نظام بيئي ساحلي بحري

تصغير|يسار|1.2|

يُعرَّف **النظام البيئي البحري الساحلي** بأنه نظام بيئي بحري ينشأ عند نقطة التقاء اليابسة بالمحيط. وتمتد الخطوط الساحلية حول العالم على مسافة تصل إلى نحو . وتصل الموائل الساحلية إلى حواف الأرصفة القارية، حيث تشغل نحو 7% من مساحة سطح المحيط. وتشتمل الأنظمة البيئية البحرية الساحلية على أنواع عديدة ومتباينة من الموائل البحرية، يتميز كل منها بخصائصه الفريدة وتركيبته النوعية الخاصة، كما تتسم هذه الأنظمة بمستويات عالية من التنوع الحيوي والإنتاجية.

وعلى سبيل المثال، تمثل المصبات مناطق التقاء مياه الأنهار العذبة بمياه المحيط المالحة، مما يوجد بيئة تحتضن طيفًا واسعًا من الأنواع، بما في ذلك الأسماك والقشريات والطيور. أما المستنقعات الملحية فهي أراضٍ رطبة ساحلية تزدهر عند الشواطئ ذات الطاقة المنخفضة في المناطق المعتدلة والقطبية، وتنمو فيها نباتات متحملة للملوحة مثل عشب الحبل وشجيرات "شيخ المستنقع"، والتي توفر مناطق حضانة حيوية للعديد من أنواع الأسماك والقشريات. وتنتشر غابات المنغروف في مناطق المد والجزر على السواحل الاستوائية أو شبه الاستوائية، حيث تعيش أشجار المنغروف التي تحمي موائل العديد من الأنواع البحرية، كالسرطانات والروبيان والأسماك.

ومن الأمثلة الأخرى الشعاب المرجانية ومروج الحشائش البحرية، اللتان توجدان في المياه الساحلية الضحلة والدافئة. وتزدهر الشعاب المرجانية في المياه الفقيرة بالمغذيات عند الشواطئ ذات الطاقة العالية التي تضطرب بالأمواج، وهي أنظمة بيئية تحت مائية تتكون من مستعمرات لحيوانات دقيقة تُسمى بوالب المرجان. تفرز هذه البوالب هياكل صلبة من كربونات الكالسيوم تتراكم بمرور الوقت، مشكلةً تراكيب معقدة ومتنوعة تحت الماء؛ وتعمل هذه التراكيب كواحدة من أكثر الأنظمة البيئية تنوعًا حيويًا على كوكب الأرض، حيث توفر المأوى والغذاء لمجموعة هائلة من الكائنات البحرية. وقد تجاور مروج الحشائش البحرية الشعاب المرجانية، وهي عبارة عن مساحات عشبية تحت مائية تقطنها أعشاب من نوع نجيل بحري، توفر موائل للحضانة ومصادر غذائية للعديد من أنواع الأسماك والسرطانات والسلاحف البحرية، بالإضافة إلى حيوان الأطوم. وفي المياه الأعمق قليلاً، توجد غابات أعشاب البحر، وهي أنظمة بيئية مائية تقع في المياه الباردة الغنية بالمغذيات، لا سيما في المناطق المعتدلة. وتسود في هذه الغابات طحالب بنية ضخمة تُعرف باسم عشب البحر، وهي نوع من الأعشاب البحرية التي تنمو بطول عدة أمتار، مكونةً غابات كثيفة ومعقدة تحت الماء توفر موائل هامة للعديد من أنواع الأسماك وقضاعات البحر وقنافذ البحر.

