konstgjorda rev är ett av de många verktyg som används av marina naturvårdare för att återställa korallrev runt om i världen, de är gjorda av en mängd olika naturliga eller syntetiska material och finns i ett oändligt antal former och stilar. Målet med dessa konstgjorda rev är i allmänhet att ge ett stabilt växande område för koraller och livsmiljö för fiskar och alla andra organismer som du skulle hitta på ett naturligt rev. Under åren har konstgjorda rev mycket beröm från dem som har arbetat med dem, men mycket kritik från forskare som ser det som att arbeta med symtomen och inte de problem som möter korallrev. Vid New Heaven Reef Conservation Program har vi arbetat med konstgjorda rev i över ett decennium, och i den här artikeln kommer vi att utforska historien om konstgjorda rev och sedan titta på några av de metoder vi har funnit vara mest eller minst framgångsrika.
lite bakgrund
inhemska kulturer i hela Indo-Stilla havet har varit kända för att använda bambu-och palmbladstrukturer för att locka fisk, känd som fiskaggregeringsanordningar eller modenycker. Det är inte känt hur länge denna praxis har pågått, men det är säkert att säga att det är minst flera tusen år gammalt. I samma tradition, många av de första konstgjorda reven utformades som modenycker eller för att öka tillgängliga Fisk livsmiljö. Till skillnad från många moderna konstgjorda rev var dessa första konstgjorda rev inte avsedda att uppmuntra tillväxten av dessa ekosystem, utan användes istället som ett verktyg för att hjälpa oss att skörda mer från dem. En bok skriven av John Holbrook 1860 är en av de tidigaste publikationerna om hur man designar och använder konstgjorda rev för att locka fisk i ett område som skadades av utveckling på land. Vi kommer dock att fokusera mer på de konstgjorda reven för korallåterställning, snarare än de i tempererade klimat eller används för att öka fiskfångstgraden.
många människor tillskriver Charles Darwin med att vara den första revet restorationist, när han fäst dislodged koraller till bambu insatser och observerade att de kunde överleva, till skillnad från de som var kvar att rulla runt i sanden. Även om det inte är ett mycket effektivt konstgjort rev (bambu kommer att försämras i vatten snabbare än korallen kan låsa sig själv), är det ett bra exempel på hur konstgjorda rev kan användas för att ge en säker och stabil växande miljö för koraller. Även om det var intressant var det förmodligen dykare som besökte sjunkna vrak som först verkligen märkte hur konstgjorda substrat kan omvandlas till blomstrande naturliga korallrevmiljöer. Från dessa rötter tog tanken att vi faktiskt kunde förbättra graden av arv och återhämtning av ekosystem efter att de skadades genom att tillhandahålla den struktur som koraller och svampar behöver och livsmiljön för fisken och ryggradslösa djur som alla spelar en roll för att hålla ekosystemet friskt och fungerande.
i början, när konstgjorda rev började användas för restaurering av korallekosystem på 1970-talet-1980-talet, var många av de strukturer som sänktes de som var lättillgängliga, såsom gamla båtar, avvecklade militära fartyg, tågbilar, fordon etc. Många av dessa fungerade bra om de var stabila, giftfria och strukturellt olika. Tyvärr såg andra samtidigt konstgjorda rev som ett sätt att kassera avfall utan att betala de nödvändiga avgifterna och till och med få ett visst erkännande som ett ansvarsfullt företag. Sådana exempel inkluderar blandning av torrt industriavfall eller aska i betong, dumpning av miljoner däck i sanden och användning av byggavfall på platser som Singapore. Dessa senare exempel sätter tillbaka fältet för konstgjorda rev i många år, och används fortfarande idag av forskare för att argumentera mot deras tillämplighet för att skydda marina resurser.
lyckligtvis för rev men de flesta naturvårdare inser att de dåliga exemplen bara är en del av inlärningskurvan, och att saker har kommit långt sedan dessa dagar. Idag, istället för att bara använda material av möjligheter eller avfall, är de flesta konstgjorda rev målmedvetet utformade och utplacerade med långvariga och giftfria material som ger en hög grad av yt-och strukturell mångfald. Idag erkänner vi i allmänhet flera huvudmål för konstgjorda rev:
- Byt ut struktur och livsmiljödiversitet på platser där den har gått vilse (på grund av muddring, utveckling, stormar, blekning etc.)
