Береговая эрозия в Луизиане — это процесс устойчивого истощения водно-болотных угодий вдоль береговой линии штата в болотах , топях и барьерных островах , особенно затрагивающий аллювиальный бассейн, окружающий устье реки Миссисипи . За последнее столетие прибрежная Луизиана потеряла, по оценкам, 4833 квадратных километра (1866 квадратных миль) земли, что примерно равно площади суши Делавэра . [1] Темпы изменения водно-болотных угодий на побережье варьировались от -83,5 квадратных километров (-32,2 квадратных миль) до -28,01 квадратных километров (-10,81 квадратных миль) в год, при этом пиковые темпы потерь пришлись на 1970-е годы. [1] Одним из последствий береговой эрозии является повышенная уязвимость к ураганным штормовым нагонам , которая влияет на столичный район Нового Орлеана и другие сообщества в регионе. Штат разработал комплексный генеральный план восстановления побережья и приступил к реализации различных проектов по восстановлению, таких как отвод пресной воды, однако необходимо будет определить приоритеты и нацелить усилия по восстановлению на определенные зоны, поскольку маловероятно, что все истощенные водно-болотные угодья можно будет восстановить.
Процесс прибрежной эрозии в Луизиане является результатом различных факторов, включая повышение уровня моря ; обычное оседание органических материалов; периодическое отсутствие осадочных пород из-за мер по предотвращению наводнений; тропические циклоны; добыча нефти и газа и инфраструктура; навигационная инфраструктура; и вторжение соленой воды . [1] В то время как оседание земли обусловлено ледниковой изостатической адаптацией (GIA), [2] [3] сжатие осадка является следующим фактором, еще больше усугубляющим проблему. [4] Повышение уровня моря, приписываемое глобальному потеплению , хотя и не является основной причиной, также считается способствующим фактором и будущей проблемой.
Береговая эрозия определяется как «потеря прибрежных земель из-за чистого удаления осадков или коренной породы с береговой линии». [5] Южная Луизиана является одним из основных мест, которые пострадали. В 1973 году Университет штата Луизиана опубликовал «Экологический атлас и многоцелевой план управления для южной и центральной Луизианы», в котором анализировалась проблема и возможные решения. [6] Решения не были реализованы, и проблемы, которые отчет пытался решить, все еще остаются нерешенными. [6]
Искусственные дамбы, которые были спроектированы для защиты жителей и имущества, прилегающего к реке, блокируют весенние паводковые воды, которые в противном случае принесли бы пресную воду и осадок в болота. Болота были широко вырублены, оставив каналы и канавы, которые позволяют соленой воде перемещаться вглубь страны. Каналы, вырытые для нефтегазовой промышленности, также позволяют штормам перемещать морскую воду вглубь страны, где она наносит ущерб болотам и топям. Повышение уровня моря, приписываемое глобальному потеплению, усугубило проблему. Поскольку уровень моря продолжает повышаться, скорость оседания земли на побережье Луизианы также увеличится.
Обширная система дамб , поддерживаемая шлюзами и плотинами, была разработана в водных путях нижнего течения реки Миссисипи. [7] Дамбы, спроектированные для предотвращения наводнений вдоль водных путей, с одной стороны, предотвращают сток ила в реку, но также не дают ему распространяться в болота ниже по течению. Без нового нарастания и устойчивого оседания водно-болотные угодья медленно заменяются вторгающейся соленой водой из залива. В результате этой очевидной дилеммы большие площади болот теряются в океане. С 1930 года вода поглотила более 1900 квадратных миль (4900 км 2 ) земли штата. Эта потеря эквивалентна исчезновению 25 квадратных миль (65 км 2 ) водно-болотных угодий каждый год или площади размером с футбольное поле каждые 30 минут. Эту потерю можно обратить вспять, по крайней мере, в некоторых районах, но только с помощью крупномасштабной реставрации, включая удаление дамб, чтобы река Миссисипи могла переносить ил в эти районы. [8] [9]
До строительства дамб на реке Миссисипи водно-болотные угодья поддерживались в равновесии за счет периодических наводнений, которые заполняли территорию осадками, и проседания , опускания земли. Эти искусственные дамбы способствуют обширному затоплению вниз по течению и загрязнению осадками в дельте реки Миссисипи. Однако после того, как дамбы были построены, осадки паводка текли прямо в Мексиканский залив . Это проседание вместе с недавним повышением уровня моря склонило баланс в сторону проседания, а не роста болот. Это, наряду с каналами, построенными в этом районе, привело к упадку водно-болотных угодий, а также вызвало меньшее ослабление и меньшую защиту от недавних ураганов, таких как ураган Катрина . [10] Фонд бассейна озера Пончартрейн разработал комплексный план управления для восточных регионов побережья Луизианы, сделав акцент на восстановлении речных местообитаний, кипарисовых болот и окаймляющих болот. Это может быть моделью, применяемой к другим прибрежным регионам.
