Эрозия береговой линии вдоль побережья Мексиканского залива: человеческие и природные факторы

Дефицит осадочных материалов

Природные осадки, доставляемые реками, особенно Миссисипи и Атчафалайя, когда-то строили и поддерживали водно-болотные угодья и барьерные острова побережья Мексиканского залива. Однако дамбы, плотины и канализация, которые контролируют наводнения, резко сократили количество песка и ила, достигающего побережья. Река Миссисипи в настоящее время обеспечивает только часть своей исторической нагрузки на осадочные породы. Этот дефицит означает, что естественные процессы не могут идти в ногу с эрозией, что приводит к чистой потере земли. Исследования USGS показывают, что снабжение осадками является единственным наиболее важным фактором в определении того, может ли пляж или водно-болотные угодья идти в ногу с повышением уровня моря.

Деятельность человека, ускоряющая эрозию

В то время как природные силы обеспечивают исходный уровень, вмешательство человека резко увеличило скорость и тяжесть береговой эрозии вдоль залива.

Речная инженерия и строительство плотин

Река Миссисипи и ее притоки широко спроектированы. Ливес ограничивает реку своим каналом, предотвращая ежегодные наводнения, которые когда-то распространяли осадок по равнине дельты. Дамы на Миссури, Арканзасе и других реках ловят песок и гравий, которые в противном случае пополнили бы береговую линию залива. В результате побережье Луизианы, которое исторически росло через дельтаическое осаждение, теперь голодает и разрушается. По оценкам Управления по охране и восстановлению прибрежных районов Луизианы, с 1930-х годов было потеряно более 2000 квадратных миль земли - площадь, примерно равная Делавэру.

Дноуглубление каналов и добыча нефти / газа

Побережье Мексиканского залива пересечено тысячами миль каналов, вырубленных для навигации, разведки нефти и газа и установки трубопроводов. Эти каналы фрагментируют прибрежные водно-болотные угодья, изменяют гидрологию и позволяют проникновение соленой воды, которое убивает пресноводную растительность. Потеря корней растений ускоряет эрозию органических почв. Кроме того, изъятие нефти, газа и подземных вод вызывает уплотнение подповерхностей, приводя к оседаниям. В дельте реки Миссисипи добыча углеводородов является основным фактором оседания земли и отступления береговой линии. Климатические показатели EPA документ, что темпы оседания в прибрежной Луизиане являются одними из самых высоких в Соединенных Штатах.

Жесткие прибрежные структуры

Морские стены, ограждения, пах и причалы обычно строятся для защиты отдельных входов в объекты недвижимости. Однако эти структуры часто ухудшают эрозию в других местах. Отражая энергию волн, морские стены прочесывают пляж перед ними и морят голодом прилегающие пляжи песком. Причалы и причалы задерживают песок на восходящем берегу, лишая приливные береговые линии, что приводит к эрозии «горячих точек». Чистый эффект заключается в том, что закаленные береговые линии имеют тенденцию ухудшать естественную береговую систему, требуя все более дорогостоящего обслуживания. Прибрежные менеджеры все чаще признают, что структурное закаливание не является устойчивым долгосрочным решением.

Водно-болотные угодья и разрушение дюны

Прибрежные водно-болотные угодья и песчаные дюны действуют как естественные буферы, поглощая энергию волн и захватывая осадочные породы. Тем не менее, развитие, сельское хозяйство и промышленная деятельность превратили обширные районы водно-болотных угодий Персидского залива и убрали системы дюн. В Миссисипи и Алабаме строительство кондоминиума непосредственно на пляже устранило линию дюн, которая когда-то защищала интерьер. В Техасе большая часть естественной системы дюн вдоль верхнего побережья была сплющена для развития. Восстановление этих естественных защит является ключевым компонентом современного управления прибрежными районами.

Последствия береговой эрозии

Эрозия побережья Мексиканского залива имеет далеко идущие последствия, которые распространяются через экосистемы, экономики и сообщества.

