kunstmatige riffen zijn een van de vele instrumenten die door zeebeschermers worden gebruikt om koraalriffen over de hele wereld te herstellen, ze zijn gemaakt van een verscheidenheid aan natuurlijke of synthetische materialen en komen in een oneindig aantal vormen en stijlen. Het doel van deze kunstmatige riffen is over het algemeen om een stabiel groeigebied voor koralen, en habitat voor vissen en alle andere organismen die je zou vinden op een natuurlijk rif. Door de jaren heen, hebben kunstmatige riffen veel lof van degenen die met hen hebben gewerkt, maar veel kritiek van wetenschappers die het zien als werken aan de symptomen en niet de problemen waarmee koraalriffen worden geconfronteerd. Bij het nieuwe Heaven Reef Conservation Program werken we al meer dan tien jaar met kunstmatige riffen.in dit artikel gaan we de geschiedenis van kunstmatige riffen verkennen en vervolgens kijken naar enkele van de methoden die we het meest of het minst succesvol vonden.
een beetje achtergrond
inheemse culturen in de Indo-Pacific zijn bekend dat ze bamboe-en palmbladstructuren gebruiken om vissen aan te trekken, ook wel fish aggregation devices of FAD ‘ s genoemd. Het is niet bekend hoe lang deze praktijk al aan de gang is, maar het is veilig om te zeggen dat het minstens enkele duizenden jaren oud is. In diezelfde traditie werden veel van de eerste kunstmatige riffen ontworpen als FAD ‘ s of voor het vergroten van de beschikbare vishabitat. In tegenstelling tot veel moderne kunstmatige riffen, waren deze eerste kunstmatige riffen niet bedoeld om de groei van deze ecosystemen aan te moedigen, maar in plaats daarvan werden ze gebruikt als een hulpmiddel om ons te helpen meer ervan te oogsten. Een boek geschreven door John Holbrook in 1860 is een van de vroegste publicaties over het ontwerpen en gebruiken van kunstmatige riffen om vis aan te trekken in een gebied dat werd beschadigd door on-land ontwikkeling. We gaan ons echter meer richten op de kunstmatige riffen voor het herstel van koraal, in plaats van die in gematigde klimaten of gebruikt om de vangstcijfers van vis te verhogen.Veel mensen schrijven Charles Darwin toe als de eerste rif restaurationist, toen hij losgeraakte koralen aan bamboestokken bevestigde en opmerkte dat ze konden overleven, in tegenstelling tot de koralen die in het zand bleven rollen. Hoewel het geen zeer effectief kunstmatig rif is (bamboe zal sneller afbreken in water dan het koraal het zelf kan vastzetten), is het een goed voorbeeld van hoe kunstmatige riffen kunnen worden gebruikt om een veilige en stabiele groeiomgeving voor koralen te bieden. Hoewel interessant, waren het waarschijnlijk duikers die gezonken wrakken bezochten die voor het eerst echt opmerkten hoe kunstmatige substraten kunnen worden getransformeerd in bloeiende natuurlijke koraalrifomgevingen. Vanuit die wortels ontstond het idee dat we de snelheid van opvolging en herstel van ecosystemen konden verbeteren nadat ze beschadigd waren door de structuur te bieden die koralen en sponzen nodig hebben, en de habitat voor de vissen en ongewervelde dieren die allemaal een rol spelen in het gezond en functionerend houden van het ecosysteem.
in het begin, toen kunstmatige riffen voor het eerst werden gebruikt voor het herstel van koraalecosystemen in de jaren 1970-1980, waren veel van de tot zinken gebrachte structuren die direct beschikbaar waren, zoals oude boten, ontmantelde militaire schepen, treinwagons, voertuigen, enz. Veel van deze werkte goed, als ze stabiel, niet-toxisch, en structureel divers. Helaas zagen anderen tegelijkertijd kunstmatige riffen als een manier om afval te verwijderen zonder de vereiste kosten te betalen en zelfs erkenning te krijgen als een verantwoordelijk bedrijf. Dergelijke voorbeelden omvatten het mengen van droog industrieel afval of as in beton, het dumpen van miljoenen banden in het zand, en het gebruik van bouwafval in plaatsen als Singapore. Deze latere voorbeelden zetten het gebied van kunstmatige riffen vele jaren terug, en worden nog steeds gebruikt door wetenschappers om te pleiten tegen hun toepasbaarheid in de bescherming van mariene hulpbronnen.
gelukkig voor riffen erkennen de meeste natuurbeschermers echter dat deze slechte voorbeelden slechts deel uitmaken van de leercurve, en dat er sinds die dagen veel is gebeurd. Tegenwoordig worden de meeste kunstmatige riffen doelbewust ontworpen en ingezet met behulp van duurzame en niet-toxische materialen die een hoge mate van oppervlakte-en structurele diversiteit bieden. Vandaag de dag erkennen we over het algemeen verschillende hoofddoelen voor kunstmatige riffen:
- vervang de structuur en habitatdiversiteit op plaatsen waar deze verloren is gegaan (door baggerwerkzaamheden, ontwikkeling, stormen, bleken, enz.)
