מבוא

חוף המפרץ של ארצות הברית הוא אחד הנופים הדינמיים והמורכבים ביותר על פני כדור הארץ.ספאם מהחוף הצחיח של טקסס דרך הרטובים של לואיזיאנה ומיסיסיפי לחופים החוליים של פלורידה, אזור זה כולל מגוון רחב של תכונות החוף כולל איים מחסום, מרשבים, דלטס, estuaries, ו tidals אלה עוצבו על ידי אלפי שנים של פעילות גופנית, וריאציות טבעיות, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, ושינויים אזוריים טבעיים, עם זאת, עם זאת, ושינויים אזוריים של מלחמות אספקת אוויריים, כמו גם על ידי משקעים טבעיים, עם זאת, ושינויים מימיים, שינויים אזוריים, עם זאת, שינויים מימיים, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, עם זאת, שינויים אזוריים, עם זאת, שינויים אזוריים, עם סערות של מלחמות משקעים טבעיים, עם סערות של מלחמות של מלחמות משקעים, עם זאת, עם זאת, שינויים מימיים, עם זאת, שינויים מימיים, עם זאת, שינויים מימיים, עם סערות, שינויים מימיים, כמו גם על ידי סערות, שינויים מימי הים, כמו גם על

צמיחה עירונית מהירה, פיתוח תעשייתי נרחב, פרויקטים הנדסיים הידרולוגיים בקנה מידה גדול, ובנייה תשתיות החוף יש דינמיקות בצורת דרסטי לאורך החוף המפרץ. התערבויות אלה הובילו לעלייה בשחיקת החוף, השפלה, זיהום של סידים, וחוסר יציבות ארוכת טווח של מערכות אקולוגיות המספקות שירותים קריטיים כגון שחפת סערה, דגים, ודיכוי פחמן, הבנה של אסטרטגיות של פעילות רב-קיימא של החקלאות היא יעילה ליישבים עם צמיחה סביבתית יעילה של צמיחה סביבתית יעילה של אנרגיה אנושית.

פיתוח עירוני ומבנה החוף

החוף במפרץ עדים לצמיחת האוכלוסייה וההתרחבות העירונית בעשורים האחרונים, עם מרכזי מטרופולינים כגון יוסטון, ניו אורלינס, טמפה ונייד מתלכדים החוצה לאזורים החוף הלא מפותחים והרטבים.ההתרחבות הזו כוללת לעתים קרובות המרה של נופים טבעיים אל פני השטח הבלתי מאוישים כמו כבישים, מגרשי חניה, קומפלקסים מסחריים ושכונות מגורים כאלה שינויים חשאיים את ההשפעה הרדיולוגית והחילה בתוך החוף.

משטחים לא יציבים מגבירים את נפח ואת המהירות של מי הסערה, צמצום חדירה והשגת התחבורה של הסדימנטים, חומרים מזינים, ומזהמים לתוך estuaries, המפרץים, וסביבות ימיות ליד החוף. עומסי סימנט שבוצעו על ידי בהירות עירונית נוטים להיות קוהרנסר ו laden עם conminants כגון מתכות כבדות, פחמימנים, ומוצרים מזינים, אשר הם זיהומים צמחיים, כולל מיטות חרישיות.

בנוסף, צמיחה עירונית הובילה מיצוי מים נרחב כדי לענות על דרישות מים למגורים ותעשייתיים. באזורים כמו מפרץ יוסטון-גלבסטון, משאבת מים קרקע נרחבת זו גרמה שיעורי תת-קרקעי של עד כמה ס"מ בשנה. תת-קרקעית אדמה לא רק מורידה את גובה הקרקע החוף יחסית לרמה הים, אלא גם החמרה סיכונים מצפות ומזרזת את הצפה של אזורים רטובים ופותחים את התופעה העולמית.