Оседание может быть вызвано и другими факторами. Некоторые наблюдатели винят в этом прямое воздействие добычи нефти и газа, известное как фрекинг . Они считают, что удаление подземных материалов, таких как нефть, ускорило темпы оседания земли. Они утверждают, что, поскольку миллиарды баррелей нефти и соленой воды и триллионы кубических футов газа были извлечены из подземных структур, в которых они накапливались в течение миллионов лет, эти структуры потеряли способность поддерживать вес земли выше. Поскольку эти структуры медленно разрушались, почва выше постепенно оседала. Болота на поверхности начали погружаться в воды залива. Другие утверждают, что оседание является естественным процессом в дельтах, поскольку осадки сжимаются, и что реальной проблемой является отсутствие паводковых вод, которые обычно откладывают новые слои осадка. [11] [12] Роль ураганов также является предметом разногласий; некоторые исследования показывают, что ураганы на самом деле создают возвышения в болотах. [13] Новым и важным фактором является повышение уровня моря, связанное с глобальным потеплением. [14]
Другим фактором, повредившим водно-болотные угодья, была крупномасштабная вырубка леса, в частности, обширная вырубка кипарисовых лесов в начале 1900-х годов. [15] Один из первых лесозаготовителей описал это так: «Мы просто используем старый метод, идя и вырубая болото, разрывая его и вытаскивая кипарис. Когда человек здесь со всем тяжелым оборудованием, он может также вырубить все, из чего он может сделать доску для ног; мы никогда больше сюда не вернемся». [16] : 103 Такая вырубка леса часто требовала строительства каналов, которые после завершения вырубки позволяли соленой воде попадать в водно-болотные угодья и препятствовали восстановлению кипариса. [8]
Как будто этих проблем было недостаточно, интродукция нутрии , инвазивного водно-болотного грызуна из Южной Америки, в 1930-х годах обеспечила совершенно новый вид травоядных млекопитающих. Хотя сбежало лишь несколько, сейчас их миллионы. [17] Естественное выпасание ондатры теперь ускорилось за счет выпаса нутрий. Удаляя растения, нутрия вызывает как потерю растительности, так и, что, возможно, более серьезно, потерю мертвого органического вещества, которое в противном случае накапливалось бы в виде торфа и повышало бы уровень болота. [18] Одним из наиболее важных естественных средств контроля нутрий является хищничество со стороны крупных аллигаторов , что может стать полезным инструментом биологического контроля нутрий, тем самым уменьшая их воздействие на болота. [19]
Приходы Терребонн и Лафурш на юго-востоке Луизианы, с общим населением 209 136 человек, находятся под большим риском затопления из-за прибрежной эрозии. [20] [21] Предполагается, что при нынешней скорости эрозии, 75 квадратных километров в год, эти районы и окружающие их приходы окажутся под водой в течение пятидесяти-восьмидесяти лет. [20]
Эрозия от сильных штормов, изменение климата и вмешательство человека в окружающую среду способствуют эрозии в Южной Луизиане. [5] Мексиканский залив приносит в этот регион сильные дожди и ураганы. Это разрыхляет осадки в болотах и вдоль реки Миссисипи , позволяя им уноситься водой. Вмешательство человека может заключаться в отводе реки Миссисипи и других рек. Отвод приводит к тому, что осадки откладываются в местах, отличных от тех, где они обычно находятся. [22]
Добыча нефти и газа в прибрежной зоне Луизианы началась в 1926 году и достигла пика в 1970 году с 72 миллионами баррелей нефти. [23] Хотя большая часть добычи нефти и газа переместилась на внешний континентальный шельф, строительство каналов и трубопроводов продолжается на водно-болотных угодьях. [23] Инфраструктура, такая как каналы, трубопроводы и другие объекты, способствует потере водно-болотных угодий не только за счет прямого удаления материала, но и за счет изменения гидрологического потока: соленая вода может легче проникать, а волновое воздействие может распространяться по каналам. [1] Например, строительство ныне закрытого выхода залива реки Миссисипи (MRGO) привело к попаданию соленой воды в пресноводные и промежуточные болота в округе Сент-Бернар , который находится рядом с Новым Орлеаном, и способствовало значительной эрозии. [24] Помимо самих каналов, отвалы также изменяют местную гидрологию. [23]
