Table of Contents
مقدمة: ازدياد مكنسة الفلوريد
فالنظم الإيكولوجية القائمة على الفيضان تمثل بعض أكثر المناظر إنتاجية وتنوعا بيولوجيا على الأرض، وهي تُقيم في واجهة دينامية بين الأنهار والبيئات الأرضية، والمياه الدراجية، والمغذيات، بينما تدعم النظم الزراعية الفريدة من نوعها، والفيضانات، ووفرت في الماضي، كثافة في الفيضانات، وتغذية المياه الجوفية، وتواترات التربة الخصبة للزراعة.
والهدف الرئيسي لهندسة النظم الإيكولوجية في الفيضانات هو إعادة إنشاء الوظائف الطبيعية التي توفر الاستقرار والانتعاش على المدى الطويل، وهذا النهج يتجاوز مجرد الحفاظ على الموئل إلى التدخل النشط: إعادة ربط الأنهار بمواد الفيضانات، وإعادة تقديم الغطاء النباتي المحلي، وإدارة نظم الرسوبيات، وإيجاد سمات جديدة للأراضي الرطبة، وذلك عن طريق القيام بذلك، بهدف بناء ملامح طبيعية لا تقاوم الاضطرابات فحسب.
The Concept of Ecosystem Engineering in Floodplains
وتشير هندسة النظم الإيكولوجية إلى التعديل المتعمد للبيئة المادية من جانب الكائنات - بما في ذلك البشر - لخلق أو الحفاظ على موائل لا توجد خلاف ذلك، وفي سياقات الفيضانات، يقوم مهندسون بتغيير الطبوغرافيا والهيدرولوجيا، وتهيئة الظروف دون ذلك بطرق تواكب النظام الإيكولوجي بأكمله، وغالبا ما تكون الموائل هندسة كلاسيكية: تخلق أشجاراً هندسية تحافظ على الرسوبيات، والجدول المائي.
وتتوقف هندسة النظم الإيكولوجية الناجحة على معرفة عميقة بكيفية أداء الفيضانات بشكل طبيعي، وتشمل العمليات الرئيسية الفيضانات الدورية التي تُودع الرواسب الغنية بالمغذيات، ونقل الموائل الجديدة، وتبادل المياه الجوفية الذي يحافظ على تدفقات قاعدية خلال فترات الجفاف، وتحاول التدخلات الهندسية إعادة هذه العمليات إلى مستوياتها من مئات إلى آلاف الهكتارات، وقد ينطوي ذلك على إزالة أو وضع أعواد متناقضة، بل ويضعا في بناء قنوات مرامية تقليدية
ومن بين أوجه التمييز الحاسمة أن هندسة النظم الإيكولوجية لا تهدف إلى تحقيق نقطة نهاية ثابتة، بل إنها تهيئ الظروف اللازمة لتنظيم الذات الطبيعي، وعلى مر الزمن، يتطور النظام، ويمكن تعديل الهياكل الهندسية أو استعمارها أو حتى استبدالها بعمليات طبيعية، وهذه المرونة هي ما يعطي هندسة النظم الإيكولوجية قوتها في المستقبل غير المستقر، وذلك بإعادة العمل على العمليات الأساسية المتمثلة في النهب والتحات والترسيب وتكييف مستويات التعاقب.
النُهج الهندسية الرئيسية لمدى قدرة فيضانبولين على التكيف
وقد تم تنقيح عدة تقنيات هندسية محددة من خلال الممارسة والبحوث، وكل منها يتناول عنصرا مختلفا من عناصر وظيفة فيضان، ولكنه أكثر فعالية عندما يدمج في تصميم متكامل.
Reconnection of Hydrological Reconnection of Rivers to Floodplains
وقد يكون أهم تدخل في هذا المجال هو إعادة ربط النهر بقنبلة الفيضانات، إذ أن هناك عدة أنواع من النزيف في المياه التي تُنفذ في مناطق المياه التي تُستخدم فيها مياه الأمطار، أو تُستخدم فيها هذه الحواجز، أو تُستخدم فيها هذه الهياكل في إطار " مجرى مياه الأمطار " .
الأراضي الرطبة وفولودبلان بوندز
(أ) أن تكون هناك سمات مصممة لتكرار نوعية المياه، والهيدرولوجيا، ووظائف الموائل في الأراضي الرطبة الطبيعية، ويمكن بناءها في المناطق التي كانت تُزرع فيها الأراضي الرطبة في الماضي، ولكن يجري استنزافها للزراعة أو التنمية، وتُستخرج هذه النظم عادة إلى عمق يسمح بإنشاء هياكل إضافية في المياه التدفقية والتدفقية لإدارة مستويات المياه.
