مستقبل هندسة النظم الإيكولوجية في مكافحة تغير المناخ المستوى

Mangrove Migration and Adaptation Pathways

(أ) إذا كانت هذه المبيدات تُنقّف من المياه، فإنَّها تُنقّض من المياه البرية، حيث تُقدّم مياهاً برية، كما أنَّها تُقدِّم مهابط مائية، كما أنَّ هندسة النظم الإيكولوجية يمكن أن تُيسِّر الهجرة بإزالة الحواجز، أو إنشاء قنوات اصطناعية لتشجيع تدفق المد والجزر، أو حتى نقل أشجار المانغروف إلى مناطق أعلى.

الشعاب المرجانية وأوريستر كقطعة مياه

وتشغل الشعاب المرجانية والشعاب المحارية مياهاً مائية مغطأة تقلل من طاقة الموجات قبل أن تصل إلى الشاطئ، كما أنها تنمو رأساً على مر الزمن، كما يمكن أن تنمو المرجانيات ذات الصلة بالصحة العامة من 1 إلى 15 مم سنوياً، ويمكن للشعاب المحار أن تتراكم بمعدلات مماثلة تساعدها على مواكبة الارتفاع في مستوى البحر، كما أن إعادة بناء هذه النظم الإيكولوجية الشعابية هو شكل من أشكال النظم الإيكولوجية.

ترميم الشعاب المرجانية: من التجزؤات إلى الهياكل الهندسية

وتشمل إعادة الطقوس التقليدية زرع شظايا المرجان في هياكل هيكلية أو مصطنعة ميتة، وتستخدم الابتكارات الحديثة " دور الحضانة " في زراعة أعداد كبيرة من النماذج الجينية، ثم زرعها في إطارات فولاذية أو وحدات سماوية ذات طابع ثلاثي الأبعاد، وهي نماذج مصممة لتخفيف تعقيدات الحمض الطبيعي.

Oyster Reefs: Natural Wave Attenuation and Sediment Retention

وقد استخدمت الشعاب المرجانية بصورة متزايدة في مصب مغري لأنها أقل حساسية من ارتفاع الحرارة وتوفر تصعيدا في الموجات السريعة، حيث يمكن لمحار واحد أن يرشّح ما يصل إلى ٥٠ غالون من المياه في اليوم، ويحسن الوضوح ويعزز النمو في المراسيم البحرية، ويشتت الهيكل الرأسي لثلاثة أزهار المحار من الطاقة الموجية ويستقر من خلال الترسبات العمودية.

النُهج الصلبة والمختلطة: الجدران البحرية، الشعاب المرجانية، وخطوط الحشود الحية

وفي كثير من السواحل الحضرية، لا يمكن لهندسة النظم الإيكولوجية وحدها أن توفر الحماية الكافية؛ ولا تزال هناك حاجة إلى هياكل صلبة، ويتمثل التحدي في تصميم هذه الهياكل بحيث تعمل في إطار موائل طبيعية بدلا من تدميرها، مما أدى إلى اتباع نهج " مختلطة " تجمع بين التسلح التقليدي والهندسة الإيكولوجية.

حدود الجدران البحرية التقليدية والتنشيطات

إن الجدران البحرية وعمليات إعادة الترميم الخرسانية فعالة في وقف التآكل ووقف موجات العواصف، ولكنها تأتي بتكاليف إيكولوجية، وهي تعكس طاقة الموجات، وتربط الرواسب في قاعدتها، وتدمر في كثير من الأحيان الأراضي الرطبة المتاخمة أو قاعات المياه البحرية، كما أنها تعرقل هجرة الموائل إلى الأراضي، وتزيد من حدة التصاميم الساحلية.

الشعاب المرجانية وقطع المياه الجوفية

ويمكن أن تُصنع مياه الكسر المغمورة )الشعاب المرجانية( من " كرات الشعاب " أو حاويات الرمل المسروقة الجيوتسي، أو المواد المعاد استخدامها مثل السفن وسواحل السكك الحديدية، وعند وضعها استراتيجيا، فإنها تخفض الطاقة الموجية إلى الشاطئ دون إعاقة الآراء أو تبادل المياه، كما أنها توفر غطاءا للأعضاء التناسلية مثل الشواحي، وتآكل الطينات، وتعزز نوعية المحار.

نهج الشواطئ الحية

ويدمج الشواطئ الحية الغطاء النباتي مع عنصر هيكلي منخفض مثل اصبع الماء الممزق أو قطع الأشجار أو قذائف المحار لتثبيت المصرف مع السماح بالديناميات الطبيعية، ويوضع الهيكل على مستوى منخفض لاستيعاب الطاقة الموجية، بينما يزرع الأدغال أو المانغروف في المناطق الساحلية الأصلية فوقها، ويضع في فخه الرسوبية ويبني تدريجياً الزوال.