То, что тогда называлось Orleans Levee Board , а теперь Southeast Louisiana Flood Protection Authority , действующее как восточное и западное подразделения, в июле 2013 года подало иск против 97 нефтегазовых компаний о возмещении ущерба, утверждая, что 50 миль болот с кипарисовыми рощами, которые защищали от штормов в заливе, были «измельчены каналами нефтяной промышленности». Это считалось «полным затоплением экосистемы», «крупнейшей экологической катастрофой в Северной Америке со времен пыльной бури» и «умиранием водно-болотных угодий». [ требуется цитата ] «Когда вы говорите о дноуглублении этих каналов, да, теперь это кажется довольно глупым делом... Но никто и не мечтал, что это станет проблемой или что побережье исчезнет». — Джон Лаборд, основатель Tidewater Marine, 2010. [ требуется ссылка ] Это была не новая гипотеза, поскольку Перси Виоска , выпускник Тулейна, в конечном итоге уволенный тогдашним губернатором Лонгом и возвращенный при другой администрации, заявил в 1925 году: «Искусственные изменения водно-болотных угодий Луизианы, которые изменяют условия существования с самого их основания, являются результатом защиты от наводнений, вырубки лесов, углубления каналов[,] и прокладки судоходных и дренажных каналов», и заключил, что «пришло время для колоссального развития водно-болотных угодий Луизианы по новым и [более] разумным направлениям». [25]
Многие преимущества водно-болотных угодий, обнаруженных в этом регионе, не были признаны большинством политиков в начале 20-го века. Водно-болотные угодья предоставляют множество важных экологических услуг, включая производство рыбы, места отдыха для мигрирующих видов, хранение углерода, фильтрацию воды и усиление разногласий по поводу относительной важности этих факторов, не говоря уже о контроле наводнений. [26]
Исчезающие водно-болотные угодья юго-восточной Луизианы имеют широкое влияние, варьирующееся от культурного до экономического. Коммерческое рыболовство в Луизиане приносит экономике штата более 300 миллионов долларов. Более 70% этой суммы приходится на такие виды, как креветки , устрицы и синие крабы , которые используют прибрежные водно-болотные угодья как питомник для своего потомства. Ежегодно Луизиана продает более 330 000 лицензий на охоту и 900 000 лицензий на рыбалку мужчинам и женщинам, которые зависят от водно-болотных угодий как среды обитания для своей дичи. Дополнительные виды отдыха, такие как катание на лодках, плавание, кемпинг, походы, наблюдение за птицами, фотография и живопись, широко распространены в водно-болотных угодьях. Водно-болотные угодья являются домом для множества деревьев, таких как кипарис болотный , камедь тупело и тополь . Другие растения, такие как карликовая пальметто и восковой мирт , а также подводные водные растения, такие как валлиснерия и руппия, являются родными для водно-болотных угодий Луизианы. Растения водно-болотных угодий действуют как естественные фильтры, помогая удалять тяжелые металлы, сточные воды и пестициды из загрязненной воды до того, как она достигнет Мексиканского залива. Виды животных, обитающие в этих районах, включают скопу , змеешейку , ибиса , цаплю , цаплю , ламантина , аллигатора и бобров . Хотя существует несколько естественных сил, которые отрицательно влияют на водно-болотные угодья Луизианы, многие считают, что именно вмешательство человека вызвало большую часть упадка. [10]
По мере исчезновения водно-болотных угодий все больше людей покидают водно-болотные угодья. [27] Поскольку прибрежные водно-болотные угодья поддерживают экономически важное прибрежное рыболовство, потеря водно-болотных угодий отрицательно влияет на эту отрасль.
Другим последствием береговой эрозии является потеря песчаных отмелей у побережья Луизианы. Песчаные отмели у побережья Луизианы защищают побережье Луизианы от штормовых нагонов и сильных ветров, сопровождающих ураганы из Мексиканского залива. В прошлом эти песчаные отмели помогали минимизировать ущерб побережью Луизианы от ураганов. Однако, поскольку береговая эрозия продолжает приводить к деградации этих песчаных отмелей, ущерб, наносимый береговой линии Луизианы, продолжает увеличиваться.
Из-за этой потери береговой линии Луизианы пострадали многие общины Луизианы. Некоторые общины сталкиваются с наводнениями гораздо более регулярно. Если эта потеря береговой линии продолжится, многим из этих общин придется переехать. Некоторые общины уже полностью обосновались, выкорчевав всех, кто там живет. Таким образом, береговая эрозия оказывает гораздо большее влияние на жителей Луизианы, чем многие полагают.