توفر الأنظمة البيئية البحرية الساحلية، بشكل مباشر وغير مباشر، مجموعة واسعة من الخدمات البيئية للبشر، مثل تدوير المغذيات والعناصر، وتنقية المياه عن طريق ترشيح الملوثات. كما تعمل على عزل الكربون لتكون بمثابة وسادة واقية ضد تغير المناخ. وتسهم في حماية السواحل من خلال تقليل آثار العواصف، والحد من التآكل الساحلي وتخفيف حدة الظواهر الجوية المتطرفة. كما توفر حضانات أساسية ومناطق صيد للصيد التجاري، فضلاً عن الخدمات الترفيهية ودعم السياحة. غير أن هذه الأنظمة عرضة لمختلف الاضطرابات الطبيعية والبشرية، مثل تلوث البحار، والصيد الجائر، والتنمية الساحلية، مما يؤثر بشكل كبير على وظائفها الإيكولوجية والخدمات التي تقدمها. ويؤثر تغير المناخ على الأنظمة الساحلية عبر ارتفاع منسوب البحار، وتحمض المحيطات، وزيادة وتيرة العواصف وشدتها. ويؤدي تضرر هذه الأنظمة أو تدميرها إلى عواقب وخيمة على الأنواع البحرية التي تعتمد عليها، وعلى الصحة العامة لنظام المحيطات ككل. وتُبذل حالياً جهود لصون هذه الأنظمة واستعادتها، مثل إنشاء المناطق البحرية المحمية وتطوير ممارسات الصيد المستدام.

## نظرة عامة
[تصغير|1.5| [رف قاري|الرصيف القاري العالمي، موضح باللون الأزرق الفاتح ]]
[تصغير|1.5| مقطع عرضي [رف قاري|للصيف القاري، يوضح الرصيف والمنحدر القاري والمرتفع]]

تضم الأرض خطاً ساحلياً يمتد لنحو . وتصل الموائل الساحلية إلى حواف الأرصفة القارية، لتشغل مساحة تُقدر بنحو 7% من إجمالي مساحة محيطات الأرض. وتُعد هذه البحار الساحلية أنظمة عالية الإنتاجية، حيث تقدم للبشرية طيفاً واسعاً من خدمات الأنظمة البيئية، مثل معالجة تدفقات المغذيات القادمة من اليابسة وتنظيم المناخ. ومع ذلك، تواجه الأنظمة البيئية الساحلية تهديدات ناجمة عن الضغوط البشرية، مثل تغير المناخ وفرط المغذيات. وقد أظهرت الدراسات الحديثة أن أكثر من نصف سكان العالم يعيشون على بُعد نحو 200 كيلومتر من السواحل، مما يجعل هذه المناطق عرضة بشكل خاص للضغوط المتفاقمة الناتجة عن تغير المناخ ونقص الموارد والتغيرات الاجتماعية والاقتصادية؛ وهو ما يشير إلى أن مستقبل الأنظمة الساحلية (البشرية والطبيعية على حد سواء) بات محاصراً في "عاصفة مثالية" من الأزمات. ومن الواضح أن معدلات استهلاك الطاقة والموارد الحالية لا يمكن أن تستمر، مما يضع المناطق الساحلية أمام تحدٍ مصيري. وفي النطاق الساحلي، تخضع تدفقات وتحولات المغذيات والكربون —التي تدعم وظائف النظام البيئي وخدماته— لرقابة صارمة من العمليات البيولوجية والكيميائية القاعية (أي التي تحدث في قاع البحر).

تساهم الأنظمة الساحلية أيضاً في تنظيم المناخ ودورات المغذيات، وذلك من خلال المعالجة الفعالة للانبعاثات البشرية القادمة من اليابسة قبل وصولها إلى المحيط المفتوح. وتتجلى القيمة العالية لهذه الخدمات البيئية بوضوح عند النظر إلى النسبة الكبيرة من سكان العالم الذين يتخذون من السواحل مستقراً لهم.

وتشهد البحار الساحلية حول العالم حالياً تغيرات إيكولوجية كبرى مدفوعة بضغوط من صنع الإنسان، مثل تغير المناخ، والمدخلات البشرية من المغذيات، والصيد الجائر، وانتشار الأنواع الغازية. وفي كثير من الحالات، تغيرت الوظائف الإيكولوجية الأساسية لهذه الأنظمة إلى حدٍ أدى إلى بلوغ حالات بيئية جديدة وانزياح في الخطوط المرجعية للتقييم البيئي.