- vergroting van de grootte van riffen of beschikbare structuur om de lokale mariene hulpbronnen te verbeteren en de biodiversiteit te verbeteren
- Creëer kunstmatige duik – / snorkellocaties om de toeristische druk op natuurlijke riffen te verlichten
- Creëer aantrekkelijke of op kunst geïnspireerde riffen om het bewustzijn te vergroten en rifkwesties aan het grote publiek te communiceren
het is belangrijk te erkennen dat kunstmatige riffen alleen werken in gebieden waar de waterkwaliteit nog steeds bevorderlijk is voor koraalgroei. Kunstmatige riffen zijn een geweldig hulpmiddel voor beheerders van mariene hulpbronnen, maar het is slechts één hulpmiddel op onze belt. Het moet worden gebruikt in combinatie met een breed scala aan andere acties, zoals het vaststellen van regels en voorschriften, het verminderen van lokale land-en zeebedreigingen, het verminderen van overbevissing/overgebruik, en andere mitigatie-of beschermingsmethoden om een effectief en holistisch herstelprogramma voor koraalriffen te creëren.
wat niet werkt
er zijn vele factoren die van een kunstmatig rif een succes of mislukking kunnen maken, en zelfs dezelfde technieken en materialen kunnen in sommige situaties goed werken en niet in andere. Een volledige beschrijving van de materialen, technieken, en omgevingsfactoren te overwegen is veel meer dan kan passen in een artikel, dat is een deel van de reden waarom we bieden uitgebreide cursussen over het onderwerp. Echter, hieronder zijn enkele van de technieken die wij of anderen hebben geprobeerd die hebben gefaald, en een beetje over waarom. Ondanks dat het niet werkt, zien we wel dat mensen dezelfde fouten de hele tijd herhalen terwijl ze ‘proberen het wiel opnieuw uit te vinden’, dus dit is een belangrijke plek om te beginnen.
1. Afval en potentieel toxische materialen
het moet een gegeven zijn, maar we zien dit nog steeds aan de gang. Afvalmaterialen zijn zelden goed voor de bouw van riffen omdat ze meestal te klein zijn en niet stabiel voor organismen om erop te groeien. Zij lekken vaak giftige chemische producten uit of verstrekken niet de microstructuur van het oppervlak die nodig is voor organismen om zich aan te sluiten. Het beroemdste voorbeeld hiervan is het Osborn reef gebouwd in Florida in de vroege jaren 1970, waar ongeveer 2 miljoen oude banden op de zeebodem werden gedumpt. 30 jaar later, studies toonden aan dat er bijna geen vissen in het gebied leefden, de banden uitspoelden giftige chemicaliën, en met elke storm bewogen ze over de hele zeebodem (sommige werden gevonden aangespoeld zo ver weg als North Carolina). In de jaren tachtig werden ook identieke projecten uitgevoerd in Indonesië, de Filippijnen en Australië
het huidige equivalent van deze bandenprojecten wordt waarschijnlijk het best geïllustreerd door projecten waarbij gebruik wordt gemaakt van PVC of kunststoffen. In heel Azië sponsoren PVC-pijpbedrijven vaak deze projecten, wat bijdraagt aan hun populariteit. Echter, keer op keer worden deze zogenaamde kunstmatige riffen gevonden om te bewegen of om te keren in zelfs lichte stormen, breken uit elkaar, en uiteindelijk beginnen te degraderen en het vrijkomen van giftige chemicaliën. Bovendien heeft blauw en groen PVC een glad oppervlak waar koralen niet snel aan zullen trekken of hechten, waardoor het nooit op een natuurlijk rif lijkt. Een ander voorbeeld was een studie van Dr. Laurie Raymundo in Guam naar aanleiding van de blast fishing, waarin PVC gaas werd aangelegd op het vernietigde rif en getransplanteerd met koraal. Resultaten zag er veelbelovend uit op het eerste, maar op de 2010 APCRS Dr. Raymundo toonde foto ‘ s van het gebied, er waren geen koralen aangehecht en voor het grootste deel maakte het gaas een puinhoop van het gebied en werd later verwijderd.
