دور المريخ في مراقبة الفيضانات وإخلاء المياه

مقدمة

فالمريخ نظم إيكولوجية انتقالية فريدة تقع في واجهة البيئات الأرضية والمائية، وتتميز بالتربات المشبعة والنباتات الوفيرة، وكثيرا ما تكون هذه النظم أقل تقديرا بأنها مجرد نفايات مستنقعات، توفر خدمات إيكولوجية وهائية قيمة لها آثار عميقة على الصحة البيئية ورفاه الإنسان، ومن بين أهم الأدوار التي تقوم بها هذه البلدان التحكم في الفيضانات وعمليات توليد المياه.

وهذه النظم الإيكولوجية للأراضي الرطبة تحدث في بيئات متنوعة تتراوح بين الذرات الساحلية من أملاح المد والجزر إلى الأنهار المائية العذبة الواقعة على طول شوارب الفيضانات النهرية، والاكتئاب، وحواف البحيرات، وعلى الرغم من التباين في الملوحة، والنبات، والنظم الهيدرولوجية، فإن جميع المهور تتقاسم القدرة على تغيير تدفق المياه وملوثات الرش، وتوفر حلولا فعالة من حيث التكلفة ومستندة إلى الطبيعة للتحديات المتزايدة التي يفرضها تغير المناخ.

The Flood Control Function of Marshes

Natural Water Storage and Detention Capacity

ومن الطرق الرئيسية التي تسهم بها المهرشات في مكافحة الفيضانات قدرتها على تخزين كميات كبيرة من المياه واحتجازها مؤقتا، وخلال أحداث سقوط الأمطار الغزيرة أو موجات العواصف، تعمل المهرشات مثل الخزانات الطبيعية، وتستجمع المياه الفائضة التي من شأنها أن تسرع في أسفل المجرى، مما قد يتسبب في الفيضانات الوميضية والبنى التحتية المضرة، ويمكن للأحواض الضحلة التي تُعدّ من قبيل المهات أن تُحمّل المياه لفترات طويلة، مما يقلل من مخاطر الفيضانات.

وتتوقف قدرة المارش على الاحتفاظ بالمياه على عدة عوامل منها مدىه المكاني، وعمقه، وتكوين التربة، وكثافة النباتات، فعلى سبيل المثال، فإن التربة الغنية بالأصناف العضوية والرواسب الدقيقة لها سمات عالية وقابلية للتحمل، مما يتيح للمارش استيعاب المياه وإطلاقها ببطء إلى البيئة، وتشير البحوث إلى أن مساحة واحدة من الأراضي الرطبة يمكن أن تحتفظ بحوالي 1.5 مليون غالون من المياه الجوفية التي تضاها مياه الأمطار في المياه الجوفية.

وعلى عكس أحواض الاحتجاز المصممة، التي كثيرا ما تفرغ المياه بسرعة، تُطلق المياه المخزنة تدريجيا من خلال عمليات مثل التبخر والتسرب، وهذا الإصدار البطيء يساعد على منع الطفرة المفاجئة التي يمكن أن تطغى على نظم الصرف الحضري وتزيد من الضرر بالفيضانات، وعلاوة على ذلك، فإن التسلل عبر التربة المهددة يغذي طبقات المياه الجوفية، ويدعم تدفقات القاعدة في المجاري خلال فترات الجفاف، ويعزز القدرة على مواجهة آثار المياه عموما.

الغطاء النباتي كعنصر الهيدروليكي

The dense, fibrous stems and leaves of marsh plants, including species like cattails (]Typha spp.), bulrushes (] Schoenoplectus sppgrases ([FvelT:4])

وفي البيئات الساحلية، يمكن لنباتات المارشات الملحية أن تخفف كثيرا من طاقة الموجات، وأن تعمل كعازف طبيعي ضد الطفرة العواصفية والتحات الساحلي، وقد أظهرت الدراسات أن حتى قطاعا ضيقا من نباتات المارش الصحية يتراوح بين 15 مترا يمكن أن يقلل من ارتفاعات الموجات بأكثر من 50 في المائة، مما يقلل من أثره على السواحل والهياكل التي صنعها الإنسان، وتوفر قدرة على إطفاء الموجات الطبيعية بديلا مستداما أو تكملة للد المكثفة من أجله.