وقد وضعت الأمم المتحدة في عام 2015 (17) هدفاً من أهداف التنمية المستدامة بغية تحقيق غايات محددة بحلول عام 2030. وينص بيان المهمة للهدف الرابع عشر، وهو "الحياة تحت الماء"، على ضرورة "حفظ المحيطات والبحار والموارد البحرية واستخدامها على نحو مستدام لتحقيق التنمية المستدامة". كما أعلنت الأمم المتحدة الفترة ما بين 2021 و2030 عقداً لإصلاح النظم الإيكولوجية، إلا أن جهود استعادة الأنظمة البيئية الساحلية لا تحظى حتى الآن بالاهتمام المناسب.

## الموائل الساحلية
### منطقة المد والجزر
تصغير|مناطق المد والجزر

تُعدُّ مناطق المد والجزر تلك المساحات التي تبرز وتنكشف للهواء أثناء الجزر، وتغمرها مياه البحر المالحة عند حدوث المد. وتنقسم هذه المنطقة فيزيائياً إلى أربعة أقسام، يتميز كل منها بخصائص طبيعية وحياة برية فريدة؛ وهي: منطقة الرذاذ، ومنطقة المد العالي، ومنطقة المد المتوسط، ومنطقة المد المنخفض. تُعرف منطقة الرذاذ بأنها مساحة رطبة لا تصل إليها مياه المحيط في الغالب، ولا تُغمر إلا أثناء المد العالي أو العواصف. أما منطقة المد العالي فتغمرها المياه عند المد، لكنها تظل جافة لفترات طويلة بين موجات المد المتتالية. ونظراً للتباين الكبير في الظروف البيئية السائدة في هذه المنطقة، فإنها تأوي أحياءً برية شديدة التحمل لهذه التقلبات، مثل البرنقيل والحلزونات البحرية وبلح البحر والسرطان الناسك. وتتدفق مياه المد فوق منطقة المد المتوسط مرتين يومياً، وتتمتع هذه المنطقة بتنوع أحيائي أكثر ثراءً. أما منطقة المد المنخفض فتظل مغمورة بالمياه طوال الوقت تقريباً باستثناء حالات الجزر الشديد، وتزدهر فيها الحياة بشكل أكبر بفضل الحماية التي توفرها مياه البحر.

### المصبات
تصغير|المصبات المائية

تتكون المصبات حيثما يطرأ تغير ملحوظ في مستويات الملوحة بين مصادر المياه المالحة والعذبة، وغالباً ما توجد هذه الظاهرة عند التقاء الأنهار بالمحيطات أو البحار. وتنفرد المصبات بأحياء فطرية متميزة؛ نظراً لكون مياهها "مسوساً"، وهي مزيج من مياه الأنهار العذبة المتدفقة نحو المحيط ومياه البحر المالحة. كما توجد أنواع أخرى من المصبات تشترك في خصائصها مع المصبات التقليدية ذات المياه المسوس؛ وتعد البحيرات العظمى مثالاً بارزاً على ذلك، إذ تختلط مياه الأنهار هناك بمياه البحيرات لتشكل مصبات عذبة. وتمثل المصبات أنظمة بيئية فائقة الإنتاجية يعتمد عليها الإنسان والعديد من الأنواع الحيوانية في شتى الأنشطة. ويتضح ذلك جلياً في كون 22 مدينة من بين أكبر 32 مدينة في العالم تقع على المصبات؛ لما توفره من مزايا بيئية واقتصادية جمة، فهي تشكل موائل حيوية لأنواع كثيرة، وتعد مراكز اقتصادية للعديد من المجتمعات الساحلية. كما تقدم المصبات خدمات بيئية جوهرية، مثل تنقية المياه، وحماية الموائل، ومكافحة التآكل، وتنظيم الغازات، وتدوير المغذيات، فضلاً عن توفير فرص تعليمية وترفيهية وسياحية.
تصغير|بحيرة شاطئية