وبالإضافة إلى الأراضي الرطبة، يمكن إنشاء البراعم الضحلة أو " مجمعات القش " بحفر الكساد التي تملأ أثناء التدفقات العالية وتستبق المياه في فترات أكثر جفافا، وهذه السمات النثرية تدعم الأنواع المائية المتخصصة مثل الجمبري والفيوران وبعض النباتات البرية التي تتطلب التجفيف الموسمي، كما يمكن للمهندسين ربط الأعمدة والقنوات بخلق شبكات.
الهندسة الأحيائية مع النباتات والمواد الطبيعية
فالنبات أداة هندسية قوية، وتثبيت جذور النباتات وتثبيت البنوك وتستوعب الطاقة الهيدروليكية، وتخفض التآكل وتوفر الموائل، وفي عمليات استعادة الغطاء النباتي، تزرع الأشجار والأشلاء على طول ضفاف الأنهار وعبر أسطح الفيضانات، وغالبا ما تكون موائل الويلو في وادي الجذور الحية لتوليد أحواض طبيعية تبطئ المياه وثريات الفخار.
وتتمثل إحدى التقنيات الفعالة للتدفئة الأحيائية في بناء " شوارع حية " على طول هوامش فيضان، حيث يقترن نقل النباتات بالمواد القابلة للتحلل الأحيائي مثل قطع الأشجار أو المجاعة لحماية المصارف في الوقت الذي توفر فيه الموئل، وهذه الأساليب ذات قيمة خاصة في تحضر شوارب الفيضانات حيث تحد من النهوج التقليدية للجرائم.
إدارة الديناميات
كما أن الترسبات تشكل مورداً وتحدياً في شلالات الفيضانات، حيث يمكن أن يُحوّل الرواسب إلى موائل طبيعية، وقنوات التخثر، ويزيد من مخاطر الفيضانات، ولا يُذكر أن فيضان المواد التي تُستخدم في بناء التربة، بل إن هذه المواد تُستخدم في مواكبة ارتفاع مستوى سطح البحر أو في التربة، وبالتالي فإن مهندسي النظام الإيكولوجي يديرون الرواسب عن طريق تغريمه في مواقع مفيدة، أو إعادة توزيعها.
كما تستخدم الابتكارات في هندسة الرواسب سمات طبيعية مثل سد القنادس وتشويش الخشب للإبقاء على الرواسب في أعلى المجرى، مما يرفع مستوى ارتفاع فيضان القلاقل بمرور الوقت، وهذه الفلسفة " الماء المنخفض " تقلل من ذروة الفيضانات وتزيد من تغذية المياه الجوفية، ومن خلال التخفيف من نظام نقل الرواسب الطبيعية، يعيد المهندسون الأساس المادي الذي يدعم حياة كل من الفيضانات.
المزايا القابلة للقياس للنظم الإيكولوجية والمجتمعات المحلية
إن فوائد هندسة النظم الإيكولوجية في الفيضانات موثقة جيدا عبر أبعاد متعددة، ومن الناحية الإيكولوجية، فإن فيضانات التربة المستعادة تستضيف أنواعاً أعلى من الثروة السمكية، والطيور، والآفات، وسكان اللافقاريات، ومن ذلك مثلاً أن الفيضان الذي يعاد ربطه على امتداد نهر كوسومنز في كاليفورنيا شهد زيادة كبيرة في الأسماك المحلية التي ترتفع فيها كميات الفيضان وترتفع فيها نسبة الفيضانات إلى 90 في المائة.
كما أن المجتمعات المحلية تكتسب قيمة اقتصادية واجتماعية، وتخلق الفيضانات المستردة فرصاً استجمامية لصيد الأسماك، وغسل الطيور، والسياحة الإيكولوجية، وتوفر أماكن طبيعية خضراء تحسن الصحة العقلية ونوعية الحياة في المناطق الحضرية، كما أن استعادة الفيضانات يمكن أن تزيد قيم الملكية المتاخمة للمناظر الطبيعية المستعادة، وأن تخفض تكاليف البنية التحتية عن طريق الاستعاضة عن صيانة الليفية بالعوامل الدفاعية، وتزيد القدرة على مواجهة الكوارث بسبب الضغوط التي تُخضِضِض في المياه(21).
