在特拉华湾正在进行雄心勃勃的湿地修复项目,科学家正在利用创新方法恢复严重损坏的盐沼。该项目可能是其他地方寻求让沿海湿地更具弹性的浪潮和恶化的风暴。

站在一个10英尺的沙丘上素钩国家野生动物避难所在特拉华州湾,保护区经理Al Rizzo描述了有史以来规模最大、最复杂的湿地恢复项目之一,一项耗资3800万美元的计划,试图让4000英亩土地回归自然。

Contractors hired by the U.S. Fish and Wildlife Service dredged more than 1 million cubic yards of sand from Delaware Bay to create 2 miles of beach and barrier dune that had been washed away by a series of storms beginning in 2006 and culminating with Hurricane Sandy in 2012. To stabilize the recreated dune, workers then planted half-a-million美国滨草插头并竖立了10,000英尺的击剑。沿着海滩,鱼和野生动物的工作人员封闭管道普遍的巢穴,一个威胁的物种,只有三年前开始在避难所繁殖。

内陆,新种植Spartina Patens.- 对水平和盐度敏感的天然盐草甸草 - 从地面上戳出来,是一个健康沼泽的指标。在整个主要的挂钩湿地时,疏浚已经雕刻了25英里的渠道,试图恢复咸味和咸水的自然流动。该项目生产的60万立方码沉积物被施到了银行,创造了天然殖民的沙舱Spartina alterniflora.,另一种原生草。

科学家们表示,该项目是一个生活实验,以了解什么作用,什么不在湿地恢复。

The goal of this work is to reverse the damage created by an ill-conceived project in the 1980s that aimed to convert Prime Hook’s salt marsh into a largely freshwater impoundment system, in part to attract more ducks, geese, and other birds for hunters and birdwatchers. But what Rizzo and others see at Prime Hook is more than the resurrection of a single marsh. They see a model for restoring vital wetlands worldwide by taking design cues from nature to recreate a resilient ecosystem — an increasingly vital task as climate change threatens coastlines with rising sea levels and stronger storms.

在Prime Hook项目上工作的科学家说这是一个生活实验,以更好地了解有关的作用以及不在湿地恢复的内容。为此,他们已经开发了复杂的监视系统它记录了水流、溶解氧水平、泥沙流和其他关键的标志。目标是重建一个健康的海涂具有蜿蜒的渠道,郁郁葱葱的耐盐性草,以及吸引丰富的鱼类和鸟类动物的多样性。

“每一次修复基本上都是一个研究项目,”他说克里斯·索默菲尔德是一位特拉华大学海洋学家,他们正在跟踪沉积物流量进出避难所,是建立草地栖息地的关键。“每个网站都不同。每次我们进行恢复时,我们都会学到很多我们可以转化为更好的恢复实践。这很重要,因为我们将永远恢复湿地。“

湿地是地球上最有价值和多样化的生态系统之一。然而,由于发展,污染和气候变化的影响,他们正在消失加速率。一种主要的研究本周发布的关于生态系统破坏和生物多样性丧失的报告称,自1700年以来,世界上超过85%的湿地已经消失。188金博网注册就送188

Refuge Manager Al Rizzo看着一个种植着原生斯巴蒂纳草的地区。

Refuge Manager Al Rizzo看着一个种植着原生斯巴蒂纳草的地区。Jim Morrison / Yale E360

逆转趋势的关键因素将努力振兴退化的沼泽和保护沿海湿地的设计战略随着海平面上升。近年来已经证实的研究人员是土地管理人员已经看到了轶事:沿海湿地,在保存或恢复时,比海堤和堤岸等硬基础设施更好地减少洪水和侵蚀。他们以较低的成本做到了。在一个最近的研究,研究人员发现,每次1美元的1美元,湿地恢复提供了8美元的洪水减少福利。该研究还发现,沼泽和牡蛎礁恢复等解决方案可以帮助阻止墨西哥湾20年代超过45%的洪水损伤,仅节省超过500亿美元。

但这只是湿地价值的一部分。虽然它们涵盖全球较少的地区,而不是森林,湿地隔离碳比林地更有效。在2018年的一篇论文中,索姆菲尔德有价值的碳封存特拉华河河口的潮汐湿地为每平方公里42,000美元。研究人员指出,河口迷失了每天英亩1975年至2011年的湿地。

Prime Hook National Wildlife Refuge位于特拉华湾口中。

Prime Hook National Wildlife Refuge位于特拉华湾口中。耶鲁e360

特拉华州四分之一的地区仍然是湿地。像很多州一样,它有计划节约并恢复它们。该州也是Chesapeake湾流域协议的签字人,这些协议旨在创造或重新建立85,000英亩湿地和2025年在海湾改善了15万英亩的健康。

重建湿地的计划正在全球上获得势头。在欧洲,一个七年的项目旨在恢复湿地并沿着多瑙河连接前洪泛平原。在中国,在飙升的经济增长面前,它已经看到其湿地快速消失,一个雄心勃勃的计划已启动修复上海以北近9000英亩的湿地。在澳大利亚,新南威尔士州的政府与自然保护协会和Nari Nari部落委员会合作,启动了一项重大的修复项目210,000英亩的湿地在穆姆温谷山谷。在英格兰,沃拉斯亚岛上的一项倡议正在寻求修复超过1,600英亩的湿地,通过重建古老的泥滩和盐沼,泻湖和牧场。

国际湿地公约由168个国家签署的呼吁“湿地十年”从2021到2030年恢复和保护湿地。在美国,国家海洋和大气管理局创造了湿地恢复中心,而美国军队的工程师,长大的人工基础设施解决方案,已经开始了与自然倡议的工程。

