نقش درخورتوجه علف دریایی در جلوگیری از فرسایش

تجربه‌ی بیشتر افراد در زمینه‌ی گیاه علف دریایی، بیش از غلغلک پاهایشان هنگام راه رفتن در آب‌های ساحلی کم‌عمق نیست. اما به‌نظر می‌رسد این گیاهان که به‌وفور در سرتاسر جهان یافت می‌شوند، قابلیت حفاظت از سواحل آسیب‌پذیر را دربرابر هجوم آب دارند.

پژوهشگران برای اولین‌بار با استفاده از آزمایش و مدل‌سازی ریاضی میزان تاثیر علفزارهای دریایی را روی مقابله با ضربات ناشی از امواج اندازه‌گیری کرده‌اند. آن‌ها در مطالعات خود شرایط مختلف علفزار و نیز شرایط اقلیمی و اقیانوسی مختلف را درنظر گرفته‌اند. حاصل کار آن‌ها اخیرا در دو مقاله در مجله‌های Coastal Engineering و Journal of Fluids and Structures منتشر شده است. در این مقاله‌ها نتایج آزمایش‌ها و نیز مزایای زیست‌محیطی این علف‌های دریایی مورد بحث قرار گرفته است. این مزیت‌ها نه‌تنها شامل پیشگیری از فرسایش سواحل و حفاظت از دیواره‌های دریایی می‌شود، بلکه موجب بهبود کیفیت آب نیز شده و در به‌دام‌انداختن کربن و کمک به مبارزه با تغییرات اقلیمی مؤثر است.

براساس برآورد مطالعات گذشته، ارزش پولی این مزایا همراه‌با خدمات شناخته‌شده‌ی دیگری مانند فراهم کردن زیستگاه ماهی‌ها و غذا برای دیگر جانوران دریایی در سرتاسر جهان حدود ۴ تریلیون دلار است. بااین‌حال، امروزه برخی از مناطق مهم مانند خلیج چساپیک نیمی از این پوشش گیاهی خود را از دست داده‌اند.

پژوهشگران با الهام‌گیری از گیاه علف دریایی معمولی (گونه‌ی Zostera marina)، ساختارهای علف مانندی طراحی کردند. آن‌ها مجموعه‌ای از این علف‌های مصنوعی را در مخزنی از آب که در آن شرایط واقعی امواج و جریان‌های آب شبیه‌سازی می‌شد، قرار دادند. در این آزمایش‌ها شرایط مختلفی نظیر آب ساکن، جریان‌های قوی و تلاطم‌های موج‌مانند آب شبیه‌سازی شد.

نتایج این آزمایش‌ها به پیش‌بینی‌هایی که قبلا بااستفاده‌از یک مدل کامپیوتری به‌دست آمده بود، اعتبار بخشید. پژوهشگران برای تجزیه‌و‌تحلیل اثر متقابل بین علف‌های دریایی و امواج تحت شرایط مختلف تنوع گیاه، طول تیغه و حرکات آب از مدل‌های فیزیکی و عددی استفاده کردند. در این مطالعه توضیح داده می‌شود که چگونه حرکت گیاهان تحت تاثیر استحکام تیغه‌های گیاه، دوره‌ و دامنه‌ی امواج قرار می‌گیرد و به پیش‌بینی دقیق‌تر اثر ممانعت‌کنندگی علفزارها دربرابر ضربات حاصل از امواج دریا کمک می‌کند.

پژوهشگران برای آزمون میزان اعتبار مدل، اثرات پیش‌بینی‌شده‌ی مدل را با یک نمونه‌ی واقعی یعنی علفزاهای سواحل جزیره‌ی اسپانیایی مالورکا مورد مقایسه قرار دادند. طبق پژوهش‌های انجام‌شده، علفزارهای دریایی این منطقه قدرت امواج را تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهند. با استفاده از اندازه‌گیری‌های مورفولوژیک علفزار و سرعت امواج که در یک مطالعه‌ی دیگر به‌دست آمده بود، پژوهشگران مطالعه‌ی حاضر توانستند پیش‌بینی‌های مدل را تأیید کنند و مشاهدات به‌خوبی با پیش‌بینی‌ها انطباق داشتند. لی، پژوهشگر این مطالعه می‌گوید:

بااستفاده‌از این مدل می‌توان پروژه‌های احیای علفزارهای دریایی را مورد ارزیابی قرار داد. درحالی‌که اجرای برخی پروژه‌ها بسیار هزینه‌بر است، با انجام تجزیه‌و‌تحلیل شاید بتوان نشان داد که احیای یک منطقه‌ی کوچک‌تر و با صرف هزینه‌ی کمتر نیز همان سطح از حفاظت را فراهم می‌کند. حتی این تجزیه‌و‌تحلیل‌ها ممکن است نشان دهند که به‌علت خصوصیات امواج و جریان‌های موجود در یک منطقه، اجرای یک پروژه ممکن است اصلا ارزشی نداشته باشد.

علفزارهای مالورکا بسیار متراکم و یک‌دست هستند و باید در پژوهش‌های آینده پیش‌بینی‌های مدل را با شرایط حقیقی موجود در علفزارهای پراکنده‌تر نیز مورد مقایسه قرار داد. علف‌های دریایی ازطریق کاهش قدرت امواج و حفاظت دربرابر فرسایش می‌تواند ذرات معلق در آب را در بستر دریا به دام اندازند. این امر به‌طور قابل‌توجهی از رشد جلبک‌هایی که از مواد مغذی ذرات معلق تغذیه می‌کنند، جلوگیری می‌کند. جلبک‌ها با مصرف اکسیژن موجود در آب موجب مرگ حیات دریایی می‌شوند؛ فرایندی که اوتریفیکاسیون نامیده می‌شود.

بنابه‌ گفته‌ی پژوهشگران، علف‌های دریایی از دو طریق به برداشت کربن از آب کمک می‌کنند: یکی ذخیره‌ی کربن در زیست توده‌ی خودشان و دیگری گرفتن مواد ارگانیک موجود در آب. این موضوع هدف پژوهش‌های آینده است. وسعتی در حدود ۰/۴ هکتار علف‌ دریایی درمقایسه با همین میزان جنگل بارانی، سه‌برابر کربن بیشتری جذب می‌کند که نشان‌دهنده‌ی این موضوع است که علفزارهای دریایی با وجود اینکه تنها ۰/۲ منطقه را اشغال می‌کنند ولی بیش از ۱۰ درصد از کربن اقیانوس را در خود نگه‌داری می‌کنند.