規劃與方法

Staghorn珊瑚在甘蔗灣,聖克羅伊。 照片©Kemit-Amon Lewis / TNC

在開始基板添加項目之前,應該考慮幾個因素來確定這些方法是否合適。 涉及硬結構的修復項目可能比珊瑚園藝和移植項目更昂貴,風險更高。 例如,如果沒有正確設計和執行,結構可能會在風暴期間破裂或脫落。 然而,基質結構的使用可以提供單獨的珊瑚園藝方法無法實現的益處,例如加速受損珊瑚礁上的自然恢復過程或 加強服務 喜歡漁業生產和沿海保護。 規劃應包括與當地合作夥伴合作,包括:

  • 當地市政或政府機構獲得必要的許可和環境影響評估
  • 沿海工程師等專業人員在設計和規劃過程中提供幫助,並建造人造結構
  • 當地社區減少對該地區美學的潛在影響,這對旅遊業可能很重要

雖然其中一些措施可能聽起來令人生畏,但其中許多考慮因素已經由沿海工程部門很好地建模和發展。 低冠淹沒防波堤(即珊瑚礁)的設計和評估是幾十年來發展起來的一種做法。 珊瑚礁科學家和管理人員應與工程師共同努力,從這些項目中獲得更好的生態效益。

EcoReefs上的鹿角珊瑚。 照片©Meaghan Johnson / TNC

EcoReefs上的鹿角珊瑚。 照片©Meaghan Johnson / TNC

珊瑚礁作為防波堤

珊瑚礁是有效的防波堤,通過在向海邊緣破浪來消散波浪能量。 當海浪在珊瑚礁上移動時,珊瑚礁的表面會引起摩擦,從而減緩海浪的浪湧並使其破裂或墜毀。 有幾個因素會顯著影響珊瑚礁作為防波堤的效果, 文獻 包括:

  • 水深:礁頂負責消散珊瑚礁上97%的波浪能量。 文獻 因此,即使礁頂高度的小幅下降也允許更高的波浪能量到達海岸線。 文獻
  • 珊瑚礁形態:包括外礁前部的形狀和坡度,礁頂和礁灘(長度,寬度)的尺寸,以及潟湖珊瑚頭,斑塊礁和/或其他地層。
  • 珊瑚礁寬度:包括礁頂和相關的礁灘。 更寬的珊瑚礁消散更多的波浪能量。 文獻 因此,即使是狹窄的礁石平面也可以消散很多波浪能量。
  • 礁石粗糙:或者珊瑚礁表面的粗糙度,當波浪在礁石上移動時會產生摩擦和阻力,導致海浪破碎,能量消散。 較大的珊瑚形成(> 30 cm)比沙子或礁石路面產生更多的摩擦和阻力。 文獻 例如,在礁灘上拖曳可能比沙地區域大10x,因此珊瑚礁頂部和礁灘上的珊瑚對於消散波浪能量非常重要。 文獻

添加基材的特性

珊瑚礁上的放置,使用的材料和設計是影響珊瑚修復基質結構有效性的關鍵因素。 為了正確設計結構的大小和位置,從業者應與項目合作夥伴合作,以獲得對珊瑚礁周圍水流的現有測深和動態的詳細評估。 自然因素也可能決定結構的放置位置,例如可利用的珊瑚礁棲息地的地貌或最有可能發生珊瑚補充的區域。

用於製造結構的材料將影響結構的耐久性,穩定性和整體長期性能。 不同的材料可能會吸引或促進不同海洋生物的沉降。 項目應旨在建立天然產品結構,以支持珊瑚礁珊瑚,珊瑚碎石或沙子的石灰石,或生物友好的人造材料,如pH中性混凝土。 文獻

天然珊瑚礁有各種形態和形態,可形成間隙空間,角落和縫隙。 這些地層增加了礁石的粗糙度,通過為較小的物種提供棲息地來減少波浪能並促進生物多樣性。 結構的設計和形狀應該試圖模仿天然礁石的形成。 實現這一目標的一種方法是將珊瑚碎片直接外植到人造結構上。

目前的基板結構

以下是幾家為珊瑚修復或海岸防禦項目創建和銷售或使用人造基質的公司: 文獻

雖然這些結構越來越多地用於各種珊瑚修復項目,但很少有研究來測試它們在促進海岸防禦中的用途和有效性。 然而,大自然保護協會目前正在格林納達開展一項試驗項目,該項目在淺層高能珊瑚礁環境中測試水下人工結構,並將評估結構在珊瑚礁生物體內定殖和緩衝波能量的能力。

一般建議

  • 人工結構項目需要詳細規劃,並應在其設計和施工中融入專業知識。
  • 施工後將活珊瑚碎片移植回防波堤結構可加快定植過程,促進生態恢復。
  • 材料應包括增加間隙空間的天然產品,以促進珊瑚的殖民化,並為珊瑚礁生物提供棲息地。 為模仿珊瑚礁的自然輪廓,形狀和材料而創建的結構可以更好地促進生態恢復。
  • 在珊瑚礁表面生長的大型珊瑚形成了最大的摩擦,對波浪衰減最為重要,因此在結構修復項目中保護現有珊瑚和模仿天然珊瑚非常重要。
  • 珊瑚礁不應該在“小說”區域恢復。 如果以前沒有在一個地區發生過珊瑚礁,那麼它們現在可能無法生存。 設計欠佳的項目無法實現目標,可能會產生危險,並且使得以後執行設計良好的項目變得更加困難。
  • 積極恢復必須與整體管理工作相結合(例如,包括保持水質,控製過度捕撈和棲息地保護),以使退化的珊瑚礁長期恢復成功。
  • 應將文化價值觀和當地投入納入恢復設計原則。 紅樹林恢復工作的經驗教訓表明,在推動政策變化以支持其保護/恢復方面,當地對棲息地喪失和洪水風險的觀察比科學/經濟數據更為重要。
  • 在沿海人口眾多/高價值基礎設施以及海岸線價值的地區,沿海保護的珊瑚礁恢復可能更具成本效益。