دراسات الحالة والأمثلة الإقليمية

وتوضح أمثلة عديدة للعالم الحقيقي فوائد التخفيف من الفيضانات التي تعود على المارشات، فقد اعتمدت دلتا نهر ميسيسيبي، على سبيل المثال، تاريخيا على المارشات الساحلية الواسعة النطاق لاستيعاب وتصفية العواصف الناجمة عن الأعاصير، مما يساعد على حماية المراكز الحضرية الضعيفة مثل نيو أورليانز، ومن المؤسف أن فقدان الأراضي الرطبة الناجم عن الغواصة والتآكل والتعديلات البشرية قد قلل بشدة من هذه الحماية الطبيعية، مما أدى إلى حدوث خسائر اقتصادية أشد في الفيضانات والأعوام.

وفي أوروبا، تم توثيق المارشات التي تدور على امتداد نهر الدانوب لتخزين ما يصل إلى 30 في المائة من تدفقات الفيضانات القصوى، مما أدى إلى انخفاض فعال في ذروت الفيضانات وحماية المجتمعات المحلية في المناطق السفلية، وهذه المارشات تعمل كبؤر طبيعية، وتستوعب مياه الفيضانات وتطلقها ببطء، بينما تقلل سرعة تدفق المياه وحجمها.

وقدرت دراسة تاريخية أجريت في عام 2020 في الدراسة الاستقصائية الجيولوجية للولايات المتحدة القيمة السنوية لحماية العواصف من الذئاب المالحة على طول ساحلي الولايات المتحدة الأطلسي والخليج بما يتجاوز 23 بليون دولار، وهذا الرقم لا يبرز الأهمية الإيكولوجية فحسب، بل أيضا الأهمية الاقتصادية الكبيرة لحفظ المستنقعات واستعادتها باعتبارها استراتيجيات فعالة من حيث التكلفة للتخفيف من مخاطر الفيضانات، ويزيد صانعو السياسات من إدماج النظم الإيكولوجية الشاذة في خطط إدارة مخاطر الفيضانات الشاملة، مع الاعتراف بإمكانية خفض الاعتماد على الهياكل الأساسية المكلة.

آليات فرز المياه في مرش

قطع الترسبات والحد من الاعتلال

فالآثار تعمل كمرشحات طبيعية تحسن نوعية المياه عن طريق تقطيع الرواسب والحد من الاضطرابات، حيث تتحول المياه ببطء عبر المارش، تنخفض سرعة عملها، وتسمح بتثبيت الجسيمات المعلّقة، وتضع شبكة الجذور وتستجمع الموائل الجسمانية الرسوبيات، بينما يشجع تدفق المياه المهدئة على الترسب، وتمنع هذه العملية فعلياً من الوصول إلى أنهار المياه.

ويمكن للمرشيات الاحتفاظ بما يصل إلى 90 في المائة من المواد الصلبة المعلقة الواردة في مسافات قصيرة نسبياً، منها في كثير من الأحيان 50 إلى 100 متر، التي تزرع فيها أفخاخ رسوبية طبيعية قوية، وهذه المهمة بالغة الأهمية في المناظر الزراعية، حيث يمكن للتآكل من الحقول الملوّثة أن ينقل كميات كبيرة من التربة العلوية والملوثات الملحقة بها إلى المجاري المائية، وذلك باعتراض الرواسب وتثبتها، وحماية النظم الإيكولوجية في المناطق المخردة والحفاظ على الطاقة الاحتياطية.

وعلاوة على ذلك، يسهم الرواسب المحصورة في تحقيق مكاسب في ارتفاع مستوى الرماد، وهي عملية هامة بالنسبة للأشباه التي تواجه ارتفاع مستوى سطح البحر، ويتيح تراكم الرواسب، بالاقتران مع تراكم المواد العضوية من النباتات التي تفكك، للمارشات الحفاظ على موقعها فيما يتعلق بالمياه المتزايدة، وتعزيز قدرتها على الصمود على المدى الطويل.

إزالة المغذيات: نتروجين وفوسوفروس

والمغذيات الزائدة، ولا سيما النيتروجين والفوسفور من الأسمدة، والمياه المستعملة، والهروب الحضري، هي المساهمين الرئيسيين في التهاب المغذيات وزهرات الفلزات الضارة، وتؤدي المريخ دوراً حاسماً في التدوير المغذيات وإزالة المواد من خلال مسارات بيولوجية وكيميائية متعددة.

وتحصل النباتات داخل المارشات على النيتروجين والفوسفور من أجل النمو، وتدمج هذه العناصر في أنسجةها، وعندما تغرق النباتات وتفتقر إلى الكمال، تُعزل بعض المغذيات في التربة الغنية العضوية، وتوفر تخزينا أطول أجلا، غير أن أهم عمليات إزالة المغذيات تحدث من خلال عمليات المجهرية، ولا سيما التشفير.