2. Kleine / onbeveiligde structuren
het belangrijkste doel van kunstmatige riffen is het creëren van een solide structuur, maar dat doel lijkt verloren te gaan in sommige kunstmatige rifprojecten. Het klassieke voorbeeld hiervan is het gebruik van bouwblokken (aka breeze of sintelblokken), die letterlijk zijn ontworpen om lichtgewicht te zijn en gemakkelijk in tweeën te breken. Ondanks deze attributen, het feit dat ze zijn goedkoop en gemakkelijk beschikbaar overal in de wereld heeft ze populair gemaakt, zij het grotendeels mislukte techniek. Over het algemeen worden deze gebruikt tijdens zeer grote overheids-of bedrijfsprojecten, met behulp van vrijwilligers die gaten in de blokken boren en vervolgens epoxy koraalfragmenten in de gaten boren. Duikers leggen ze dan in ‘matten’ op het rif of zandgebieden. Ze zien er geweldig uit in de eerste paar sets foto ‘ s, maar na de eerste kleine storm of moesson seizoen zijn ze over het algemeen verspreid over de Rif rand of gedeeltelijk begraven in zand, met weinig tot geen van de koraal fragmenten nog in leven. Er zijn een aantal zeer creatieve en uitgebreide pogingen geweest om grotere eenheden uit de blokken op te sluiten of te creëren met behulp van touwen of wapening, maar het oude axioma van ‘garbage in, garbage out’ geldt meestal.
hoewel dit verre van een uitgebreide lijst is, zijn dit enkele van de meest populaire manieren die mensen helaas hebben opgezet om te falen. Maar denk niet dat falen alomtegenwoordig is bij kunstmatige rifprojecten, want elk jaar komen er nieuwe en opwindende technieken, materialen en ontwerpen uit die hun toepasbaarheid bewijzen.
Dus, Wat Werkt?
zoals je waarschijnlijk al hebt verzameld, is een ideaal kunstmatig rif:
- Stabiel in normale tot grote stormen
- Gemaakt van duurzame, stevige, niet-giftige materialen
- Ontworpen om een hoge oppervlakte complexiteit (structuur) voor de werving van de koralen, sponzen en andere organismen
- Ontworpen om een hoge mate van structurele complexiteit voor de vissen en andere dieren
- Ontworpen om ofwel opgaan in de natuurlijke rif, of worden ontworpen om op te vallen en het overbrengen van een boodschap (beelden en kunst)
Nogmaals, overwegingen, zoals de diepte, de plaatsing, de boot navigatie, enz. worden hier niet besproken, maar zijn van vitaal belang voor succes. Hieronder zullen we kijken naar enkele voorbeelden van kunstmatige riffen waar we vaak mee werken en commentaar geven op waarom we deze technieken leuk vinden, zelfs als ze niet aan alle 5 van de bovenstaande criteria voldoen.
1. Wrakken en andere grote staalconstructies
metalen scheepswrakken zijn enkele van de oudste en best ontwikkelde kunstmatige riffen, zelfs als er geen rustplaats was gepland. Oorlogsschepen uit de eerste en Tweede Wereldoorlog bieden enkele van de meest verbluffende voorbeelden van hoe de oceaan door de mens gemaakte structuren kan claimen en een levend ecosysteem kan creëren uit een vreemd object. In sommige gevallen, oude wrakken zijn zo bedekt met koralen en zeeleven dat ze alleen zijn geïdentificeerd door middel van geavanceerde technologieën zoals LIDAR, of per ongeluk tijdens het boren of baggerwerkzaamheden.Koraalriforganismen groeien goed op staalconstructies, ondanks de bezorgdheid van sommigen dat ijzer en andere beperkende nutriënten de groei van algen of bacteriën zullen bevorderen. Hoewel het gebruik van materialen van de gelegenheid, doelbewust gezonken wrakken vereisen echter milieu-en veiligheid voorbereidingen voordat ze worden ingezet. Naast wrakken, maar langs dezelfde lijnen, is het gebruik van afgedankte olieplatforms als kunstmatige riffen, op voorwaarde dat de juiste voorbereidingen voor het milieu eerst worden voltooid, deze structuren kunnen verbazingwekkende ‘eilanden van biodiversiteit’ in anders kale zeegezichten.Er zij echter op gewezen dat het gebruik van gemengde metaallegeringen veel minder effectief is dan staalconstructies. Door de effecten van elektrolytische degradatie die optreedt tussen verschillende metalen wanneer geplaatst in een zoutwateroplossing, items zoals auto ‘ s, helikopters, of vliegtuigen zullen degraderen en Uit elkaar in slechts een paar korte maanden.