### البحيرات الشاطئية

تُعدُّ البحيرات الشاطئية مساحات مائية تفصلها عن المسطحات المائية الأكبر حواجزُ طبيعية، كالشعاب المرجانية أو الألسنة الرملية. وتصنف هذه البحيرات إلى نوعين: البحيرات الساحلية، والبحيرات المرجانية (أو الحلقية). والبحيرة الساحلية، وفق التعريف المذكور آنفاً، هي ببساطة جرم مائي يحجزه عائق طبيعي عن المحيط؛ أما البحيرة المرجانية فهي عبارة عن شعاب مرجانية دائرية أو عدة جزر مرجانية تحيط ببحيرة شاطئية، وغالباً ما تكون هذه البحيرات المرجانية أعمق بكثير من نظيرتها الساحلية. وبما أن معظم هذه البحيرات ضحلة جداً، فإنها تتأثر تأثراً بالغاً بالتغيرات في هطول الأمطار والتبخر والرياح، مما يؤدي إلى تباين واسع في درجات ملوحتها وحرارتها، إذ تتراوح طبيعة مياهها بين العذبة وشديدة الملوحة. وتنتشر البحيرات الشاطئية على السواحل في جميع أنحاء العالم وفي كافة القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية، وهي موئل شديد التنوع البيئي، إذ تضم مجموعة واسعة من الكائنات تشمل الطيور والأسماك والسرطانات والعوالق وغيرها. كما تكتسب البحيرات الشاطئية أهمية اقتصادية بالغة؛ نظراً لما تقدمه من خدمات بيئية متنوعة إلى جانب كونها موطناً للعديد من الأنواع، ومن هذه الخدمات: دعم مصايد الأسماك، وتدوير المغذيات، والحماية من الفيضانات، وتنقية المياه، فضلاً عن دورها في التقاليد والموروثات البشرية.

### الشعاب

#### الشعاب المرجانية

تُعدُّ الشعاب المرجانية من أشهر الأنظمة البيئية البحرية في العالم، وأكبرها الحيد المرجاني العظيم. وتتألف هذه الشعاب من مستعمرات مرجانية ضخمة تضم أنواعاً شتى تعيش معاً، حيث يشكل المرجان علاقات تكافلية متعددة مع الكائنات المحيطة به. وتواجه الشعاب المرجانية تأثرات حادة جراء الاحتباس الحراري، فهي من أكثر الأنظمة البيئية البحرية عرضة للخطر؛ إذ تهدد موجات الحرارة البحرية المرتفعة بتدهور هذه الشعاب وفقدان هياكلها الحيوية، فضلاً عن تعرضها المتكرر لهذه الموجات الحرارية.


File:The Coral Reef at the Andaman Islands.jpg|
File:Global distribution of coral, mangrove, and seagrass diversity.png|
File:Dugong Marsa Alam.jpg| 


#### شعاب ذوات الصدفتين
[تصغير|يسار|1.5| الخدمات البيئية التي توفرها شعاب [ذوات الصدفتين فوق القاعية]]

توفر شعاب ذوات الصدفتين حماية للسواحل من خلال مكافحة التآكل وتثبيت الشواطئ، كما تساهم في تعديل المشهد الطبيعي الفيزيائي عبر هندسة الأنظمة البيئية؛ وبذلك تهيئ موائل للأنواع الأخرى من خلال التفاعلات الميسرة مع بيئات مجاورة، مثل مجتمعات القاع في السهول المدية وحقول النجيل البحري والأهوار.

### <span class="anchor" id="Vegetated coastal ecosystems"></span> الأنظمة البيئية النباتية
تصغير|يسار|1.5| التوزيع العالمي للنجيل البحري، والأهوار المدية، والمنجروف

تنتشر الأنظمة البيئية الساحلية النباتية في كافة أنحاء العالم كما يظهر في الرسم التوضيحي. فتوجد حقول النجيل البحري في شتى البقاع، من المياه القطبية الباردة إلى المناطق الاستوائية، بينما تقتصر غابات المنغروف على المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، في حين تنتشر الأهوار المدية في جميع الأقاليم، وإن كانت أكثر شيوعاً في المناطق المعتدلة. وتغطي هذه الأنظمة مجتمعة نحو 50 مليون هكتار، وتقدم حزمة متنوعة من الخدمات البيئية، مثل تعزيز الإنتاج السمكي، وحماية الخط الساحلي، وتخفيف حدة التلوث، فضلاً عن معدلاتها المرتفعة في حبس الكربون.