- öka storleken på rev eller tillgänglig struktur för att förbättra lokala marina resurser och förbättra biologisk mångfald
- skapa konstgjorda Dyk – /snorklingsplatser för att lindra turisttrycket på naturliga rev
- skapa attraktiva eller konstinspirerade rev för att öka medvetenheten och kommunicera revfrågor till allmänheten
det är viktigt att inse att konstgjorda rev endast fungerar i områden där vattenkvaliteten fortfarande bidrar till koralltillväxt. Konstgjorda rev är ett bra verktyg för marina resursförvaltare, men det är bara ett verktyg på vårt bälte. Det måste användas tillsammans med en mängd andra åtgärder som att fastställa regler och förordningar, minska lokala land-och havsbaserade hot, minska överfiske/överanvändning och andra begränsnings-eller skyddsmetoder för att skapa ett effektivt och holistiskt restaureringsprogram för korallrev.
Vad fungerar inte
det finns många faktorer som kan göra ett konstgjort rev till framgång eller misslyckande, och även samma tekniker och material kan fungera bra i vissa situationer och inte i andra. En fullständig beskrivning av material, tekniker och miljöfaktorer att tänka på är mycket mer än vad som kan passa i en artikel, vilket är en del av anledningen till att vi erbjuder utökade kurser om ämnet. Nedan följer dock några av de tekniker vi eller andra har försökt som har misslyckats, och lite om varför. Trots att de inte fungerar ser vi människor upprepa samma misstag hela tiden medan de försöker återuppfinna hjulet, så det här är en viktig plats att börja.
1. Skräp och potentiellt giftiga material
det borde vara en given, men vi ser fortfarande detta pågår idag. Avfallsmaterial är sällan bra för att bygga rev eftersom de tenderar att vara för små och inte stabila för organismer att växa på dem. De läcker ofta giftiga kemikalier eller ger inte ytan mikrostruktur som behövs för organismer att haka fast på. Det mest kända exemplet på detta är Osborn reef som byggdes i Florida i början av 1970-talet, som såg cirka 2 miljoner gamla däck dumpade på havsbotten. 30 år senare visade studier att nästan ingen fisk bodde i området, däcken läckte ut giftiga kemikalier och med varje storm rörde de sig över havsbotten (vissa hittades tvättade i land så långt bort som North Carolina). Identiska projekt genomfördes också i Indonesien, Filippinerna och Australien på 1980-talet
dagens motsvarighet till dessa däckprojekt exemplifieras förmodligen bäst av dem som använder PVC eller plast. I hela Sydostasien sponsrar PVC-rörföretag ofta dessa projekt, vilket bidrar till deras popularitet. Men gång på gång dessa så kallade konstgjorda rev befinns röra sig eller välta i även lätta stormar, bryta isär, och så småningom börja bryta ned och släppa giftiga kemikalier. Dessutom har blå och grön PVC en slät yta som koraller inte lätt kommer att rekrytera eller fästa på, och så slutar det aldrig att se ut som ett naturligt rev. Ett annat exempel var en studie av Dr. Laurie Raymundo i Guam efter sprängfiske, där PVC-nät lades ut på det förstörda revet och transplanterades med korall. Resultaten såg lovande ut först, men vid 2010 APCRS Dr. Raymundo visade bilder av området, inga koraller hade fäst och för det mesta nätet gjorde en enda röra av området och senare bort.