2.Betonconstructies
beton is om vele redenen het favoriete materiaal om te gebruiken voor de meeste rifbeheerders. Ten eerste is het een materiaal dat zeer dicht in samenstelling aan natuurlijke koraalkalksteen, en ook het is sterk, zwaar, goedkoop, en gemakkelijk beschikbaar over de hele wereld. Beton kan worden gemaakt in bijna elke vorm of grootte, en duurt een lange tijd onder de oceaan. Sommige critici beweren dat sporenmetalen gevonden in beton (aka Portland cement) zal leiden tot koraalziekte, maar dit is nooit gerealiseerd in de oceaan, en in onze ervaring, koralen gedijen op deze structuren. Het belangrijkste nadeel van het gebruik van beton is dat structuren snel te zwaar kunnen worden om in te zetten met behulp van de beperkte middelen die de meeste kleine rifmanagers beschikbaar hebben. Enkele van onze grootste concrete projecten (dwz drijfvermogen wereld, Mini vierkant, de Dmcr kubussen, enz.) zijn alleen mogelijk geweest als gevolg van partnerschappen met de overheid, die ons toegang heeft gegeven tot grote schepen.
3. Modulaire eenheden gemaakt van staalbeton, Cement of glas
sommige van onze favoriete structuren zijn kleinere eenheden die gemakkelijk worden ingezet (licht genoeg om door vrijwilligers naar een boot te worden gedragen) en vervolgens onder water worden geassembleerd tot grotere structuren. Suan Olan is een van onze beste voorbeelden van dit, waar we sommige structuren gemaakt van geprefabriceerde betonnen onderdelen geassembleerd tot interessante en soms interactieve structuren. We hebben ook veel van onze flessen daar, dat is een van onze meest succesvolle technieken tot nu toe. De units bestaan uit een betonnen voet, waarin glazen flessen worden geplaatst en worden de veiligheid punt voor koralen. De eenheden zijn in het zand gezonken om te voorkomen dat ze bewegen. Tot slot hebben we er veel van onze metalen structuren die zijn gemaakt van wapening. Mits deze structuren worden gehouden klein, stijf, en goed gelast dan doen ze echt goed. Ze bieden een gemakkelijke plaats om koralen te bevestigen, hebben de neiging om golven door hen te laten passeren om kantelen te voorkomen, en duren ongeveer 8-10 jaar onder water. Zodra ze instorten, zijn ze meestal zo bedekt met koraal dat dingen gewoon blijven groeien als normaal.
4. Mineral Accretion devices
waarschijnlijk de meest opwindende methode van kunstmatige rif constructie is het gebruik van minerale accretion devices, of geëlektrificeerde kunstmatige riffen (traditioneel bekend als Biorock™). Deze beginnen net als onze modulaire metalen constructies gemaakt van wapening, maar eenmaal in het water laagspanning elektriciteit wordt doorgegeven door de structuur. Dit creëert een effect dat bekend staat als elektrolyse, die kathodische bescherming biedt aan de structuur (voorkomt dat het roesten of corroderen), en bovendien zorgt ervoor dat mineralen uit het zeewater neerslaan en verzamelen op het metaal. Deze actie creëert een gunstig klimaat voor de groei van koralen en andere calciumcarbonaat afscheidende organismen, die de neiging hebben om veel sneller te groeien op deze structuren (tot 3-5 keer) en beter te overleven door verstoringen zoals temperatuur geïnduceerde bleken. Traditioneel zijn deze units erg duur en vereist een hoge hoeveelheid onderhoud en expertise. We werken echter samen met onze partner CoralAid om deze technologie te moderniseren en een revolutie teweeg te brengen, zodat meer rifmanagers er gebruik van kunnen maken.
de laatste jaren worden steeds interessantere of nieuwe methoden ontwikkeld, waarvan sommige veelbelovend zijn. Deze omvatten het gebruik van 3D-printers om structuren te creëren met een exponentieel grotere oppervlakte-en structurele diversiteit die met traditionele middelen kan worden bereikt, en het toenemende gebruik van kunst en beeldhouwkunst om meer bewustzijn te wekken bij de lichten van de oceaan. Al jaren worden kunstmatige riffen gezien als mis-gerichte inspanningen of ‘hersenloze bemoeienis.’En er zijn veel voorbeelden van waar mensen zijn gegaan voor de aantrekkelijke en media-savvy route van het bouwen van kunstmatige riffen zonder zich te richten op het daadwerkelijk oplossen van de problemen in hun omgeving. Dergelijke inspanningen zullen altijd mislukken. Meer en meer gegevens en anekdotisch bewijs tonen echter aan dat kunstmatige riffen deel kunnen en moeten uitmaken van een integratief en holistisch rifbeheerprogramma.