الشعب المرجانية الصناعية والسفن الغارقة: بناء الموائل أم استعارة الأسماك؟

في صباح يوم 17 مايو 2006، انزلقت حاملة الطائرات بطول 911 قدمًا يو إس إس أوريسكاني تحت سطح خليج المكسيك على بعد سبعة أميال جنوب بنساكولا، فلوريدا، في أقل من 37 دقيقة. استقرت في قاع البحر على عمق 212 قدمًا، لتصبح أكبر سفينة يتم إغراقها عمدًا كـ شعاب مرجانية صناعية في المياه الأمريكية. في غضون أشهر، وثقت الدراسات البحرية وصول أسماك العنبر، والهامور، وسمك الفأس إلى الأجزاء العلوية من الهيكل. وفي غضون ثلاث سنوات، أصبحت السفينة الغارقة تستضيف تجمعات تفريخ للأنواع ذات الأهمية التجارية وتجذب أكثر من 15000 زيارة غوص سنويًا.

قصة الأوريسكاني هي رمز مقنع لممارسة – غرق السفن لإنشاء موائل بحرية – وهي في الوقت نفسه أكثر تعقيدًا علميًا وأكثر دقة بيئيًا مما تعترف به غالبًا أدبياتها الترويجية. توسع نشر الشعاب المرجانية الصناعية عالميًا على مدى العقود الأربعة الماضية، ليشمل السفن الغارقة، والوحدات الخرسانية، وصخور المحاجر، والمنشآت النحتية التي تتراوح من العملية إلى المسرحية. يتطلب فك الارتباط بين ما تفعله هذه الهياكل فعليًا للنظم البيئية البحرية – على عكس ما يدعيه مؤيدوها – الانخراط في واحدة من أكثر الخلافات ديمومة في علم مصايد الأسماك البحرية: جدل الإنتاج مقابل الجذب.

سؤال الإنتاج مقابل الجذب

السؤال العلمي المركزي حول الشعاب المرجانية الصناعية بسيط بشكل مخادع: عندما تتجمع الأسماك حول هيكل تم نشره، هل يزداد العدد الكلي للأسماك في النظام البيئي (الإنتاج)، أم أن الأسماك نفسها تُعاد توزيعها ببساطة من الموائل الطبيعية إلى الهيكل الصناعي (الجذب)؟ الإجابة تهم الإدارة بشكل كبير. إذا كانت الشعاب المرجانية الصناعية تجذب وتركز الأسماك من الشعاب المرجانية الطبيعية المحيطة بصفة رئيسية، فإن نشرها قد يضر مصايد الأسماك بجعل الأسماك أسهل في تحديد مكانها وصيدها – وهي ظاهرة توصف أحيانًا بـ صيد التجمع – بينما لا توفر أي فائدة صافية للنظام البيئي. إذا كانت تنتج أسماكًا جديدة حقًا من خلال توفير موائل استيطانية، وموارد غذائية، ومأوى لم تكن موجودة سابقًا في عمود الماء فوق الرواسب الرخوة، فإنها تمثل أداة مشروعة لتعزيز مصايد الأسماك.

جيمس بونساك، عالم بيولوجيا مصايد الأسماك في نووا (NOAA)، صاغ هذا التناقض بطريقة مؤثرة للغاية في عمل أصبح أساسًا لهذا المجال. راجع بونساك معدلات الاستعمار السريعة، والكثافات العالية للأسماك، ومعدل الصيد المرتفع لكل وحدة جهد لوحظ في الشعاب المرجانية الصناعية، وحاجج بأن هذه الملاحظات كانت متوافقة بالتساوي مع الجذب كما هي مع الإنتاج. اقترح أن تحديد الموائل، بدلاً من تحديد السكان، قد يكون الآلية الفعالة: قد تنتقل الأسماك إلى الشعاب المرجانية الصناعية لأن موائل الشعاب المرجانية الطبيعية مشبعة بالفعل – مما يدعم فرضية الإنتاج – لكن الملاحظة نفسها كانت متوافقة مع تفضيل بسيط للهيكل الجديد بمعزل عن أي تأثير على مستوى السكان. معالجته الرسمية لتطبيقات المحميات البحرية لإدارة مصايد الشعاب المرجانية أسست المبدأ الحاسم للحوكمة الذي يقوم عليه كل نقاش لاحق: تعتمد القيمة البيئية للشعاب المرجانية الصناعية بالكامل على ما إذا كانت تجمعات الأسماك التي تتجمع فيها محمية من الصيد أم أنها أصبحت ببساطة أكثر سهولة في الصيد [1].