פעילויות בנייה גם כרוכות בנהרות דמדומים, מפרשים, ו-estuaries לספק חומרים כמו חול וחצץ עבור בטון ומלא. החילוץ הזה משבש תקציבים של סימנט טבעי על ידי הסרת כמויות גדולות של חומר אשר יתרום אחרת לחוף ותחזוקה של קרקע רטובה. לדוגמה, דריסה במפרץ גאלבסטון ובאזורי אגם סברין הובילה לגירעון לתרום לריחות נרחבים לבית גידול ולאובדן בית גידול.

אולי הדרמטי ביותר, פיתוח עירוני ותעשייתי לעתים קרובות דורש מילוי או ניקוז של רטובות כדי ליצור אדמה נסבלת. Wetlands לשמש כיורת סימנט קריטית, מלכודות במשקעים הבאים וחומר אורגני אשר בונה אדמה ותמיכה פרודוקטיביות אקולוגית.אובדן של אלה רטובות לא רק מקטין את יכולת השימור של המשקעים, אלא גם מבטלים את הציפויים הטבעיים נגד עליית הסערה ושיטפונות לדו"ח פדרלי של ארצות הברית (Gards) הפחתת משקעים מסוימים על ידי ירידה על ידי ירידה בטמפרטורות גבוהות יותר מקרקעיות, כמעט 50%.

פעילויות תעשייתיות והערכה

חוף המפרץ משמש כמרכז חיוני עבור שמן ומיצוי גז, עיבוד פטרוכימי, משלוח ותעשיות ייצור.פעילויות אלה יש השפעות עמוקות על נופים סימנטאריים, הן באמצעות הפרעה פיזית וזיהום כימי. Offshore ו ליד החוף חקר שמן כולל סקרים סיסמיים המשתמשים אקדחים חזקים כדי למפות גיאולוגיה תת-קרקעית, משקעים קרקעיים מטרידים וחילוף חלקיקים שיכולים להיות קבועים בית גידול.

בנייה פיפירית, תקשור ופיתוח מתקן להפריע לשכבות של המשקעים, לעתים קרובות חשיפת קונטנטים קבורה היסטוריים.משקעים תעשייתיים אלה יכולים להכיל רמות גבוהות של מתכות כבדות כגוןעופרת, כספית וגזריום, יחד עם חומרים אורגניים מתמידים כמו הידרוקרבמימים ארומטיים פוליציקליים (PAs) ופחמימנים נפט.

תוכנית המפרץ של סוכנות הגנת הסביבה (EPA) של מקסיקו זיהתה נקודות חמות של סמרטומנט ליד נמלים גדולים (למשל, פורט ארתור, קורפוס כריסטי, ניו אורלינס) ומורכבות קטנוכימיים. לדוגמה, ליבות של סימנט שנלקחו ליד עידנים חושף ריכוזים גבוהים של הרש"פ ומתכות כבדות לאחר אירועי זיהום, המדגישים את תוחלת של מזהמים תעשייתיים במערכות של זיהום תעשייתיות.

שפך הנפט Deepwater Horizon 2010 היה אסון סביבתי חשוב שהפיק מיליוני חביות של שמן גולמי על סידים במפרץ המפרץ. מחקר בלתי צפוי מצא כי סידים שמנים מנוסים שינויים בקומפוזיציה קהילתית מיקרוביאלית, שיעור מופחת של חומר אורגני decomposition, ושינו רכיבה על חומרים מזינים במשך שנים לאחר השפך.שינויים הללו פוגעות בתפקודים קריטיים לשמירה על איכות המים ותמיכה בבתי הגידול.

דפדרציה כדי לשמור על ערוצי ניווט היא מקור אחר של הפרעות משקעים וזיהום. חומר ד"ר רדיפי הוא לעתים קרובות disposed של אתרי offshore או upland ייעודיים, יצירת סדקים מפוצצים שמשנים את ההזרקות המקומיות ואת פיזור גודל דגנים. הסרת של משקעים טמדומים דקים במתקני ריצוף יכול לעזוב קוהר, פחות יציבים כי הם פחות עמידים לצמצום מינים אקולוגיים.