التحديات وأوجه القصور في التنفيذ
ورغم الفوائد الواضحة، فإن هندسة النظم الإيكولوجية في قوارير الفيضانات تواجه عقبات كبيرة، وربما يكون أكبر تحدٍ هو الصراع في استخدام الأراضي، وغالبا ما تكون خامات الفيضان أرض زراعية، أو متطورة بدرجة كبيرة، أو تحتوي على هياكل أساسية هامة مثل الطرق والمرافق، وقد يتطلب ربط الأنهار إزالة الممتلكات من نظم الإنتاج أو تغيير نظم الصرف، مما يمكن أن يلبي معارضة قوية من ملاك الأراضي والحكومات المحلية، كما أن تأمين التمويل الجذاب يشكل عائقا آخر:
ومن ثم فإن عدم اليقين بشأن النتائج الإيكولوجية يمكن أن يكون عقبة في طريقها، ففي النظم التي تحوي الهيدروغرافيات المتغيرة - حيث تغيرت السدود أو سحبات المياه توقيت وحجم مناطق الفيضانات التي تمزقها الضبابات، قد لا تستقبل الاستجابة الإيكولوجية المتوقعة، حيث أن الأنواع المتفشية تشكل مخاطر إضافية: إذ يمكن أن تخلق أنشطة البناء ظروفاً مقلقة تصلح للنباتات غير الأصلية والحيوانات.
التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية
وقد أدت مشاريع عديدة واسعة النطاق لهندسة النظم الإيكولوجية، بينما أدى تجديد نهر كيسيمفي في فلوريدا إلى تضخم أكبر مبادرات العالم، كما أدى تمركز النهر في الستينات من أجل السيطرة على الفيضانات إلى تدمير الأراضي الرطبة في منطقة البحر، وبدءاً من التسعينات، قام مهندسون بتقويم 22 ميلاً من القناة، ووصلوا النهر إلى مساره التاريخي المؤدي إلى تآكل المياه، وفيضانها.
وعلى نطاق أصغر، قامت مشاريع فيضان حضري مثل تلك التي تُنفذ على امتداد نهر برونكس في مدينة نيويورك بإزالة قنوات ملموسة واستعادت البنوك النباتية، وخلق حيز للمتنزهات للمجتمعات المحلية المحيطة، وكثيرا ما تتضمن هذه المشاريع مشاركة المجتمعات المحلية، مثل أيام زراعة المتطوعين والعلامات التعليمية، التي تبني الدعم المحلي والإدارة الطويلة الأجل، ومع ذلك، فإن تنوع هذه الحالات يؤكد أن هندسة النظم الإيكولوجية لا تشكل نهجا ذا طابع قياسي واحد يجب أن يصمم على جميع الأنواع.
الاتجاهات المستقبلية في الهندسة الإيكولوجية
وتتطلع إلى المستقبل، وستستمر تقنيات هندسة النظم الإيكولوجية في التطور، ومن بين الحدود الواعدة إدماج أجهزة الاستشعار الذكية المستخدمة للتكنولوجيا، والاستشعار عن بعد، والبيانات التي تُتاح في الوقت الحقيقي لإدارة البوابات، والتحويلات، ومستويات المياه، على نحو متكيف، مثلاً، يمكن فتح بوابات الفيضانات الآلية على أساس توقعات مرحلتها المائية لإطلاق المياه على الأراضي الرطبة، مما يؤدي إلى زيادة الفوائد الإيكولوجية إلى الحد الأدنى من مخاطر الفيضانات.
كما أن البحوث تدرس القدرة الوراثية لسكان مزارع فيضان، حيث يمكن للمهندسين، باستخدام البذور والمخزون من عدد أكبر من السكان الذين يعانون من تغير المناخ، أن يعززوا قدرة المزارع على البقاء في الأجل الطويل، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توفر أسواق ائتمانات الكربون مسارات تمويل جديدة لإعادة زراعة فيضانات، كما أن المشاريع التي تظهر عزل الكربون في التربة الرطبة يمكن أن تولد إيرادات وتجتذب الاستثمارات الخاصة.
خاتمة
إن هندسة النظم الإيكولوجية توفر استراتيجية قوية قائمة على الطبيعة لعكس اتجاه تدهور النظم الإيكولوجية فيضانات الفيضانات وبناء القدرة على التكيف مع مستقبل غير مؤكد، إذ أن إعادة ربط الأنهار، وخلق الأراضي الرطبة، واستخدام الغطاء النباتي للاستقرار المصرفي، وإدارة ديناميات الرواسب، لا يمكن للممارسين أن يستعيدوا الوظائف الطبيعية التي توفر التنوع البيولوجي، وحماية الفيضانات، وتحسين نوعية المياه، والتكيف مع المناخ، وتؤكد الأدلة المستمدة من عشرات من المشاريع في جميع أنحاء العالم أن هذه القيود تؤدي إلى زيادة الفوائد.