تم تطوير الأدوات الرياضية لتحليل تأثيرات الإنتاج والجذب رسميًا من قبل أوسنبرغ وزملائه في ورقة نشرت عام 2002 في مجلة *ICES Journal of Marine Science* والتي قدمت إطارًا كميًا لنسب التغيرات في كثافة الأسماك في الشعاب الصناعية لكل آلية [2]. من خلال الجمع بين المعايير الديموغرافية – معدلات النمو، والوفيات، والحركة – مع مسوحات الوفرة في الشعاب الصناعية والطبيعية، يمكن للإطار تقدير أي جزء من الزيادة الملحوظة في الكثافة يمثل إضافة سكانية حقيقية. عند تطبيقها على بيانات من عدة أنظمة شعاب مدروسة جيدًا، أشارت المقاربة إلى أن كلتا الآليتين تعملان في وقت واحد، وأن التوازن بينهما يختلف بشكل كبير باختلاف تصميم الشعاب وموقعها وسياق الموائل المحيطة بها [2].

شرح بريكهيل، ولي، وكونولي هذا الاكتشاف في مراجعة عام 2005 في *Journal of Fish Biology* التي لخصت التطورات المنهجية للسنوات الفاصلة [3]. حددوا متغيرين تصميميين رئيسيين يحولان التوازن نحو الإنتاج: نشر الشعاب المرجانية الصناعية في مناطق بها نقص حقيقي في الموائل (أي، فوق سهول الرواسب الرخوة بعيدًا عن الشعاب المرجانية الطبيعية)، وتصميم هياكل ذات تعقيد داخلي كافٍ لدعم اللافقاريات الفريسة، بالإضافة إلى مساحة ملجأ للأسماك. الهياكل التي يتم نشرها بجوار الشعاب المرجانية الطبيعية الموجودة في بيئات غنية بالموائل هي الأكثر احتمالًا للعمل كجاذبات في المقام الأول؛ أما تلك التي يتم نشرها في بيئات فقيرة هيكليًا فلديها أكبر إمكانية لتحقيق مكاسب إنتاج حقيقية [3].

استخدام العمليات البيئية لتوجيه التصميم

ورقة مارغريت ميلر عام 2002 في *مجلة علوم البحار ICES Journal of Marine Science* حول العمليات البيئية في تصميم الشعاب المرجانية الصناعية لخصت الآليات البيولوجية التي تحكم التتابع المجتمعي على الركائز الصلبة واستخلصت تداعيات عملية على الإدارة [4]. شددت ميلر على أن استعمار الشعاب المرجانية الصناعية يتبع نفس عمليات التتابع التي يمر بها تطور الشعاب المرجانية الطبيعية: تستعمر اللافقاريات الرائدة – مثل الديدان العنبية، والهيدرويدات، وديدان السيربولا – مما يخلق تعقيدًا في الموائل الدقيقة التي تدعم المستعمرات الثانوية بما في ذلك الإسفنج والمرجان اللين، والتي بدورها تجذب مجتمعات الأسماك التي تجعل الشعاب المرجانية منتجة بيئيًا واقتصاديًا.

الوقت المطلوب لهذا التتابع ليس ضئيلًا. تدعم الهياكل التي تم نشرها حديثًا تجمعات الأسماك عادةً في غضون أسابيع، ولكن مجتمعات اللافقاريات الكاسية التي تدعم الهيكل الغذائي للشعاب المرجانية تتطلب سنوات إلى عقود لتقترب من تعقيد الشعاب المرجانية الطبيعية. لقرارات الإدارة – خاصةً ما إذا كانت ستحمي الشعاب المرجانية الصناعية من الصيد أثناء مرحلة التتابع هذه – تأثيرات كبيرة على مسار تطور المجتمع. أكدت ميلر على أنه يجب اعتبار الشعاب المرجانية الصناعية ليست ككائنات ثابتة ولكن كموائل يجب أن تتطور إدارتها بالتوازي مع تطورها البيئي [4].

