俄勒冈州立大学工程学院的研究人员参与的一项研究表明,沿海沙丘上新种植的植被可能会加速极端波浪的侵蚀。

研究表明新种植的植被会加速极端风暴期间的沙丘侵蚀

作者指出,这些发现与广泛接受的范式背道而驰,即植被总是能减少沙丘的侵蚀,而沙丘是世界上最具生态重要性和经济价值的景观的第一道防线。

实验涉及建造 70 米长、4.5 米高的海滩沙丘轮廓,并让它们在俄勒冈州立大学 OH Hinsdale 波浪研究实验室的 104 米长水槽中经受风暴波浪的考验。

在开始波浪测试之前,研究人员花了六个月的时间在水槽内种植沿海柳枝稷,这是一种常见的沙丘植物,科学上称为苦味黍。

波浪研究实验室主任佩德罗·洛莫纳科 (Pedro Lomonaco) 表示:“这个项目需要来自全国不同大学的五名主要研究人员、大约 10 名沿海科学家和 15 名研究生在我们的大型波浪水槽中一起工作近九个月。” “各种仪器测量了波浪条件、沉积物输送、地下水位变化、海滩剖面演变和相关指标。我们进行的实验代表了大规模测试的里程碑。”

俄亥俄州立大学工程学院欣斯代尔波浪研究实验室的研究人员发现,新种植植被的沙丘比裸露的沙丘倾斜得更快。图片来源:俄勒冈州立大学工程学院

该研究结果发表在 6 月 14 日的《科学进展》杂志上。

俄勒冈州立大学的梅根·温格罗夫指出,这项研究至关重要,因为美国海岸线上散布着一些社区,他们试图通过在沙丘上种植植被来保护自己免受风暴影响,以使沙丘更高、更稳定。

作者说,现有的沙丘研究表明,植被的大小、密度和多样性与较少的侵蚀有关,但这些研究仅限于以分钟为单位的时间尺度上相对较小的波浪事件。

土木与建筑工程助理教授温格罗夫说:“在我们的研究中,我们发现,新种植的沿海沙丘没有非常成熟的根部结构,比沙子大小和压实度相同的裸露沙丘的倾斜速度更快。”

陡坡是指沙丘或其他山坡被侵蚀成垂直或接近的陡峭形状。陡峭的沙丘本质上是不稳定的,使其附近的建筑物和道路面临风险,并威胁周围的生态系统。

她说:“我们仍然需要更多地了解不同水平的植被建立如何影响沿海沙丘对波浪驱动侵蚀的脆弱性,但这项工作是了解植被所扮演的角色的重要一步。”

德克萨斯农工大学的 Rusty Feagin 领导的合作发现,虽然植被最初在严重风暴情况下对波浪能形成了物理屏障,但它也增加了水对沉积物床的渗透,从而导致不稳定并加速陡坡的形成。“一旦陡坡形成,侵蚀就会加速,”温格罗夫说。