وعلى مر القرون، تعرضت هذه الأنظمة لفقدان متسارع نتيجة تغير استخدامات الأراضي، وهي وتيرة تزايدت في العقود الأخيرة. وتتعدد أسباب تحويل الموائل عالمياً؛ إذ تشمل تحويلها إلى مناطق للاستزراع المائي والزراعة، والاستغلال المفرط للغابات، والاستخدام الصناعي، وبناء السدود عند أعالي الأنهار، وعمليات التجريف، وإثراء المياه بالمغذيات، والتوسع العمراني، والتحول إلى مياه مفتوحة بسبب التسارع في ارتفاع مستوى سطح البحر وهبوط الأراضي.

وتستقر هذه الأنظمة عادةً فوق رسوبيات غنية بالمواد العضوية قد يبلغ عمقها عدة أمتار، وهي قادرة على حبس الكربون بفاعلية نظراً لظروف نقص الأكسجين وعوامل أخرى تمنع التحلل في الأعماق. وقد تتجاوز مخزونات الكربون هذه نظيرتها في الأنظمة البيئية البرية، بما في ذلك الغابات، بعدة أضعاف. وعندما تتدهور الموائل الساحلية أو تُحول لأغراض أخرى، يختل استقرار الكربون في الرسوبيات أو يتعرض للأكسجين، مما يؤدي لزيادة النشاط الميكروبي الذي يطلق كميات ضخمة من غازات الاحتباس الحراري إلى الغلاف الجوي أو العمود المائي. وتُلمس الآثار الاقتصادية المحتملة الناتجة عن انبعاث الكربون الأزرق الساحلي المخزن في جميع أنحاء العالم، وهي آثار تنجم أساساً عما يتبع زيادة هذه الانبعاثات من تفاقم للجفاف وارتفاع لمستوى سطح البحر وزيادة في تكرار الظواهر الجوية المتطرفة.


File:Conceptual diagrams of estuarine vegetation.png| رسم توضيحي لنباتات المصبات
File:Ecosystem services provided by a vegetated coastal ecosystem.jpg| الخدمات البيئية التي يوفرها النظام البيئي الساحلي النباتي. رسم يوضح الترابط في دورة حياة ربيان البنيدات داخل النظام الساحلي النباتي، مما يشير إلى أن تقييم مناطق الحصاد قد يغفل الأهمية الحاسمة لهذه البيئات في دورة الحياة.


#### الأراضي الرطبة الساحلية

تصغير|يسار|2| يسود المنجروف في المناطق الاستوائية، بينما تسود السبخات الملحية في المناطق المعتدلة. ويبدو أن وجود الصقيع هو العامل الحاسم في تحديد هذا النطاق، إذ لا يتحمل المنجروف الصقيع.
&emsp;

تُصنف الأراضي الرطبة الساحلية ضمن أكثر الأنظمة البيئية إنتاجية على كوكب الأرض، حيث تقدم خدمات حيوية تعود بالنفع على المجتمعات البشرية في كافة أرجاء العالم. ويساهم تثبيت الرسوبيات في الأراضي الرطبة، كالسبخات الملحية والمنجروف، في حماية التجمعات الساحلية من أمواج العواصف والفيضانات وتآكل التربة. كما تعمل هذه الأراضي على خفض مستويات التلوث الناتجة عن النفايات البشرية، وتخليص العمود المائي من المغذيات الزائدة، واحتجاز الملوثات، فضلاً عن دورها في عزل الكربون. وإضافة إلى ذلك، تمثل الأراضي الرطبة القريبة من الشواطئ موائل حضانة ومناطق تغذية أساسية لأسماك الصيد الرياضي، مما يدعم فئات متنوعة من الأنواع ذات الأهمية الاقتصادية الكبيرة.