تعتبر وعورة الهيكل – أي التعقيد ثلاثي الأبعاد لسطح الشعاب – أقوى مؤشر معماري لتنوع الكائنات السمكية ووفرتها. توفر الهياكل عالية التعقيد التي تحتوي على فجوات وعوائق وممرات ضيقة ملاذًا من الكائنات المفترسة للأسماك الصغيرة، مما يخلق موائل حضانة فعلية تعزز التجنيد. وقد دفع هذا إلى تطوير وحدات شعاب مصممة خصيصًا – وحدات خرسانية سداسية، وكرات شعاب، وتصاميم مخصصة خاصة – تزيد من مساحة السطح والتعقيد الداخلي بالنسبة لتكلفة البناء. الكتل الخرسانية البسيطة أو أكوام الركام، على الرغم من أنها متفوقة وظيفيًا على الرواسب العارية، إلا أنها أقل أداءً من الوحدات المصممة خصيصًا في كل مقياس بيولوجي تقريبًا.

يو إس إس أوريسكاني: التحضير البيئي في الممارسة

كانت عملية تحضير الأوريسكاني قبل الغرق هي الأكثر شمولاً في المعالجة البيئية التي طبقت على سفينة في المياه الأمريكية، وهي تعكس "أفضل الممارسات الإدارية لتحضير السفن المعدّة لإنشاء شعاب مرجانية اصطناعية" التي وضعتها وكالة حماية البيئة الأمريكية، والتي أُنجزت عام 2006. على مدى أربع سنوات سبقت الغرق، أزال المقاولون ما يقرب من 700 طن من المواد الخطرة: ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) من الكابلات الكهربائية والمكثفات، والأسبستوس من مواد العزل ومقاومة الحريق، وبقايا النفط من خزانات الوقود، والمعادن الثقيلة من أنظمة الدهانات والآلات.

تطلب تلوث ثنائي الفينيل متعدد الكلور تقييمًا رسميًا للمخاطر البيئية وموافقة وكالة حماية البيئة بموجب قانون التحكم في المواد السامة. وقد حدد التقييم أن تركيزات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المتبقية في المواد التي لا يمكن إزالتها اقتصاديًا تشكل مخاطر بيئية مقبولة عند العمق والموقع المخطط له، نظرًا للتخفيف، والدفن في الرواسب، والقيود على التوفر البيولوجي لثنائي الفينيل متعدد الكلور المرتبط داخل مصفوفات Steel محكمة. كانت الموافقة مشروطة ومثيرة للجدل، حيث جادلت المجموعات البيئية بأن التلوث المتبقي يمثل خطرًا طويل الأجل غير مقبول على المجتمعات القاعية التي ستستعمر هيكل السفينة.

أنتج الرصد البيولوجي لأوريسكاني على مدى عقد من الزمن نتائج تتطابق بشكل عام مع التوقعات لهيكل كبير ومعقد يتم نشره في ركيزة رملية فقيرة نسبيًا بالموائل. تجاوزت ثراء الأنواع السمكية والكتلة الحيوية في الموقع بكثير مواقع الرواسب الرخوة المرجعية وتضاهي الشعاب الجيرية الطبيعية المنخفضة الارتفاع في المنطقة. وقد تم توثيق تجمعات تفريخ لـ الناجل الأحمر (*Lutjanus campechanus*) في الموقع – وهو أمر ذو أهمية بيئية لأن مواقع تجمع الناجل في خليج المكسيك تعد موائل محدودة لنوع تجاري مهم وقد تم الإفراط في صيده تاريخيًا. لم يتم حل ما إذا كانت هذه الكائنات المتجمعة تمثل أسماكًا تم جذبها من أماكن أخرى أو كائنات جديدة مدعومة بموارد الغذاء في الموقع – مما يعكس عدم اليقين الأوسع بين الإنتاج والجذب الذي قام أوسنبرغ وآخرون [2] بتقديمه رسميًا.