2. Små / osäkrade strukturer
huvudmålet med konstgjorda rev är att skapa solid struktur, men det målet verkar gå vilse i vissa konstgjorda revprojekt. Det klassiska exemplet på detta är att använda byggstenar (aka breeze eller cinder blocks), som bokstavligen är utformade för att vara lätta och lätta att bryta i hälften. Trots dessa attribut har det faktum att de är billiga och lättillgängliga var som helst i världen gjort dem populära, om än till stor del misslyckad teknik. I allmänhet används dessa under mycket stora statliga eller företagsprojekt, med hjälp av volontärer som borrar hål i blocken och sedan epoxikoralfragment i hålen. Dykare placerar dem sedan i ’mattor’ på revet eller sandområdena. De ser bra ut under de första uppsättningarna av bilder, men efter den första lilla stormen eller monsunsäsongen kan de i allmänhet hittas utspridda över revkanten eller delvis begravd i sand, med få till ingen av korallfragmenten som fortfarande lever. Det har varit några mycket kreativa och genomarbetade försök att låsa upp eller skapa större enheter ur blocken med hjälp av rep eller armeringsjärn, men den gamla axiom av ’sopor i, sopor ut’ brukar gälla.
även om det är långt ifrån en omfattande lista, är det några av de mest populära sätten som folk tyvärr ställer sig upp för misslyckande. Men tro inte att misslyckande är allestädes närvarande bland konstgjorda revprojekt, för varje år kommer nya och spännande tekniker, material och mönster ut som bevisar deras tillämplighet.
Så, Vad Fungerar?
som du förmodligen har samlat nu är ett idealiskt konstgjort rev:
- stabil i normala till stora stormar
- Tillverkad av långvariga, fasta, giftfria material
- utformad för att ha en hög ytkomplexitet (textur) för rekrytering av koraller, svampar och andra organismer
- utformad för att ge en hög mängd strukturell komplexitet för fisk och andra djur
- utformad för att antingen smälta in i naturliga rev, eller utformas för att sticka ut och förmedla ett budskap (skulpturer och konst)
återigen överväganden som djup, placering, båtnavigering etc. diskuteras inte här, men är mycket viktiga för framgång. Nedan kommer vi att titta på några exempel på konstgjorda rev som vi ofta arbetar med och kommentera lite om varför vi gillar dessa tekniker, även om de kanske inte uppfyller alla 5 av kriterierna ovan.
1. Vrak och andra stora stålkonstruktioner
metallskeppsvrak är några av de äldsta och mest välutvecklade konstgjorda reven, även om det inte var planerat att vila. Krigsfartyg från första världskriget och II ger några av de mest fantastiska exemplen på hur havet kan göra anspråk på konstgjorda strukturer och skapa ett levande ekosystem ur ett främmande föremål. I vissa fall är gamla vrak så täckta av koraller och marint liv att de bara har identifierats genom avancerad teknik som LIDAR eller av misstag under borrning eller muddringsoperationer.
Korallrevorganismer växer bra på stålkonstruktioner, trots oro för vissa att järn och andra begränsande näringsämnen kommer att gynna alg-eller bakterietillväxt. Även om man använder material av möjligheter, kräver målmedvetet sjunkna vrak dock miljö-och säkerhetsförberedelser innan de används. Förutom vrak, men i samma riktning, är användningen av avvecklade oljeplattformar som konstgjorda rev, förutsatt att lämpliga miljöförberedelser slutförs först, dessa strukturer kan ge fantastiska ’öar av biologisk mångfald’ i annars karga havslandskap.
det bör dock noteras att användning av blandade metalllegeringar är mycket mindre effektiv än stålkonstruktioner. På grund av effekterna av elektrolytisk nedbrytning som uppstår mellan olika metaller när de placeras i en saltvattenlösning, kommer föremål som bilar, helikoptrar eller flygplan att försämras och bryta isär på bara några korta månader.