Потеря среды обитания и биоразнообразия

Побережье Мексиканского залива является одним из наиболее экологически продуктивных регионов Северной Америки. Его водно-болотные угодья служат яслями для рыб и моллюсков, гнездовой средой обитания для перелетных птиц (включая находящиеся под угрозой исчезновения коклюшные краны) и домом для многочисленных видов растений. По мере отступления береговой линии эти места обитания сокращаются или исчезают. Например, острова Шанделер в Луизиане — когда-то основная барьерная цепь островов — потеряли более 80% своей площади с 1980-х годов, опустошая колонии гнездования птиц. Вторжение соленой воды превращает пресноводные болота в открытую воду, устраняя растения, которые удерживают осадок на месте.

Экономические последствия

Побережье Мексиканского залива поддерживает многомиллиардную экономику, построенную на туризме, рыболовстве, судоходстве и производстве энергии. Эрозия пляжей напрямую снижает доходы от туризма - потеря ширины пляжа на 50 футов может снизить стоимость недвижимости на 10-20%. Коммерческая рыболовная отрасль, которая полагается на здоровые эстуарии, страдает, поскольку среда обитания питомника исчезает. Порты и судоходные каналы требуют постоянного дноуглубления для поддержания глубины, стоимость которого достигает сотен миллионов долларов в год. Нефтегазовая промышленность с крупной инфраструктурой вдоль побережья должна инвестировать в бронирование объектов или перемещение трубопроводов. Исследование 2020 года показало, что «защитные экосистемные услуги» побережья Мексиканского залива - защита от штормов, фильтрация воды и контроль эрозии - стоят десятки миллиардов долларов в год.

Повышенный риск наводнений

По мере разрушения природных буферов прибрежные сообщества становятся более уязвимыми для штормовых нагонов и наводнений. Потеря водно-болотных угодий и барьерных островов означает, что штормовые волны могут путешествовать дальше вглубь страны с меньшим рассеиванием. Это не будущий риск: во время урагана Катрина разрушение водно-болотных угодий в Сент-Бернард-Пэриш способствовало разрушительному всплеску, который переполнил дамбы. Инженерный корпус армии США теперь включает защитную ценность водно-болотных угодий в свои модели риска наводнений. Местные отчеты последовательно подчеркивают, что каждая миля здорового болота может снизить высоту штормового нагона на 0,5-1 фут.

Стратегии смягчения и управления

Решение проблемы эрозии побережья Мексиканского залива требует многогранного подхода, который сочетает в себе инженерное дело, восстановление, политику и адаптацию к местным условиям.

Питание пляжа

Питание на пляже — выкачивание песка из морских или прибрежных источников на разрушающиеся пляжи — является одним из наиболее распространенных вмешательств. Он широко используется во Флориде, Алабаме, Миссисипи и Техасе. Питание может восстановить ширину пляжа для туризма и обеспечить буфер против штормов. Однако это дорого (стоимость миллионов долларов за милю) и временно; Питательные пляжи обычно длятся всего 3-7 лет, прежде чем потребуется питание. Долгосрочное снабжение осадками ограничено, и зависимость от питания сама по себе не является устойчивой без устранения коренных причин голода осадочных пород.

Живые береговые линии и экологическая реставрация

Более устойчивой альтернативой является использование «живых береговых линий», которые включают растительность, устричные рифы и биоинженерные структуры для стабилизации осадка. Эти подходы предлагают преимущества ослабления волн, создания среды обитания и хранения углерода. Например, Управление по охране и восстановлению прибрежных районов Луизианы возглавляет одну из крупнейших в мире программ по восстановлению окружающей среды, включая отводы осадков, которые перенаправляют воду реки Миссисипи и осадок для восстановления болот в бассейнах Баратарии и Бретона. Аналогичные проекты в меньшем масштабе осуществляются в Техасе и Флориде. Живые береговые линии, как правило, более экономически эффективны в долгосрочной перспективе и адаптируются к изменяющимся условиям.