متحف كانكون تحت الماء (MUSA): الشعاب المرجانية كفن

في الطرف الآخر من طيف تصميم الشعاب الاصطناعية يقع متحف كانكون تحت الماء للفن (MUSA) قبالة كانكون، المكسيك – وهو حديقة منحوتات تحت الماء تضم حوالي 500 تمثال بشري بالحجم الطبيعي أنشأها النحات البريطاني جيسون دي كايريس تايلور وتم تركيبها على أعماق تتراوح من أربعة إلى ثمانية أمتار بجوار حديقة كانكون البحرية الوطنية. يمثل متحف كانكون تحت الماء للفن دمجًا متعمدًا لـ السياحة البيئية الثقافية وإنشاء الشعاب: المنحوتات مصممة خصيصًا لتعزيز استعمار المرجان من خلال ركيزة خرسانية بحرية عالية الحموضة.

بالتصميم، يخدم متحف أموسا (MUSA) عدة وظائف في آن واحد. كمنشأة فنية، فإنه يجذب الغواصين وممارسي السنوركل بعيدًا عن نظام الشعاب المرجانية الطبيعي المجاور، مما يقلل الضغط البشري على تجمعات المرجان في المنتزه. كشعاب مرجانية صناعية، تطورت فيه مجتمعات سمكية قابلة للقياس وتكسير مرجاني منذ التركيبات الأولى في عام 2009. كأداة للتواصل البيئي، فقد حظي بتغطية إعلامية دولية كبيرة لنظام شعاب كانكون وللحفاظ على البيئة البحرية بشكل عام.

النتائج البيولوجية متواضعة مقارنة بالطموحات: على أعماق تتراوح بين أربعة وثمانية أمتار، تقع المنحوتات ضمن المنطقة الأكثر تأثراً بحركة أمواج السياح، وتلوث واقي الشمس، والتلوث الغذائي الناتج عن الجريان السطحي الساحلي. كان استعمار المرجان متفرقًا، ولا يزال تنوع مجتمع الأسماك أقل من الشعاب الطبيعية المشابهة في الموقع. ومع ذلك، يبدو أن تقليل ضغط الغوص على الشعاب المرجانية في الحديقة الطبيعية – الهدف الرئيسي للحفاظ – قد تحقق جزئيًا، حيث أفاد منظمو الرحلات أن مواقع متحف MUSA تمثل نسبة كبيرة من زيارات الغواصين التي كانت ستتركز بخلاف ذلك على نظام الشعاب المرجانية الطبيعية.

بروتوكولات التحضير البيئي: ما يتطلبه العلم

لقد تم دمج الدروس المستفادة من أوريسكاني، ومتحف كانكون تحت الماء (MUSA)، وعقود عدة من علم الشعاب الصناعية في بروتوكولات تحضير وتحديد مواقع أكثر صرامة. تتناول الإرشادات الرئيسية من وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، والمؤتمر الدولي للشعاب الصناعية أربعة مجالات أساسية.

إن إزالة المواد الخطرة لا جدال فيها بالنسبة للسفن. يجب إزالة الزيوت، PCB، الأسبستوس، طلاء ترايبوتيلتين المضاد للتعفن، والذخائر أو إغلاقها قبل الغرق. بالنسبة للهياكل غير السفن، يجب التحقق من عدم وجود ملوثات قابلة للذوبان من مواد البناء - خاصة المواد المعاد تدويرها مثل الخرسانة الرماد المتطاير ومنتجات احتراق الفحم - من خلال بروتوكولات اختبار التسرب المعيارية. استخدمت العديد من برامج الشعاب الاصطناعية المبكرة رماد الفحم كمادة هيكلية بافتراض أن الضغط سيمنع التسرب؛ وجدت دراسات لاحقة تركيزات عالية من المعادن الثقيلة في الرواسب العلوية والأنسجة البيولوجية، مما أدى إلى وقف استخدام مواد الشعاب القائمة على الرماد في ولايات قضائية متعددة.

يجب أن يوازن تحديد الموقع بين الفرص البيئية وسلامة الملاحة وأهداف إدارة مصايد الأسماك واستقرار الرواسب. الهياكل التي تُنشر في مناطق التيارات القوية في القاع تخاطر بالدفن تحت حركة الرمال؛ تلك التي في الممرات الملاحية تخلق مخاطر ملاحية؛ وتلك المجاورة مباشرة للشعاب الطبيعية عالية الجودة الحالية قد تعمل بشكل أساسي كجاذبات وليس كمنتجين [3]. أصبح تحليل نقص الموائل – الذي يقيم ما إذا كانت منطقة الموقع المقترحة تفتقر إلى ركيزة صلبة من شأنها أن تحد من حجم الكائنات السمكية – مطلوبًا بشكل متزايد كجزء من عملية الترخيص في الولايات القضائية ذات الإدارة الجيدة.

