Bagaimana rumput rawa melindungi garis pantai – Majalah Time.com

Tumbuhan rawa, yang ada di mana-mana di sepanjang garis pantai dunia, dapat memainkan peran utama dalam mengurangi kerusakan garis pantai saat permukaan laut naik dan gelombang badai meningkat. Sekarang, sebuah studi MIT baru memberikan detail yang lebih besar tentang bagaimana manfaat perlindungan ini bekerja di bawah kondisi dunia nyata yang dibentuk oleh gelombang dan arus.

Studi ini menggabungkan eksperimen laboratorium menggunakan tanaman simulasi dalam tangki gelombang besar bersama dengan pemodelan matematika. Itu muncul di jurnal Tinjauan Fisik — Cairan, dalam sebuah makalah oleh mantan mahasiswa doktoral tamu MIT Xiaoxia Zhang, sekarang menjadi postdoc di Universitas Teknologi Dalian, dan profesor teknik sipil dan lingkungan Heidi Nepf.

Sudah jelas bahwa tanaman rawa pesisir memberikan perlindungan yang signifikan dari gelombang dan badai yang menghancurkan. Sebagai contoh, telah diperkirakan bahwa kerusakan yang disebabkan oleh Badai Sandy berkurang sebesar $625 juta berkat redaman energi gelombang yang disediakan oleh daerah rawa yang luas di sepanjang pantai yang terkena dampak. Tapi analisis MIT baru menggabungkan rincian morfologi tanaman, seperti jumlah dan jarak daun fleksibel versus batang kaku, dan interaksi kompleks arus dan gelombang yang mungkin datang dari arah yang berbeda.

Tingkat detail ini dapat memungkinkan perencana restorasi pantai untuk menentukan area rawa yang diperlukan untuk mengurangi jumlah gelombang badai atau kenaikan permukaan laut yang diharapkan, dan untuk memutuskan jenis tanaman mana yang akan diperkenalkan untuk memaksimalkan perlindungan.

“Ketika Anda pergi ke rawa, Anda sering akan melihat bahwa tanaman diatur dalam zona,” kata Nepf, yang merupakan Profesor Teknik Sipil dan Lingkungan Donald dan Martha Harleman. “Di sepanjang tepi, Anda cenderung memiliki tanaman yang lebih fleksibel, karena mereka menggunakan fleksibilitasnya untuk mengurangi gaya gelombang yang mereka rasakan. Di zona berikutnya, tanamannya sedikit lebih kaku dan memiliki lebih banyak daun.”

Seiring perkembangan zona, tanaman menjadi lebih kaku, lebih berdaun, dan lebih efektif dalam menyerap energi gelombang berkat luas daunnya yang lebih besar. Pemodelan baru yang dilakukan dalam penelitian ini, yang menggabungkan pekerjaan dengan tanaman yang disimulasikan dalam tangki gelombang sepanjang 24 meter di Parsons Lab MIT, dapat memungkinkan perencana pesisir untuk mempertimbangkan detail semacam ini saat merencanakan proyek perlindungan, mitigasi, atau restorasi.

“Jika Anda meletakkan tanaman yang paling keras di tepinya, mereka mungkin tidak akan bertahan, karena mereka merasakan kekuatan gelombang yang sangat tinggi. Dengan menjelaskan mengapa Alam mengatur tanaman dengan cara ini, semoga kita dapat merancang restorasi yang lebih berkelanjutan, ”kata Nepf.

Setelah terbentuk, tanaman rawa memberikan siklus umpan balik positif yang membantu tidak hanya menstabilkan tetapi juga membangun lahan pesisir yang rapuh ini, kata Zhang. “Setelah beberapa tahun, rerumputan rawa mulai menjebak dan menahan sedimen, dan ketinggiannya semakin tinggi, yang mungkin mengikuti kenaikan permukaan laut,” katanya.

Analisis MIT baru menggabungkan rincian morfologi tanaman, seperti jumlah dan jarak daun fleksibel versus batang kaku, dan interaksi kompleks arus dan gelombang yang mungkin datang dari arah yang berbeda.

Kesadaran akan efek perlindungan dari tanah rawa telah berkembang, kata Nepf. Misalnya, Belanda telah memulihkan tanah rawa yang hilang di luar tanggul yang mengelilingi sebagian besar lahan pertanian negara, menemukan bahwa rawa dapat melindungi tanggul dari erosi; rawa dan tanggul bekerja bersama jauh lebih efektif daripada tanggul saja dalam mencegah banjir.

Tetapi sebagian besar upaya seperti itu sejauh ini sebagian besar merupakan rencana empiris, coba-coba, kata Nepf. Sekarang, mereka dapat memanfaatkan pemodelan ini untuk mengetahui berapa banyak lahan rawa dengan jenis tanaman apa yang dibutuhkan untuk memberikan tingkat perlindungan yang diinginkan.

Ini juga memberikan cara yang lebih kuantitatif untuk memperkirakan nilai yang diberikan oleh rawa-rawa, katanya. “Ini bisa memungkinkan Anda untuk lebih akurat mengatakan, ’40 meter rawa akan mengurangi gelombang sebanyak ini dan karena itu akan mengurangi luapan tanggul Anda sebanyak ini.’ Seseorang dapat menggunakannya untuk mengatakan, ‘Saya akan menghemat uang sebanyak ini selama 10 tahun ke depan jika saya mengurangi banjir dengan memelihara rawa ini.’ Ini mungkin membantu membangkitkan beberapa motivasi politik untuk upaya restorasi.”

Nepf sendiri sudah berusaha memasukkan beberapa temuan ini ke dalam proses perencanaan pesisir. Dia melayani di panel praktisi yang dipimpin oleh Chris Esposito dari Institut Air Teluk, yang melayani garis pantai Louisiana yang dilanda badai. “Kami ingin memasukkan pekerjaan ini ke dalam simulasi lapisan yang digunakan untuk restorasi skala besar dan perencanaan pesisir,” katanya.

“Memahami proses redaman gelombang di lahan basah vegetasi nyata sangat penting, karena diperlukan dalam penilaian nilai pertahanan pesisir dari lahan basah ini,” kata Zhan Hu, profesor ilmu kelautan di Universitas Sun Yat-Sen, yang tidak terkait dengan pekerjaan ini. “Tantangannya, bagaimanapun, terletak pada representasi kuantitatif dari proses redaman gelombang, di mana banyak faktor berperan, seperti fleksibilitas tanaman, morfologi, dan arus yang hidup berdampingan.”

Studi baru, kata Hu, “menggabungkan dengan rapi temuan eksperimental dan pemodelan analitis untuk mengungkapkan dampak dari setiap faktor dalam proses redaman gelombang. … Secara keseluruhan, pekerjaan ini merupakan langkah maju yang solid menuju penilaian yang lebih akurat dari kapasitas redaman gelombang dari lahan basah pesisir yang sebenarnya, yang diperlukan untuk desain berbasis ilmu pengetahuan dan pengelolaan perlindungan pesisir berbasis alam.”

Ditulis oleh David L. Chandler

Sumber: Institut Teknologi Massachusetts