##### غابات المنجروف

تُعدُّ أشجار المنجروف أشجاراً أو شجيرات تنمو في تربة شحيحة الأكسجين بالقرب من السواحل في الأقاليم الاستوائية أو شبه الاستوائية. وهي تشكل نظاماً بيئياً فائق الإنتاجية والتعقيد يربط بين اليابسة والبحر. ويتألف المنجروف من أنواع لا تربطها ببعضها صلة قرابة بالضرورة؛ بل تُصنف ضمن مجموعة واحدة بناءً على سماتها المشتركة لا على تشابهها الجيني. ونظراً لمجاورتها للسواحل، طورت هذه النباتات تكيفات حيوية مثل إفراز الأملاح وتهوية الجذور لتتمكن من العيش في مياه مالحة فقيرة بالأكسجين. وغالباً ما تُعرف أشجار المنجروف بجذورها المتشابكة والكثيفة التي تحمي الساحل من خلال الحد من التآكل الناتج عن المد العاصفي والتيارات والأمواج والمد والجزر. كما يمثل النظام البيئي للمنجروف مصدراً غذائياً مهماً لأنواع عديدة، ويتميز ببراعة في عزل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي؛ إذ يُقدّر مخزون الكربون العالمي في المنجروف بنحو 34 مليون طن متري سنوياً.

##### السبخات الملحية

تُعدُّ السبخات الملحية منطقة انتقالية بين المحيط واليابسة، حيث تمتزج المياه العذبة بالمالحة. وغالباً ما تتكون تربة هذه السبخات من الطين وطبقة من المواد العضوية تُعرف بـ"الخث"؛ وهو عبارة عن مادة نباتية متحللة مشبعة بالمياه ومليئة بالجذور، ما يؤدي غالباً إلى انخفاض مستويات الأكسجين (نقص الأكسجة). وتُحفز ظروف نقص الأكسجة هذه نمو البكتيريا التي تمنح السبخات الملحية رائحة الكبريت التي تشتهر بها. وتنتشر السبخات الملحية في جميع أنحاء العالم، وهي ركيزة أساسية لسلامة الأنظمة البيئية واستدامة الاقتصاد؛ إذ تُصنف ضمن الأنظمة البيئية فائقة الإنتاجية، حيث تقدم خدمات جوهرية لأكثر من 75% من أنواع الأسماك التجارية، وتحمي الخطوط الساحلية من التآكل والفيضانات. ويمكن تقسيم السبخات الملحية عموماً إلى: السبخة العالية، والسبخة المنخفضة، والحدود البرية. تقع السبخة المنخفضة بالقرب من المحيط، وتغمرها المياه مع كل مدٍّ تقريباً باستثناء وقت الجزر. أما السبخة العالية فتقع بين السبخة المنخفضة والحدود البرية، ولا تغمرها المياه عادةً إلا في حالات المد الأعلى من المعتاد. وتمثل الحدود البرية طرف السبخة المتاخم للمياه العذبة، وتوجد عادةً في مستويات ارتفاع أعلى قليلاً من السبخة العالية؛ ولا تُغمر هذه المنطقة إلا في الظروف الجوية القاسية، كما أنها أقل عرضة للتشبع بالمياه والإجهاد الملحي مقارنة بمناطق السبخة الأخرى.

#### مروج النجيل البحري

يُشكّل النجيل البحري مروجاً مائية كثيفة تُعدُّ من بين أكثر الأنظمة البيئية إنتاجية في العالم؛ إذ توفر موائل وغذاءً لتنوع أحيائي بحري يضاهي ما توفره الشعاب المرجانية. ويشمل ذلك اللافقاريات مثل الروبيان والسرطانات، وأسماك القد والأسماك المفلطحة، والثدييات البحرية والطيور؛ كما تمثل ملاذاً للأنواع المهددة بالانقراض مثل فرس البحر والسلاحف والأطوم، وتعمل بمثابة حضانات للروبيان والمحار والعديد من أنواع الأسماك التجارية. وتساهم مروج النجيل البحري في حماية السواحل من العواصف، إذ تمتص أوراقها طاقة الأمواج عند ارتطامها بالشاطئ؛ كما تحافظ على سلامة المياه الساحلية بامتصاص البكتيريا والمغذيات، وتُبطئ من وتيرة تغير المناخ عبر عزل ثاني أكسيد الكربون في رسوبيات قاع المحيط.