人类破坏了主胡克保护区的水文条件,造成了一场非自然的灾难。

与大自然的工程就是Rizzo和Bart Wilson,Prime Hook的恢复项目经理,描述了他们恢复近一半的避难所的10,000英亩的方法。Prime Hook国家野生动物避难所成立于1963年,直到20世纪80年代,它仍然是一个健康的东海岸盐沼。188金宝搏亚洲体育搏彩然后,经理决定将一部分转换为淡水沼泽,其中大面积的开阔水域吸引更多的候车水禽等。潮汐门穿过小溪和运河,减少了来自特拉华湾的盐水流。淡水表面径流被允许增加。

从2006年开始的一系列风暴在避难所的沙丘中开辟了违规行为,淹没了盐水的重新设计系统,这杀死了沼泽草,并将一个健康的河岸森林内陆变成了骨骼树干的幽灵般的荒地。一条县道通过避难所到一条海滩上的房屋淹没,几乎每次高潮都淹没了。盐水悄悄进入附近的农田,使他们无用。藻类绽放和死亡的循环导致了鱼杀死。

“这是一个臭洞,”Rizzo说。随着避难水的水文弄乱的人造了一个不自然的灾难。

目前的恢复项目是由联邦政府通过飓风桑迪救灾法案资助的,涉及到一长列的州和联邦机构,以及鸭子无限保护组织、自然保护协会和特拉华州自然协会。

3800万美元的恢复计划涉及重建海滩和沙丘,并将近一半的主要钩子为10,000英亩的盐沼。

3800万美元的恢复计划涉及重建海滩和沙丘,并将近一半的主要钩子为10,000英亩的盐沼。Jim Morrison / Yale E360

里佐和威尔逊聘请了私人承包商,根据2006年泄密事件后十年间收集的数据,进行了广泛的流体力学建模。他们的目标是让自然决定他们的路线,模型说最好的方法是恢复自然水文,这样水位就会下降,重新创造沼泽。

杰夫塔尔是全球设计公司Stantec的高级沿海工程师,Stantec与他的团队一起努力。“此前尚未尝试这种建模规模,”塔巴尔说,塔巴尔曾在新英格兰的项目上致力于墨西哥湾。“意图是让这个设计过程,项目是一个可以在其他地方用于避难所,保留和恢复项目的模板。”

他们运行需要计算机计算的模型,并花了数周时间来完成,评估了12种场景。如果他们关闭了海水淹没沼泽的缺口呢?如果他们什么都不做呢?如果他们关闭了缺口在特拉华湾和避难所之间制造了一个入口呢?总的来说,该团队花了一年的时间运行、调整和重新运行模型,以产生一个设计。

“你需要了解什么是破碎的,”威尔逊说。“如果你无法理解,你可以恢复它,它将恢复回来。”

“我们的目标是让系统根据正常的沿海动态来调整自己和工作,”救助经理说。

他们发现避难所没有海拔问题;它的管道有问题。如果他们关闭沙丘上的缺口,并通过基于历史潮汐通道的避难所打开水道,水位就会下降,而不是被困在蓄水池中。沉积物会流动形成泥滩,为植被重新定居创造条件。研究人员需要知道是否有足够的盐来生长和维持盐沼。他们需要适当的水位来让米草生长。他们需要在沙丘的陆地一侧有足够的沉积物来建造一个植被平台。

“Modeling doesn’t hold every answer,” Wilson says, standing over before-and-after aerial photos of the refuge in a conference room, “but it puts you on a path using science to set you up for a good design and better success.”

恢复工作开始于2014年10月,通过建造海滩和沙丘关闭违规行为。恢复的沙丘现在近10英尺高,允许透露会消散风暴能量。在它后面,他们建造了一个砂的沙子平台,草地延伸到沼泽中。当沙丘自然地迁移内陆时,从波浪和风暴行动中滚过,它将有一个土地的地方。

一架飞机将米草属植物、小米和其他种子撒在1000多英亩的土地上。后来,工人们用手播撒更小的幼苗。一家疏浚公司通过挖掘25英里长的河道,让水像以前一样流动,创造了里佐所说的避难所的神经网络。

2015年至2017年Prime Hook一个区域在建沙丘和种植原生草后的改造。

2015年至2017年Prime Hook一个区域在建沙丘和种植原生草后的改造。

到目前为止,结果令人鼓舞。鸟类也回来了,包括各种各样的鸭子,猎人们担心它们已经永远消失了。鳗鱼、鲈鱼、螃蟹、鲈鱼、比目鱼和其他鱼类的数量都在增加。但这个项目还很年轻。索姆菲尔德表示:“就长期轨迹而言,现在下结论还为时过早。”“还需要10年的时间才能知道这些草是否生长在正确的位置,其密度是否能保持景观的稳定。”

在一个春天的午后用东风吹水中进入沼泽地,Rizzo在难民的中央动脉中拉过来。道路入口处的电子标志警告司机在恢复后洪水淹没;沼泽再次自然吸收高潮和风暴浪涌。

里佐说:“令人惊讶的是,我们的增长速度如此之快。”小圈的Spartina alterniflora.萌芽自然地点缀着黑暗的泥泞。沿着渠道,草地生长较厚。芦苇是一种非本地侵入性草,沿着斯巴达纳的边缘增长,但它被除草剂喷洒,其中几个点头持续干预。

Rizzo说:“我们的主要目标是让系统能够根据正常的海岸动态进行自我调整。”“我们现在所做的就是袖手旁观。”

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疏浚作品旨在将水的自然流浪归还进入Prime Hook避难所。
志愿工作者种植本地的米草,作为保护区恢复工作的一部分。
新创造的沙丘,最近种植着美国的海滩避难所。
生活在盐沼的梆子轨道,是返回黄金钩的鸟类之一。