יתר על כן, את הסילוק של ספוילרים מזוהמים יכול להפיץ את המזועים מעבר לאזורים תעשייתיים, המשפיעים על סביבות הסדימנטריות רחבות יותר.זה הוביל לעלייה בבדיקה של שיטות עיבוד וקריאות לשיפור ניהול החיסמנט כדי למזער את הנזק הסביבתי.

שינויים הורמונליים: סכרים, לבees, ועולות

שינויים אנושיים להודרולוגיה של מערכות הנהר של חוף המפרץ הפכו מאוד לדפוסי אספקת המשקעים והפצה.נהר המיסיסיפי, עד כה התורם הגדול ביותר למפרץ הצפוני, הונדסה באופן נרחב ביותר מ-27,000 סכרים, עשרות אלפי קילומטרים של הריסות, ורשת עצומה של תעלות וערוצי ניווט.

מלכודת Dams מאחורי המאגרים, הפחתת באופן דרסטי את נפח הסדימנט שהועבר במורד הזרם.היסטורי, נהר המיסיסיפי סיפק כ-400 מיליון טון של משקעים מדי שנה אל דלה, אך הנתון הזה ירד לכ-150 מיליון טון בשל החזקת זרע במאגרים ומשטרי זרימה.גירעון זה מונע את הגירעון הדאטה של החומר הדרוש לכדי ניגוד טבעי ורמות תת-קרקעיות.

לבנים שנבנו כדי להגן על הצפות והאזורים העירוניים מגבילים את הנטייה הטבעית של הנהר לפלס את הבנקים במהלך אירועי מים גבוהים.שיטפונות מעל גדות אלה שהופקדו היסטורית על סידמנט על פני מצפות רחבות ושפלות, להאכיל ולבנות אדמה.עם levees במקום, מים עם משקעים ללא מעצורים, מוגבלים לערוץ הראשי ונמסר ישירות למפרץ העמוק, על ידי חסימת קרקעית התחנות הנדכאות על הקרקע הרדודות.

ההשלכות הן עמיקות: לואיזיאנה איבדה יותר מ-2,000 קילומטרים רבועים (5,180 ק"מ רבועים) של אדמות החוף מאז שנות ה-30, המשווה בערך שדה פוטבול אחד של אובדן הקרקע בכל שעה.עלות שנחפרו דרך רטובות עבור נפט וגז גישה, ניווט, וניקוז עוד יותר להחמיר את הבעיה על ידי שינוי הידרולוגיה טבעית.

ניתוח מקיף של USGS Circular 1369 פרטים כיצד שינויים הידרולוגיים אלה שיפרו באופן יסודי את תקציב הסידמנט של החוף הצפוני במפרץ, מה שינו את המערכת מנהר מבוקר לסביבה סממנטרית הנשלטת על ידי אדם.

השפעות על Delta Dynamics

דלתא של נהר המיסיסיפי משמשת כדוגמה קלאסית של מערכת של Sdiment-starved delta העוברת השפלה מהירה עקב התערבות אנושית.היסטורית, הלובות של דלה הפרוגנציה לתוך המפרץ עוצבו על ידי פיזור סימנט במהלך משמרות הנהר תקופתיות ושיטפונות מעל גדות.היום, רוב כיכרות דלה הן באספקת הסרמנטים מופחתת.

יוצא דופן אחד הוא אגם דלתא של Wax, שנוצר על ידי סימנט שהועבר על ידי מבנה הבקרה של הנהר הישן לתוך ערוץ נהר Atchafalaya נהר. זה דלה הוא גדל באופן פעיל ומשמש מעבדה טבעית יקר ערך להבנת כיצד דיעות מבוקרות של סימנט עשוי לשמש כדי לשחזר את הקרקע החוף. Efforts כדי לחקות תהליכים כגון משקעים טבעיים באמצעות דיסרנות ממונדסה נתפסים יותר ויותר חיוני עבור שיקום.

עם זאת, הרוב המכריע של מתחם דלה נשאר במצב של גירעון ו subsidence, עם השלכות משמעותיות על קהילות החוף, תשתיות ומערכות אקולוגיות.הטרף העתידי של נופים דלים של החוף במפרץ קשור הדוק מאוד להחלטות אנושיות על ניהול הנהר ושיקום של המשקעים.