ويحدث التحلل في المناطق التي تسودها التربة المهرشية والتي تتحول فيها البكتيريا المتخصصة إلى غاز النيتروجين الخام (N2) الذي يُطلق بعد ذلك دون ضرر في الغلاف الجوي، وتزيل هذه العملية بصورة دائمة النيتروجين من النظام المائي، مما يقلل من خطر تسرب النتروجينات في أسفل النهر، وقد أظهرت الدراسات أن نسبة المارشي يمكن أن تزيل ما بين 40 في المائة.

Pollutant and Pathogen Removal

كما أن الماشية ترشّح مجموعة واسعة من الملوثات، بما في ذلك المعادن الثقيلة والمسببات للأمراض ومبيدات الآفات والهيدروكربونات، كما أن المعادن الثقيلة مثل الرصاص والنحاس والزنك يمكن أن تُربط بجزئات التربة والمواد العضوية أو تُستوعب بواسطة نباتات النباتات المهددة، وبعض أنواع النباتات النباتية النباتية المهجرة المعروفة بأنها من الأنسجة السامية، التي يمكن أن تُصُبُرَعَتَة.

كما تساهم المرشات في الحد من المسببات المرضية من خلال الديوت الطبيعي، والاعتلال من جانب البروتوزوا، والزيارة من جانب التربة والأسطح النباتية، ويمكن أن تحقق الأراضي الرطبة المصممة لمعالجة المياه المستعملة تخفيضات في البكتيريا الكليلية من خلال عدة أوامر ذات حجم، وتحسين نتائج الصحة العامة، بالإضافة إلى أن مبيدات الآفات والهيدروكربونات تخضع للتحلل الميكروبي والملوث الضوئي في مياه الماخام الضحلية.

ويضع الجمع بين هذه العمليات نظاماً فعالاً ومراعياً لنظم العلاج العالي ذات الطاقة المنخفضة من أجل المياه المستعملة ومياه العواصف، وكثيراً ما يستخدم في نظم لا مركزية للصرف الصحي ومكافحة التلوث في جميع أنحاء العالم.

المنافع البيئية والاقتصادية الخارجة عن الهيدرولوجيا

بؤر ساخنة للتنوع البيولوجي

وتوفر المريخ أكثر من الخدمات الهيدرولوجية؛ وهي موائل حرجة تدعم التنوع البيولوجي الغني، وتؤدي وظائف الحفاظ على نوعية المياه والفيضانات المستقرة إلى تهيئة ظروف مواتية لطائفة واسعة من الأنواع، وتعمل المريخ على توفير مناطق توالد، ودور حضانة، ومناطق تغذية للعديد من الأسماك، والآفات، والحمى، واللافقاريات، ويوفر هيكلها المعقد للغطاء المأوى والموارد الغذائية، مما يعزز الإنتاجية الإيكولوجية.

وفي الأرصفة الساحلية، هناك أنواع كثيرة هامة تجارياً مثل الروبيان، والسرطانات، ومختلف أنواع الأسماك التي تعتمد على هذه الأراضي الرطبة أثناء مراحل الحياة الرئيسية، والقيمة الاقتصادية لمصائد الأسماك التي تدعمها الأهوار كبيرة، وتقدر الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أن أكثر من 75 في المائة من أنواع الأسماك التجارية في الولايات المتحدة تعتمد على استدامة مصائد الأسماك في مناطق الإسوارين، بما في ذلك المآثر، في بعض المناطق.

Climate Change Mitigation and Adaptation

وتساهم المريخات في تنظيم المناخ من خلال قدرتها الاستثنائية على عزل الكربون، وتبطئ التربة الملوّثة بالأرض الهوائية من التحلل العضوي، مما يسمح بالكربون في تراكم طبقات الفول السوداني والرواسب على مدى قرون، وتمثل المارشات الساحلية، ولا سيما ملوثات الغازات المسماة ب " الكربون الزلق " - بمعدلات تتراوح بين 10 و50 مرة في كل منطقة من مناطق الوحدة، مما يمثل حماية واستعادة استراتيجية غازات الدفيئة.