تطور النجيل البحري من طحالب بحرية استوطنت اليابسة وتحولت إلى نباتات برية، ثم عادت إلى المحيط قبل نحو 100 مليون عام. ومع ذلك، تتعرض مروج النجيل البحري اليوم للتلف جراء الأنشطة البشرية، مثل التلوث الناتج عن الجريان السطحي من اليابسة، وقوارب الصيد التي تجر الجرافات أو شباك الجر عبر المروج مما يؤدي لاقتلاع الأعشاب، فضلاً عن الصيد الجائر الذي يخل بتوازن النظام البيئي؛ وتُدمر مروج النجيل البحري حالياً بمعدل يعادل مساحة ملعبي كرة قدم كل ساعة.


File:Fan mussel (Pinna nobilis).jpg|مروج النجيل البحري
File:Diver in kelp forest.jpg|غابة عشب البحر


#### غابات أعشاب البحر

تنتشر غابات أعشاب البحر في جميع أنحاء العالم عبر المحيطات الساحلية في الأقاليم المعتدلة والقطبية. وفي عام 2007، اكتُشفت هذه الغابات أيضاً في المياه الاستوائية بالقرب من الإكوادور.

توفر غابات أعشاب البحر -التي تتكون فيزيائياً من طحالب كبيرة بنية- موئلاً فريداً للكائنات البحرية، وتُعدُّ مورداً أساسياً لفهم العديد من العمليات البيئية. وخلال القرن الماضي، كانت هذه الغابات محوراً لأبحاث مستفيضة، لا سيما في علم بيئة الشبكات الغذائية، ولا تزال تثير أفكاراً علمية مهمة تتجاوز حدود هذا النظام البيئي الفريد؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لغابات أعشاب البحر أن تؤثر على أنماط علم المحيطات الساحلية وتقدم العديد من خدمات النظام البيئي.

بيد أن الأنشطة البشرية ساهمت في كثير من الأحيان في تدهور غابات أعشاب البحر؛ ومن بواعث القلق بصفة خاصة آثار الإفراط في صيد الأسماك في الأنظمة البيئية القريبة من الشواطئ، الأمر الذي قد يؤدي إلى تحرر الحيوانات العاشبة من ضوابطها السكانية المعتادة، مما يسفر عن رعي جائر لأعشاب البحر والطحالب الأخرى. وقد يفضي هذا سريعاً إلى تحول المنطقة إلى "صحاري قنافذ البحر" حيث لا تبقى إلا أنواع قليلة نسبياً. ونتيجة للتأثيرات المشتركة لـالإفراط في صيد الأسماك وتغير المناخ، اختفت غابات أعشاب البحر تقريباً في العديد من المناطق المعرضة للخطر، مثل الساحل الشرقي لجزيرة تسمانيا وساحل شمال كاليفورنيا. ويُعدُّ إنشاء المحميات البحرية إحدى استراتيجيات الإدارة المفيدة لمعالجة هذه القضايا، إذ قد يحد من آثار الصيد ويحمي النظام البيئي من التأثيرات التراكمية للضغوط البيئية الأخرى.

## علم بيئة السواحل

### الشبكات الغذائية الساحلية

تضم المياه الساحلية مياه المصبات والمياه التي تعلو الرفوف القارية؛ وهي تشغل نحو 8% من إجمالي مساحة المحيطات، وتسهم بنحو نصف الإنتاجية الكلية للمحيطات. وتُعد المغذيات الرئيسة المحددة لظاهرة فرط المغذيات هي النيتروجين في المياه الساحلية، والفسفور في البحيرات؛ ويوجد كلاهما بتركيزات عالية في الذرق (فضلات الطيور البحرية)، الذي يعمل كسماد للمحيط المحيط أو البحيرات المجاورة. ويُعدُّ حمض البول مركب النيتروجين السائد في هذه الفضلات، وتنتج أشكال مختلفة من النيتروجين أثناء عملية تمعدنه.