Существует несколько проектов и предложений по спасению прибрежных территорий путем сокращения ущерба, нанесенного человеком, некоторые из которых были предприняты, включая восстановление естественных наводнений из Миссисипи. Без такого восстановления прибрежные сообщества продолжат исчезать. [28] Одним из основных методов, который был разработан, является отвод пресной воды, который забирает воду из реки Миссисипи в стратегических местах и транспортирует пресную воду и ил из реки через акведуки, а затем перекачивает и распределяет их в близлежащие эстуарии. [29] Другие активные в настоящее время проекты включают гидрологическое восстановление, создание болот, восстановление хребтов и снижение риска для человеческих построек, описанные ниже. [30]
Процесс отвода пресной воды оживляет жизнь пресноводных растений и повторно вносит ил в эстуарии. [29] [31] Отвод пресной воды не обходился без споров и столкнулся с некоторым сопротивлением, в первую очередь со стороны сборщиков устриц, которые считают, что текущий высокий уровень солености необходим в их лицензированных государством зонах для поддержания здорового производства. [32] Другим методом восстановления побережья является прямая посадка новых болотных трав и других форм устойчивой растительной жизни в пострадавших районах. [33] Существует практика посева, которая может оказаться более продуктивной, чем прямая посадка, которая часто влечет за собой сброс большого количества семян с полевых опылителей, предназначенных для выращивания пресноводных растений. [33] Семена мангровых деревьев были опробованы, поскольку при выращивании они обладают преимуществом снижения солености болотной воды. [33] Транспортировка уже извлеченного материала из реки Миссисипи в болота, топи и барьерные острова также является вариантом. [34] Некоторые предлагают убрать речные дамбы в некоторых малонаселенных районах, чтобы обеспечить сток пресной воды и ила в болота, хотя этот метод является спорным и еще не был опробован.
Управление по защите и восстановлению побережья Луизианы разработало генеральный план, в котором изложена стратегия штата по достижению будущего восстановления побережья, а также защиты от наводнений. План должен обновляться каждые шесть лет; 4-е издание было выпущено в 2023 году. [35] [30] Действующий закон Луизианы предусматривает, что все роялти от доходов от нефти и газа, собранные штатом, идут на восстановление побережья. [36] Однако в соответствии с текущими соглашениями с федеральным правительством Луизиана может получать только небольшой процент роялти, в то время как остальная часть идет федеральному правительству. [36] С 2018 года Луизиана смогла получить 37,5 миллионов долларов от всех новых договоров аренды, хотя уже существующие договоры аренды по-прежнему подпадают под предыдущее соглашение о распределении доходов между штатом и федеральным правительством. [36] Доходы от части судебных исков о разливе нефти BP Deepwater Horizon и федеральных штрафов также пошли на восстановление побережья. [36]
Один из способов борьбы с прибрежной эрозией — попытаться посадить больше растительности на водно-болотных угодьях Луизианы. Корни растений помогают удерживать почву на месте и предотвращают ее эрозию. Добавляя больше растительности на водно-болотные угодья, можно сделать почву более твердой и менее подверженной эрозии. Однако проникновение соленой воды убивает многие из этих растений, поэтому необходимы решения, помогающие защитить посаженную растительность.
Другой способ борьбы с прибрежной эрозией — создание морских дамб и волнорезов . Морские дамбы — это искусственные барьеры, которые возводятся для того, чтобы не дать морской воде достичь побережья. Поскольку морская вода не может достичь побережья, вода не может размыть береговую линию, тем самым предотвращая прибрежную эрозию. Волнорезы функционируют во многом так же, как морские дамбы, за исключением того, что они не являются искусственными; они сделаны из больших образований камней, сложенных друг на друга. Они не так эффективны, как морские дамбы, в предотвращении достижения водой побережья, однако они позволяют морской воде приносить осадки в пределы барьера, но не дают отступающей воде удалять осадки, тем самым помогая береговым линиям наращиваться и пополняться.
По оценкам, эта территория будет продолжать разрушаться, отчасти из-за нехватки питательных веществ для растений. [37] Решений множество, однако у правительств и организаций возникают проблемы с их реализацией. [38] Промышленность, навигация и борьба с наводнениями — это факторы, которые необходимо учитывать при принятии решений. Одним из самых радикальных решений было бы изменение русла реки Миссисипи для ее впадения в дельту. Изменение расположения промышленности, навигации и населения позволило бы восстановить водно-болотные угодья с меньшим вмешательством. В качестве альтернативы повышение стандартов устойчивости позволило бы решить проблему быстрее. Создание более экологически чистой инфраструктуры в этих районах позволило бы болотам разрастаться, а почве — укрепляться.
этой статье используется текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )