for, at jordskred forekommer under kraftig nedbør."
De mest udsatte områder
Afskåret motorveje, genvundne eller nedlagte minegrave og flodbredder var mest udsat for erosion og jordskred under højere nedbør. Zhu mener, at delstatsregeringer bør prioritere at forstærke skråninger med træer sammen med statsejede aktiver og større flodsystemer, og råd bør prioritere udfyldning af terræn på offentlig jord og omkring boliger med hjemmehørende arter.
"Nogle gange tilbyder naturen den bedste løsning. Prioritering af indfødt plantning ville være en hurtigere måde at opnå NSW-regeringens 2036 grønne dækningsindeks, der åbner nye steder til fornyelse, der direkte gavner kritisk infrastruktur, boliger og afgørende flodsystemer," sagde han.
Også husejere bør overveje at plante disse indfødte træer og buske for at beskytte deres ejendomme mod jordskredrisiko og genoverveje at fælde dem, hvor det er muligt.
"Hvis du ser på et sted som Sydney, er det bakket og forrevne, med flere flodsystemer, herunder Hawkesbury, Parramatta og Nepean," sagde Zhu. "Du behøver kun at se dig omkring i havnen for at se, at mange huse er bygget på skråninger og lodret terræn, som kan have øget risiko for jordskred eller skred med øgede regnmønstre på grund af klimaændringer. Så i stedet for at skære ned på den angofora eller blåbæraske til udsigten, husk, at det kan være med til at styrke et websted," sagde han.
Professor Abbas El-Zein, Zhus vejleder, sagde, at Jiales forskning afspejler et bredere filosofisk skift i teknologisk design, der havde fundet sted i løbet af de sidste par årtier:"Vi er nu mere bevidste end nogensinde før, at den traditionelle ingeniøretos 'erobring af' Naturen', som har givet os dæmninger, betonjungler og byspredninger, kommer med betydelige omkostninger. Teknologi er bedst, når den er opmærksom på sine begrænsninger og respekterer sin økologiske kontekst, inklusive alle former for liv, og når den er mere. intelligent, mindre påtrængende og ikke større i skala, end den behøver at være."
Dr. Guien Miao, en honorær affiliate i School of Civil Engineering, som også overvågede Jiales arbejde, sagde:"Denne forskning giver vigtige resultater, der vil hjælpe ingeniører med at adressere en bekymring for offentlig sikkerhed, der påvirker integriteten af vores daglige civile infrastruktur:Denne forskning giver indsigt ind i det komplekse samspil mellem jord og planter og praktiske råd til at give beslutningstagere større tillid til de utraditionelle tekniske løsninger, der vil være nødvendige for at tackle nutidens og fremtidens onde problemer."
Dr. Matthew Pye fra School of Life and Environmental Sciences, som rådgav Jiale om træarter udvalgt til forskningen, sagde:"Joeys resultater er kritisk vigtige. Brug af hjemmehørende arter til stabilisering burde være en let sag. Økosystemfordelene ved at plante indfødte, lokale arter er massive og bør prioriteres. Dette lille skridt forbinder vores byhaver og beplantninger med den naturlige vegetation, der omgiver vores byer. Beplantningerne bliver funktionelle i en økosystemmæssig forstand, hvilket giver mere valuta for din økologiske penge.>
Zhu fandt også ud af, at en stor roddiameter ikke bidrog til yderligere modstand, og at erosionskontrol kunne begrænses af, hvor langt rødder kunne kaste ned. Han sagde også, at forskellige arter ville fungere bedst under forskellige forhold.
Zhus doktorgrad vil blive tildelt senere i år. Resultaterne af hans forskning er blevet offentliggjort i Acta Geotechnica og præsenteret på Australien og New Zealands konference om geomekanik.
Flere oplysninger: Jiale Zhu et al., En eksperimentel undersøgelse af rodforstærket jordstyrke via en stålrodanalog i umættet siltjord, Acta Geotechnica (2023). DOI:10.1007/s11440-023-01918-0
Leveret af University of Sydney
Sidste artikelVerificering af matematikken bag havmodellering
Næste artikelOptrævler sangen om is og ild på tværs af det amerikanske landskab med maskinlæring