הנדסה חוף ומבנה בקרת האירוניה

בתגובה לצמצום שחיקה החוף ואובדן רכוש, מגוון מבנים הנדסיים הוצבו לאורך קו החוף של החוף של החוף של החוף של החוף במפרץ.אלה כוללים מחסומים, שרידים, groins, מטוסים, ו-Breakwaters שנועדו להגן על פיתוח יבשתי וערוצי ניווט מייצבים.

קירות ושיקום משקפים אנרגיה גל, הגנה על אדמה צמודה, אך לעתים קרובות החריפה את השחיקה בבסיסים שלהם ועל חופים שכנים על ידי הפרעה של תחבורה טבעית של סימנטציה. Groins, אשר מרחיבה את perpendicular to the Shore, מלכודות חול נע לאורך החוף אבל כוכבים מעוות את החופים ירד מחוסמת של משקעים, המוביל לבעיות שחיקה מקומיות.

לדוגמה, הסניפים בפה של נהר המיסיסיפי תרמו לשחיקה מואצת של איים כמו איי צ'נדלר, שמשמשים ככופרים סופניים קריטיים וחלל חיות בר.אובדן האיים האלה מגביר את הפגיעות של אזורים ביבשה כדי להסתערער ולנזק גל.

הזנה ביץ 'הפכה נפוצה, אם כי זמנית, אסטרטגיה עבור רדיפה.זה כרוך לייבא חול מאתרי הלוואות offshore או מקורות קרקעיים כדי לבנות מחדש חופים מחוסנים, בעוד הזנה יכולה לשחזר רוחב חוף ולספק הטבות בית גידול, זה בדרך כלל דורש פרויקטים חוזרים כל 5-10 שנים בשל גירעון חיס מתמשך ותהליכים שחיקה טבעית.

העלויות הכלכליות של הזנה לחוף הן ניכרות; סוכנויות פדרליות והמדינה מוציאות עשרות מיליוני דולרים מדי שנה על פרויקטים כאלה לאורך החוף המפרץ, בנוסף, ייבוש חול הזנה יכול להפריע לבתי גידול בירושה באזורים של הלוואות, ואת המאפיינים הפיזיים של החול המוצב (גודל, מינרלוגי) עשוי להיות שונה ממשקעים מקומיים.

סקירה של פרויקט הידע של טבע:0 (הידועה על ידי מכון הידע של הטבע) מספר 1 (ה) מתארת את המגבלות והיתרונות של גישות הנדסיות שונות, תוך הדגשה כי אף אסטרטגיה אחת לא יכולה לטפל במלואה במורכבות של דינמיות של המשקעים והחוסנות החוף.

⁇ עקיפה ושיקום

ההכרה במגבלות של שריון קשה ותזונה חוף, מנהלי החוף מאמצים יותר ויותר גישות שעובדות עם, ולא נגד, תהליכים טבעיים של סימנט על-ידי ניתוק מערכות ונהר סידרנות הן דוגמאות של פתרונות המבוססים על הטבע אלה שמטרתם להחזיר נתיבי תחבורה ושיקום קרקע.

בלואיזיאנה, פרויקט מיד-בארטריה סידמנט דיאסה מייצג מאמץ בקנה מידה גדול להתחבר נהר המיסיסיפי לרטבים הסמוכים.פרויקט זה מאגד מים בנהר שורדים מרדמים, קידום בניית קרקע ושיקום בית גידול.

בעוד מבטיח, פרויקטים אלה גם מציגים אתגרים, כגון שינויים במשטרי הסליליות המשפיעים על דגים וצמחייה, כמו גם חששות מקהילות מקומיות בנוגע להצפות ושימוש בקרקע. ניהול הסתגלות ופיקוח מקיף הם הכרחיים לאזן הטבות אקולוגיות עם שיקולים חברתיים וכלכליים.