وبالإضافة إلى ذلك، تعزز المآرشات التكيف مع المناخ من خلال عزل المجتمعات المحلية عن ارتفاع مستوى سطح البحر وتكثيف العواصف، ويمكن للأهرشات الصحية أن تبني الارتفاع من خلال تراكم الرواسب والمواد العضوية، مع الحفاظ على موقعها بين المتاجر، وتتوقف هذه القدرة على توفير ما يكفي من الرواسب وحيز للهجرة المهرشية في المناطق الداخلية مع ارتفاع مستويات سطح البحر، وخلافا للهياكل الأساسية الثابتة للزراعة، التي تتطلب تحسيناً باهظاً باهظاً لمواكبة للأوضاعة المناخية،

الأخطار التي تهدد النظم الإيكولوجية في مارش واستراتيجيات حفظ الطبيعة

التأثيرات البشرية: التدريج والتنمية والتلوث

وعلى الرغم من أهميتها، تواجه الأهوار تهديدات شديدة في جميع أنحاء العالم، ففي الولايات المتحدة وحدها، فقد أكثر من 50 في المائة من الأراضي الرطبة منذ عهد الاستعمار، ويرجع ذلك أساسا إلى الصرف الزراعي، والتوسع الحضري، وتنمية الهياكل الأساسية، وكثيرا ما تُستنزف المريخ أو تُملأ لخلق الأراضي الزراعية والمناطق السكنية والمناطق الصناعية، مما يعطل الهيدرولوجيا ويزيل الموئل.

فالأشجار والمناوشات والربط بين المارشات من مصادر المياه الطبيعية والرواسب، مما يؤدي إلى التدهور والتخريب، وتتحمل الشواطئ ضغوطا إضافية من التجفيف، والتسليح الشاطئي، والتلوث، ويمكن أن يؤدي تحميل المغذيات والكيميائيات من المياه الزراعية والتصريف الصناعي إلى الإفراط في قدرة تزيين الأعشاب، وته نوعية المياه، مما يؤدي إلى فقدان الأنواع الحساسة.

الأنواع الغازية والتصحاح الهيدرولوجي

وتُحدّد أنواع النباتات الغازية مثل Phragmites australis (مُعادل عام) و]Typha angustifolia ] (الدروع ذات الغطاء النباتي) التنوع البيولوجي للماشية الأصلية والوظيفة الإيكولوجية.

ومن ثم فإن الحفاظ على القدرة على الربط الهيدرولوجي الطبيعي أو إعادة استخدامها أمر أساسي لحفظ المارشات، يمكن أن يؤدي إلى حدوث تغيرات في المياه مثل دفاتر الصرف، والقنوات، والسدود، وتحويل المياه إلى نظم للفيضانات الطبيعية التي تؤثر على صحة الأنهار، وبالتالي فإن الحفاظ على الربط الهيدرولوجي الطبيعي أو إعادة هذا الربط.

نهج إعادة التوطين والحفظ

وهناك اعتراف متزايد بالمهور بوصفها هياكل أساسية طبيعية لا تقدر بثمن تستحق الحماية وترميمها، وتركز مشاريع الإصلاح الناجحة على إعادة بناء الهيدرولوجيا الطبيعية بإزالة هياكل الصرف وإعادة التدرج الطبيعي لإعادة المنحدرات الطبيعية وإعادة زراعة النباتات الأصلية، وفي المناطق الساحلية، تدير المآرش المهددة بالانسحاب إلى الهجرة الداخلية مع ارتفاع مستويات سطح البحر، وهي استراتيجية ناشئة لضمان استمرارها.

وتوفر آليات السياسات، مثل المصارف لتخفيف حدة الأراضي الرطبة، وسهولة الحفظ، والأطر التنظيمية مثل برنامج تراخيص قانون المياه النظيفة، الذي ينص على الحماية القانونية للمآسي في الولايات المتحدة، غير أن تحديات الإنفاذ والامتثال لا تزال قائمة، مما يبرز الحاجة إلى التزام أقوى في مجال السياسات العامة وإلى التوعية العامة.

إن الأراضي الرطبة المُنشأة أو المرشات المعالجةية هي نظم مصممة لتكرار عمليات الإثراء الطبيعي، وتُستخدم هذه النظم على نحو متزايد لمعالجة المياه المستعملة، ومياه العواصف، والماء الزراعي، التي كثيرا ما تُنقل الملوثات إلى محطات المعالجة التقليدية أو أفضل منها باستخدام أقل تكلفة وطاقية، وتوفر المستنقعات حلولا قابلة للتوسع لتحسين نوعية المياه في المناطق الحضرية والريفية في جميع أنحاء العالم، تكملة جهود حفظ الأه.

وعموماً، فإن إدماج حفظ الموارد البحرية واستعادة المياه في التخطيط الإقليمي، والتكيف مع المناخ، وسياسات إدارة المياه أمر حاسم الأهمية في الحفاظ على وظائفها في مجال مراقبة الفيضانات وتصريف المياه، كما أن التعليم العام ومشاركة أصحاب المصلحة عنصران أساسيان في إدارة المآدب الناجحة، بما يكفل استمرار هذه النظم الإيكولوجية في تقديم خدمات قيّمة لكل من الطبيعة والمجتمع.