Nowe badania pokazują, że wzmacnianie słonych bagien przed falochronami nie tylko skutecznie chroni wybrzeża, ale także znacznie zmniejsza koszty, co czyni tę opcję opłacalną ekonomicznie.
Nawet małe bagna mogą zapewnić znaczną ochronę, co podważa wcześniejsze założenia dotyczące ich wartości w środowisku miejskim. Dalsza weryfikacja poprzez zastosowania w świecie rzeczywistym, takie jak te w Salem w stanie Massachusetts, pokazuje potencjał do powszechnego przyjęcia.
Wschodzące morza i obrona wybrzeża
Jakiś MIT badanie pokazuje, że wzmacnianie słonych bagien przed falochronami nie tylko skutecznie chroni linie brzegowe, ale także znacznie zmniejsza koszty, co czyni tę opcję opłacalną ekonomicznie. Nawet małe bagna mogą zapewnić znaczną ochronę, co podważa wcześniejsze założenia dotyczące ich wartości w środowisku miejskim. Dalsza weryfikacja poprzez zastosowania w świecie rzeczywistym, takie jak te w Salem w stanie Massachusetts, pokazuje potencjał do powszechnego przyjęcia.
Domy przybrzeżne zmiecione do morza w wyniku erozji i potężnych fal sztormowych stają się coraz częstszym widokiem, ponieważ zmiany klimatyczne powodują podnoszenie się poziomu mórz i silniejsze sztormy. W samych Stanach Zjednoczonych w 2022 r. burze przybrzeżne spowodowały szkody o wartości 165 miliardów dolarów.
Nowe badanie MIT sugeruje, że przywracanie i ulepszanie słonych bagien przed falochronami może zapewnić znaczną ochronę wybrzeży i po kosztach, które sprawiają, że takie podejście jest wykonalne.
Ekonomicznie uzasadniona renaturyzacja bagien
Opublikowano dzisiaj (23 października) w czasopiśmie Komunikacja Ziemia i środowiskobadanie przeprowadzili student MIT Ernie IH Lee i Heidi Nepf, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej. Nepf twierdzi, że z ustaleń wynika, że renaturyzacja przybrzeżnych bagien „nie jest tylko czymś, co byłoby miłe, ale jest wręcz ekonomicznie uzasadnione”. Naukowcy odkryli między innymi, że zdolność słonych bagien do tłumienia fal pozwala na budowanie niższych falochronów za nimi, co zmniejsza koszty budowy, a jednocześnie zapewnia silną ochronę przed sztormami.
„Jedną z innych ekscytujących rzeczy, które badanie naprawdę wydobyło na światło dzienne” – mówi Nepf – „jest to, że nie potrzeba wielkich bagien, aby uzyskać dobry efekt. Może to być stosunkowo krótkie bagno o szerokości zaledwie kilkudziesięciu metrów, które może przynieść korzyści. Nepf mówi, że ma to nadzieję, że informacje te można zastosować w miejscach, w których planiści mogli pomyśleć, że ratowanie mniejszego bagna nie jest warte ponoszenia wydatków. „Pokazujemy, że może to mieć wystarczające znaczenie, aby zapewnić opłacalność finansową” – mówi.
Ustawienia miejskie i wydajność bagien
Chociaż inne badania wykazały już wcześniej korzyści płynące z naturalnych bagien w łagodzeniu szkodliwych burz, Lee twierdzi, że takie badania „koncentrują się głównie na krajobrazach z szerokimi bagnami rzędu setek metrów. Chcemy jednak pokazać, że ma to zastosowanie również w obszarach miejskich, gdzie nie jest dostępnych tak dużo terenów podmokłych, zwłaszcza że w tych miejscach zazwyczaj istnieje już szara infrastruktura (falochrony).
Badanie opierało się na modelowaniu komputerowym fal rozchodzących się na różnych profilach brzegów, wykorzystując morfologię różnych roślin słonych bagien – wysokość i sztywność roślin oraz ich gęstość przestrzenną – a nie empiryczny współczynnik oporu. „To oparty na fizyce model interakcji roślina-fala, który pozwolił nam przyjrzeć się wpływowi rośliny gatunek i zmiany morfologii w różnych porach roku”, bez konieczności kalibrowania współczynnika oporu roślinności na podstawie pomiarów terenowych dla poszczególnych warunków, mówi Nepf.
Naukowcy oparli swoją analizę korzyści i kosztów na prostym mierniku: aby chronić określoną długość linii brzegowej, o ile można zmniejszyć wysokość danego falochronu, gdyby towarzyszyła mu określona ilość bagien? Inne sposoby oceny wartości, takie jak uwzględnienie wartości nieruchomości, która może zostać zniszczona przez powódź o określonej wielkości, „bardzo się różnią w zależności od tego, jak wycenisz aktywa w przypadku powodzi” – mówi Lee. „Do ilościowego określenia korzyści płynących ze słonych bagien używamy bardziej konkretnej wartości, która jest równoważną wysokością falochronu potrzebną do zapewnienia tej samej wartości ochrony”.
Zastosowania w świecie rzeczywistym i perspektywy na przyszłość
Wykorzystali modele różnych roślin, odzwierciedlając różnice w wysokości i sztywności w różnych porach roku. Odkryli podwójną różnicę w skuteczności różnych roślin w tłumieniu fal, ale wszystkie przyniosły użyteczne korzyści.
Aby zademonstrować szczegóły na przykładzie z życia codziennego i pomóc w zweryfikowaniu symulacji, Nepf i Lee zbadali lokalne słone bagna w Salem w stanie Massachusetts, gdzie realizowane są już projekty mające na celu przywrócenie zdegradowanych bagien. Nepf mówi, że dołączenie konkretnego przykładu stanowi szablon dla innych. W Salem ich model pokazał, że zdrowe słone bagna mogłyby zrekompensować potrzebę wzniesienia falochronu o dodatkowej wysokości wynoszącej 1,7 metra (około 5,5 stopy), przy założeniu spełnienia współczynnika przekraczania fal ustalonego ze względu na bezpieczeństwo pieszych.
Jednak zebranie rzeczywistych danych potrzebnych do modelowania bagien, w tym map gatunków słonych bagien, wysokości roślin i powierzchni pędów, jest „bardzo pracochłonne” – mówi Nepf. Lee opracowuje obecnie metodę wykorzystania obrazowania z dronów i uczenie maszynowe aby ułatwić tworzenie map. Nepf twierdzi, że umożliwi to badaczom lub planistom ocenę danego obszaru bagien i powiedzenie: „Ile warte są te bagna pod względem zdolności do ograniczania powodzi?”
Integracja technologii i polityki
Biuro Informacji i Spraw Regulacyjnych Białego Domu opublikowało niedawno wytyczne dotyczące oceny wartości usług ekosystemowych przy planowaniu projektów federalnych, wyjaśnia Nepf. „Ale w wielu scenariuszach brakuje konkretnych metod ilościowego określania wartości, a to badanie wychodzi naprzeciw tej potrzebie” – mówi.
Lee zauważa, że Federalna Agencja Zarządzania Kryzysowego dysponuje także zestawem narzędzi do analizy korzyści i kosztów (BCA). „Mają wytyczne dotyczące ilościowego określenia każdej z usług środowiskowych, a jedną z nowości w tym dokumencie jest ilościowe określenie kosztów i wartości ochronnej bagien. Jest to jedno z zastosowań, które decydenci mogą rozważyć w zakresie ilościowego określania wartości bagien w zakresie usług środowiskowych” – mówi.
Oprogramowanie, które inżynierowie ochrony środowiska mogą zastosować w określonych lokalizacjach, zostało udostępnione bezpłatnie w Internecie w serwisie GitHub. „To model jednowymiarowy, dostępny dla standardowej firmy konsultingowej” – mówi Nepf.
„W artykule przedstawiono praktyczne narzędzie umożliwiające przełożenie możliwości bagien w zakresie tłumienia fal na wartości ekonomiczne, które mogłyby pomóc decydentom w adaptacji bagien do celów obrony wybrzeża opartej na przyrodzie”, mówi Xioaxia Zhang, profesor na Uniwersytecie w Shenzen w Chinach, która nie był zaangażowany w tę pracę. „Wyniki wskazują, że słone bagna są nie tylko korzystne dla środowiska, ale także opłacalne”.
Odniesienie: „Renaturyzacja bagien przed falochronami w ekonomicznie uzasadnionym, naturalnym rozwiązaniu ochrony wybrzeża” 23 października 2024 r., Komunikacja Ziemia i środowisko.
Lee otrzymał wsparcie na tę pracę z Funduszu Stypendialnego Schoettlera, administrowanego przez Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska MIT.