שינויי אקלים וגבריות אנושית של השפעות

שינויי האקלים פועלים כמגבר חזק של הנוף המיואש של האדם בחוף המפרץ, ומהווים עלייה ברמת הים המונעת על ידי התחממות כדור הארץ מאיימת להטביע מרשים ואיים מחסום, אלא אם הצטברות המשקעים תמשיך בקצב.עם זאת, אספקת הסדמנט מופחתת מסכרים במעלה הזרם ו הידרולוגיה של הנהר משתנה פירושה שתהליכי בניית הקרקע הטבעיים אינם מספיקים, מה שמובילה לחוף הסגירה.

עוצמת הסערה והתדירות צפויים להגדיל באזור המפרץ, להפצת שחיקה וחילוץ מחדש במהלך ההוריקן והספות הטרופיות.אירועים כגון ההוריקן קתרינה (2005), ריטה (2005) ומייקל (2018) הוכיחו כיצד תנאים של משקעים מחוסנים בני אדם – כגון אדמה קומפקטית מתשתית או משבשת שכבות של משחתות – התגברות על אובדן הקרקע ונזקי נזק.

צמיגים מים, החמיר על ידי תעלות ונחיתות קרקע, הורג צמחייה מים מתוקים, המוביל להתמוטטות אפונה ואובדן שפל נוסף.זה יוצר לולאה משוב שבה הרדש מגביר את החדירה הסערה ומזרז את השחיקה, מסכן קהילות ומערכות אקולוגיות.

הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) הדגיש את הפחתת אספקת המשקעים כגורם קריטי בפגיעות של חופי דלה ברחבי העולם, עם חוף המפרץ כדוגמה עיקרית.

אסטרטגיות הסתגלות כוללות:

  • הנדסה סימנט דיהרסנות לשחזר תהליכים טבעיים לבניית קרקע.
  • יצירת או שיפור מרשלים באמצעות חומר מופרך ונטיעת צמחייה.
  • אחסון הידרולוגיה טבעית על ידי התקעות או שינוי תעלות ומכשולים כדי לאפשר שיטפון מבוקר.
  • יישום של ריבאונדים ונסיגה מנוהלת שבו ניתן לאפשר מערכות של סימנטאריות להסתגל באופן טבעי.

הפלטפורמה של חוף לוויינים (FLT:0)NOAA Digital CoastFLT:1 מספקת כלים ונתונים יקרים עבור מתכננים החוף להעריך את ההשפעות על עלייה ברמת הים ואת אמצעי החוסן עיצוב.עם זאת, יישום אסטרטגיות אלה נשאר מאתגר בשל מגבלות מימון, מורכבות רגולטורית ואינטרסים של בעלי מניות מתחרים.

מסקנה

הנוף הסדימנטארי של חוף המפרץ הוא תוצר של אלפי שנים של תהליכים גיאומורפולוגיים ואקוניים טבעיים.עם זאת, בתוך כמה דורות בלבד, פעילויות אנושיות הפכו לנהגים העיקריים לעצב את הסביבה הזו.

שינויים אלה מאיימים לא רק על המגוון הביולוגי העשיר והשירותים האקולוגיים של חוף המפרץ, אלא גם על רווחה חברתית וכלכלית של מיליוני אנשים שמבוססים על הגנה על החוף, דגים, ותיירות.כתובת השפעות אלה דורשת שינוי מהותי מפתרונות הנדסה תגובתית, נשגבת, גישות ניהול הסתגלותיות, שמשקלו את כל תקציב הסימנטלציה ואת האינטראקציות המורכבות בין תשתיות אנושיות ומערכות טבעיות.

אחסון של משלוחים באמצעות דיעות ממונדסות, הגנה ושיקום רטובות, ועיצוב תשתיות שעובדות עם תהליכים טבעיים הן צעדים קריטיים לקראת טיפוח נופים חוף המפרץ המחודשים.כפי ששינוי האקלים מאיץ ומלחצים אנושיים מעצימים, יזום, יזום, מבוסס מדע בקנה מידה נוף יהיה חיוני לשמר את סביבות הסידארי הייחודיות של החוף של המפרץ לדורות הבאים.