تم تعزيز متطلبات المراقبة بعد الإخفاقات البارزة للبرامج المبكرة التي نشرت مواد دون تقييم النتائج البيولوجية لاحقًا. تتضمن بروتوكولات المراقبة القياسية الآن مسوحات أساسية لتكوين الكائنات القاعية قبل النشر، تليها مسوحات سنوية للأسماك واللافقاريات باستخدام منهجية متسقة – عادةً ما تكون قائمة على الفيديو أو مسح بصري للـ غوص السكوبا – لمدة لا تقل عن خمس إلى عشر سنوات بعد النشر.

ربما يكون الدمج في إدارة الصيد هو العنصر الأكثر أهمية والأكثر إهمالًا. فالشعاب الاصطناعية التي لا تخضع لقيود صيد مرتبطة بها في مناطق الضغط العالي للصيد، كما أثبتت أعمال بونساك، من المرجح أن تعمل كـ أداة لتجميع الأسماك تسهل الاستنزاف المتتابع للمجتمع المتجمع [1]. الولايات القضائية التي تحدد الشعاب الاصطناعية مناطقًا ممنوعة الصيد خلال مرحلة التتابع الأولي – والانتقال إلى الوصول المدار بمجرد استقرار تطور المجتمع – تسجل باستمرار نتائج بيئية طويلة الأجل أفضل من تلك التي تسمح بالوصول غير المقيد منذ اليوم الأول [4].

الميزانية العمومية

تشغل الشعاب المرجانية الاصطناعية وغرق السفن مكانة مشروعة علميًا، ومشروطة بيئيًا، وشعبية بشكل هائل في مجال الحفاظ على البيئة البحرية والترفيه. في ظل الظروف المناسبة – مواقع الانتشار الفقيرة بيئيًا، والإعداد البيئي الشامل، والتعقيد الهيكلي المصمم خصيصًا، والوصول المحمي خلال مرحلة التتابع، والتكامل مع إدارة مصايد الأسماك الأوسع – تزيد هذه الشعاب بشكل واضح من التنوع البيولوجي والوفرة السمكية المحلية وتوفر خدمات بيئية حقيقية. أما في ظل الظروف غير المناسبة – القرب من الشعاب المرجانية الطبيعية الموجودة، وعدم كفاية إزالة المواد الخطرة، والوصول غير المقيد للصيد من لحظة الانتشار – يمكنها تركيز الأسماك لتسهيل صيدها، وتسرب الملوثات إلى المجتمعات القاعية الحساسة، وخلق ثقة خاطئة بأن الهندسة يمكن أن تحل محل حماية الموائل.

لم يتم حل مسألة الإنتاج مقابل الجذب، التي أعطاها أوسنبرغ وآخرون (2) صيغة رياضية صارمة لأول مرة ولخصها بريكهيل وآخرون (3)، بشكل قاطع على مستوى السكان بعد – وربما لن تحل أبدًا، نظرًا للصعوبة اللوجستية لتتبع حركات الأسماك الفردية عبر النطاقات المكانية المعنية. ما يؤكده العلم المتراكم بقوة هو أن كلتا الآليتين تعملان، وأن التوازن بينهما يتحدد من خلال خيارات التصميم والحوكمة المتخذة قبل وبعد النشر، وبالتالي فإن القيمة الحفظية لأي شعاب اصطناعية لا تحددها بيولوجيا الاستعمار، بل قرارات الإدارة المحيطة بها.

الغواص الصاعد من حطام سفينة مغطى بمراوح جورجونية وأسماك مدارس وإسفنجيات زاحفة يشهد ظاهرة بيئية حقيقية – هيكل صلب في قاع بحر لا معالم له يحوّل المجتمع البيولوجي فوقه بشكل واضح. ما يطلب منا العلم مقاومته هو الاستنتاج التلقائي بأن هذا التحول يشكل مكسبًا بيئيًا. وما إذا كان كذلك يعتمد على القرارات المتخذة في مكاتب التخطيط ومجالس إدارة مصايد الأسماك – وليس على البيولوجيا المذهلة للاستعمار بحد ذاتها.