Per quasi un secolo, la diga O'Shaughnessy ha trattenuto la sabbia e il mare di Ocean Beach a San Francisco. Al lavoro ancora più a lungo:la diga di Galveston, costruito dopo che l'uragano più mortale d'America nel 1900 ha ucciso migliaia di persone in Texas.

Questi sono solo due esempi di come le coste americane, in particolare quelle con grandi popolazioni urbane, siano state blindate con strutture artificiali.

Queste strutture essenzialmente tracciano una linea nella sabbia che limita la capacità del litorale di rispondere ai cambiamenti del livello del mare e ad altri processi costieri dinamici. Mentre gli effetti ecologici risultanti sono stati studiati maggiormente negli ultimi anni, la ricerca è stata in gran parte condotta in contesti specifici, rendendo difficile generalizzare questi effetti tra ecosistemi e tipi di strutture.

Un nuovo studio condotto da un team di scienziati marini della UC Santa Barbara e colleghi provenienti da tre siti costieri nella rete di ricerca ecologica a lungo termine (LTER) della National Science Foundation fornisce un primo passo fondamentale verso la generalizzazione delle risposte ecologiche all'armatura attraverso l'ampia diversità di ambienti costieri dove vengono utilizzate queste strutture. I risultati del team appaiono online e saranno pubblicati questo autunno in un numero speciale della rivista Estuaries and Coasts, "Impatti dell'uso del suolo costiero e dell'armatura del litorale sugli ecosistemi degli estuari".

Note a confronto

Il tipo di struttura blindata varia ampiamente con l'impostazione ambientale, che vanno da enormi dighe e rivestimenti lungo la costa aperta esposta alle onde a paratie più piccole e scogliere di ostriche artificiali nelle paludi e negli estuari di marea. "Le dimensioni e la forma di queste strutture artificiali spesso comportano la perdita di habitat intertidali, " ha detto l'autore principale Jenifer Dugan, un biologo ricercatore presso il Marine Science Institute della UCSB. "L'entità di tale perdita è una funzione del contesto ambientale, tipo di struttura e fino a che punto si estende la struttura verso il mare e lungo la costa."

Scienziati di tre programmi LTER molto diversi stavano già lavorando sull'impatto ecologico dell'armatura costiera nei rispettivi siti. Presso la LTER costiera di Santa Barbara, gli studi sugli effetti delle dighe sulle spiagge aperte della costa avevano rivelato impatti ecologici significativi che si estendevano fino agli uccelli. Il progetto Georgia Coastal Ecosystems (GCE) ha condotto studi sugli effetti dell'armatura su piccola scala nelle paludi salmastre. Gli studi presso la Virginia Coast Reserve LTER si sono concentrati sull'uso di barriere coralline di ostriche costruite e coste viventi come strategie di protezione costiera.

"La novità di questa collaborazione tra siti è stata mettere in prospettiva questi studi specifici del sito facendo confronti tra un'ampia gamma di habitat, " ha detto il co-autore Merryl Alber, un professore di scienze marine presso l'Università della Georgia e ricercatore principale del progetto GCE LTER.

Lo studio collaborativo sintetizza i risultati della letteratura esistente che esamina diversi tipi di armature in una varietà di ecosistemi di sedimenti molli. Gli scienziati hanno usato quei dati per valutare un nuovo modello concettuale che hanno creato durante due workshop intersito LTER.

Esporre le lacune nella conoscenza

"Il nostro modello utilizza due semplici assi:l'impostazione ambientale della struttura di blindatura in termini di energia idrodinamica, come i regimi delle onde e delle maree, e il grado in cui una struttura è stata costruita per rallentare il movimento dell'acqua o addirittura impedirne il passaggio, " Ha spiegato Dugan. "Abbiamo quindi esaminato i risultati di un ampio spettro di studi in letteratura e utilizzato tali informazioni per valutare quanto bene il nostro modello concettuale potesse prevedere gli effetti ecologici dell'armatura".

Degli 88 studi esaminati dai ricercatori, la maggior parte era stata condotta in ambienti a bassissima energia - prevalentemente paludi salmastre e ruscelli di marea ma anche mangrovie - e circa un quarto in sistemi a media energia, come porti, foci ed estuari dei fiumi. Solo il 15% si è concentrato su ambienti ad alta energia, per lo più spiagge sabbiose costiere aperte.

Nelle sei categorie di risposte ecologiche esaminate, i risultati della letteratura esistente si sono concentrati in gran parte sui cambiamenti nell'habitat e nella distribuzione delle specie, lasciando domande su come l'armatura del litorale influisce su altre risposte ecologiche chiave come il ciclo dei nutrienti, connettività, produttività e struttura trofica. Gli effetti negativi dell'armatura del litorale sono stati segnalati in tutte e sei le categorie di risposte ecologiche.

"La nostra revisione non solo ha rivelato importanti lacune nelle conoscenze, ma ha anche evidenziato il fatto che le informazioni esistenti sulle risposte ecologiche all'armatura sono distribuite in modo non uniforme tra i tipi di habitat di sedimenti molli e non coprono necessariamente la gamma di potenziali contesti ambientali e di armatura, " ha detto il co-autore Kyle Emery, un ex studente dell'Università della Virginia che ora sta lavorando per il suo dottorato alla UCSB. "Il nostro lavoro chiarisce che c'è sicuramente spazio per ulteriori studi".

Prossimi passi

Secondo Dugan, mentre il livello del mare continua a salire, è probabile che le strutture corazzate costiere esistenti sperimentino una maggiore energia idrodinamica indipendentemente dal loro ambiente. Questo, lei ha notato, amplificherà gli impatti ecologici in molti contesti.

Si è scoperto che nel complesso il modello concettuale ha generato utili previsioni sulla direzione e sull'impatto relativo di diversi tipi di corazzatura costiera negli ecosistemi di sedimenti molli. "Capire come queste risposte ecologiche variano con l'energia idrodinamica e il loro effetto sul flusso d'acqua potrebbe aiutare le persone a progettare e installare strutture di armatura che potrebbero avere un impatto ecologico minore, " disse Dugan. "Allora, il menu delle opzioni conterrebbe non solo il costo della struttura, ma anche un'idea delle implicazioni ecologiche di ciascun tipo di struttura in base al contesto ambientale."

"Questo è uno dei primi tentativi di valutare come le strutture ingegneristiche su spiagge e altri ambienti sedimentari influenzino il biota che abita questi luoghi, "ha detto David Garrison, un direttore del programma LTER presso la National Science Foundation, che ha sostenuto la ricerca. Con circa il 40% della popolazione umana della nazione che vive nelle contee costiere, Garrison ha osservato che lo studio è certamente tempestivo.