2.Betongkonstruktioner
betong är favoritmaterialet att använda för de flesta revhanterare av många skäl. För det första är det ett material som är mycket nära i komposition till naturlig korallkalksten, och det är också starkt, tungt, billigt och lättillgängligt över hela världen. Betong kan göras till nästan vilken form eller storlek som helst, och varar länge under havet. Vissa kritiker hävdar att spårmetaller som finns i betong (aka Portlandcement) kommer att orsaka korallsjukdom, men detta realiseras aldrig i havet, och enligt vår erfarenhet trivs koraller på dessa strukturer. Huvuddragen tillbaka till att använda betong är att strukturer snabbt kan bli för tunga för att distribuera med de begränsade resurser som de flesta små revhanterare har tillgängliga. Några av våra största konkreta projekt (dvs. Buoyancy World, Mini Square,Dmcr Cubes, etc.) har bara varit möjligt på grund av partnerskap med regeringen, vilket har gett oss tillgång till stora pråmar.
3. Modulära enheter av stål armeringsjärn, Cement, eller glas
några av våra favorit strukturer är mindre enheter som är lätt utplacerade (lätt nog att transporteras till en båt av frivilliga) och sedan monteras i större strukturer under vattnet. Suan Olan är ett av våra bästa exempel på detta, där vi har några strukturer gjorda av prefabricerade betongdelar monterade i intressanta och ibland interaktiva strukturer. Vi har också många av våra Flaskenheter där, vilket har varit en av våra mest framgångsrika tekniker hittills. Enheterna består av en betongbas, i vilken glasflaskor placeras och blir säkringspunkten för koraller. Enheterna sänks ner i sanden för att förhindra att de rör sig. Slutligen har vi det många av våra metallkonstruktioner som är gjorda av armeringsjärn. Förutsatt att dessa strukturer hålls små, styva och ordentligt svetsade så gör de riktigt bra. De ger en lätt plats att fästa koraller, tenderar att låta vågor passera genom dem för att förhindra att de välter och varar ca 8-10 år under vattnet. När de kollapsar är de vanligtvis så täckta av koraller att saker bara fortsätter att växa som vanligt.
4. Mineralackretionsanordningar
förmodligen den mest spännande metoden för konstgjord revkonstruktion är användningen av mineralackretionsanordningar, eller elektrifierade konstgjorda rev (traditionellt känd som biorock xhamster). Dessa börjar precis som våra modulära metallkonstruktioner gjorda av armeringsjärn, men en gång i vattnet passerar lågspänningselektricitet genom strukturen. Detta skapar en effekt som kallas elektrolys, vilket ger katodiskt skydd mot strukturen (förhindrar att den rostar eller korroderar) och får dessutom mineraler från havsvattnet att fälla ut och samlas på metallen. Denna åtgärd skapar en fördelaktig miljö för tillväxt av koraller och andra kalciumkarbonatutsöndrande organismer, som tenderar att växa mycket snabbare på dessa strukturer (upp tp 3-5 gånger) och överleva bättre genom störningar som temperaturinducerad blekning. Traditionellt har dessa enheter varit mycket dyra och krävt mycket underhåll och expertis. Vi arbetar dock tillsammans med vår partner CoralAid för att modernisera och revolutionera denna teknik så att fler revhanterare kan använda den.
under de senaste åren, mer och mer intressanta eller nya metoder material håller på att utformas, av vilka några visar en hel del löfte. Dessa inkluderar användningen av 3D-skrivare för att skapa strukturer med exponentiellt större yta och strukturell mångfald som kan uppnås genom traditionella medel, och den ökande användningen av konst och skulptur för att få mer medvetenhet om havets svårigheter. I åratal, konstgjorda rev har setts som missriktad ansträngningar eller ’ mindless inblandning. Och det finns många exempel på var folk har gått för den attraktiva och media kunniga vägen att bygga konstgjorda rev utan att fokusera på att faktiskt lösa problemen i deras område. Sådana ansträngningar kommer alltid att hamna i misslyckande. Men mer och mer data och anekdotiska bevis visar att konstgjorda rev kan och bör vara en del av ett integrerat och holistiskt revhanteringsprogram.