التحديات المستقبلية الملاحية

وعلى الرغم من الوعد الذي قطعته هندسة النظم الإيكولوجية، يجب التصدي للعديد من التحديات قبل نشرها على نطاقات كافية لمواجهة ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي، وتشمل هذه التحديات القيود قيود الإمداد بالرواسب، والتغذية المرتدة الإيكولوجية، والصراعات المتعلقة باستخدام الأراضي، والحاجة إلى الرصد والإدارة التكييفية على المدى الطويل.

إمدادات الرواسب وبدل الإقامة

إن العديد من الأراضي الرطبة الساحلية قد تم بالفعل ترسبها بسبب تضليل الأنهار وتوجيهها، وعلى سبيل المثال، فإن حمولة مياه نهر ميسيسيبي قد انخفضت بنسبة 50 في المائة منذ الخمسينات نتيجة لصافي السدود، وفي هذه الظروف، لا يمكن أن تؤدي هندسة النظم الإيكولوجية القوية إلى استحقاق رأسي دون اصطناع الرواسب الاصطناعية، وهذا أمر مكلف وكثيف في استخدام الطاقة.

Climate Feedbacks and Thresholds

فالنظم الإيكولوجية نفسها معرضة لتغير المناخ، إذ يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى دفع أشجار المانغروف، بل تزيد أيضاً من تواتر أحداث التجميد التي تقتلها، وتبطئ تحمض المحيطات نمو المحار والفلاح، ويمكن للعواصف القوية أن تمزق الغطاء النباتي المزروع قبل أن تُثبت، وهناك خطر حقيقي بأن تنهار النظم الإيكولوجية المستعادة بعد بضعة عقود إذا تسارع تغير المناخ إلى ما يتجاوز التوقعات.

النزاعات المتعلقة باستخدام الأراضي و " السكك الحديدية "

وفي المناطق الساحلية الكثيفة السكان، فإن مساحة استعادة النظام الإيكولوجي محدودة، فالجداول البحرية والتنمية تمنع الهجرة الطبيعية للأراضي الرطبة والغابات المنغروفية، وبدون هذه الهجرة، ستغرق النظم الإيكولوجية، ويستلزم حل هذه " السقفية " اتخاذ قرارات صعبة بشأن استخدام الأراضي: شراء الممتلكات الضعيفة، وإنشاء مناطق معتكفة مدارة، أو السماح بالتنازل الدوري للمناطق المنخفضة الحجم.

السياسات والتمويل

فالحلول القائمة على الطبيعة تفتقر في كثير من الأحيان إلى التمويل المخصص مقارنة بالهياكل الأساسية الصعبة، غير أن الاعتراف المتزايد بفوائدها المشتركة - الكربون، وتعزيز مصائد الأسماك، والترفيه - هكذا أدى إلى آليات تمويل جديدة، ومع ذلك فإن أرصدة الكربون الزرقاء، التي تباع في أسواق الكربون الطوعية، يمكن أن تدر إيرادات لمشاريع إعادة الإنتاج.

Innovations and Research: Building Smarter Ecosystems

وتعجل التكنولوجيا القدرة على تصميم ورصد وتكييف مشاريع هندسة النظم الإيكولوجية، إذ أن الاستشعار عن بعد - بما في ذلك الرادار ذي الفتحة الاصطناعية، وأجهزة التصوير المتعددة الأطياف التي لا تُستعان بها، تضعف العلماء في ضوء التغيرات التي تطرأ على ارتفاع الخرائط، وصحة النباتات، وديناميات الرواسب على المناطق الكبيرة، ويمكن لتحليل الحمض النووي البيئي أن يكشف وجود أنواع رئيسية في نماذج إعادة تصميمات المياه، مما يتيح فرصة تكييفا للتنوعا للتنبؤات التنوع البيولوجي.

3D Printing and Bio-Engineering

ويجري تطوير مضارب فرعية مبتكرة لتسريع النمو الطبيعي.

المشاركة المجتمعية والسياسية: البعد الإنساني

ولا يحدث هندسة النظم الإيكولوجية في فراغ، بل يتطلب تعاون أصحاب الأراضي والصيادين والسياح والحكومات المحلية، وتستثمر المشاريع الناجحة بشكل كبير في أنشطة التوعية العامة والتخطيط التشاركي، وفي دلتا ميكونغ، تبين المشاريع التي تعيد زراعة المانغروف إلى جانب مزارع الروبيان أن هندسة النظم الإيكولوجية يمكن أن توفر حماية اقتصادية - عواصف الطيور، وترميم المياه - التي تقابل مناطق التكيُّف المرئية.

الخلاصة: نهج حمولة من الموانئ للسواحل المتوطنة

ولا يمكن لأي حل بمفرده أن يحل التحدي المتمثل في ارتفاع مستوى سطح البحر، فهندسة النظم الإيكولوجية ليست حلاً للحلول: فهي لا تستطيع حماية كل خط ساحلي، بل تحتاج إلى حيز ورواسب، ويجب أن تتكيف مع تغير المناخ، ولكن عندما تكون مدمجة مع تدابير أخرى، ومع تراجع استراتيجي محسن في الزوابق، وهياكل هجينة، ودينات رمادية للأصول الحيوية، فهي توفر مجموعة أدوات متجانسة وفعالة من حيث التكلفة.