ونادراً ما تعمل الأنظمة البيئية بمعزل عن الأنظمة المجاورة لها، حتى تلك التي تبدو حدودها متمايزة؛ إذ يدرك علماء البيئة بشكل متزايد الآثار البالغة التي يتركها انتقال الطاقة والمغذيات عبر الأنظمة البيئية على المجتمعات والأحيائية من نبات وحيوان. ومن الأمثلة الجلية على ذلك كيفية تركيز الطيور البحرية للمغذيات المستمدة من البحر في جزر التكاثر على شكل فضلات (ذرق) تحتوي على نحو 15-20% من النيتروجين و10% من الفسفور. وتغير هذه المغذيات بشكل جذري من آليات عمل الأنظمة البيئية البرية وديناميكياتها، كما تعزز من الإنتاجية الأولية والثانوية. ومع أن دراسات عديدة أثبتت إثراء المكونات البرية بالنيتروجين نتيجة ترسب الذرق عبر مجموعات تصنيفية متنوعة، إلا أن القليل منها بحث في أثره العكسي على الأنظمة البيئية البحرية، واقتصرت معظم تلك الدراسات على المناطق المعتدلة والمياه الغنية بالمغذيات. وفي المناطق الاستوائية، توجد الشعاب المرجانية بجوار جزر تضم مستعمرات كبيرة من الطيور البحرية المتكاثرة، مما يجعلها عرضة للتأثر بالإثراء المحلي بالمغذيات نتيجة انتقال المغذيات المستمدة من هذه الطيور إلى المياه المحيطة؛ وتشير الدراسات حول أثر الذرق في الأنظمة البحرية الاستوائية إلى أن النيتروجين المستمد منه يثري مياه البحر والمنتجين الأوليين في الشعاب.

وتمتلك المرجانيات البانية للشعاب احتياجات أساسية من النيتروجين، ونظراً لنموها في مياه استوائية فقيرة بالمغذيات حيث يمثل النيتروجين عنصراً رئيساً يحد من الإنتاجية الأولية، فقد طورت تكيفات محددة للحفاظ على هذا العنصر. ويعزى نجاح استقرارها واستمرارها جزئياً إلى تكافلها مع "الدوارات السوطية" وحيدة الخلية، التي يمكنها امتصاص النيتروجين اللاعضوي المذاب (الأمونيوم والنترات) من المياه المحيطة والاحتفاظ به. كما تستطيع هذه "الزوكسانثيلا" إعادة تدوير الفضلات الحيوانية وإعادتها إلى المرجان المضيف على شكل أحماض أمينية، أو أمونيوم أو يوريا. وبإمكان المرجانيات أيضاً ابتلاع حبيبات الرسوبيات الغنية بالنيتروجين والعوالق. ومع ذلك، يمكن أن يترك فرط المغذيات الساحلي والإمداد الزائد بها آثاراً سلبية قوية على المرجانيات، مما يؤدي إلى تراجع نمو الهيكل العظمي.


File:Pathways for guano-derived nitrogen to enter marine food webs.webp | مسارات دخول النيتروجين المستمد من الذرق إلى الشبكات الغذائية البحرية
File:Seabird ornitheutrophication coupling.png | تمثل مستعمرات الطيور البحرية بؤراً ساخنة للمغذيات، لا سيما النيتروجين والفسفور


### المفترسات الساحلية
[تصغير|يسار|1.8| الآثار المتوقعة لوجود المفترسات، أو غيابها، على خدمات النظام البيئي (عزل الكربون، وحماية السواحل، واستقرار النظام البيئي) في المجتمعات النباتية الساحلية. من المتوقع أن تدعم المفترسات -من خلال التفاعلات المباشرة وغير المباشرة مع [مستوى غذائي|المستويات الغذائية الدنيا- زيادة امتصاص الكربون في النباتات والتربة، وحماية السواحل من عرام العواصف والفيضانات، وتعزيز الاستقرار والمقاومة البيئية.]]

تتوقع نظرية الشبكة الغذائية أن التراجع العالمي الحالي في أعداد المفترسات البحرية قد يؤدي إلى عواقب غير محمودة للعديد من الأنظمة البيئية البحرية. ففي المجتمعات النباتية الساحلية -مثل أعشاب البحر، ومروج النجيل البحري، وغابات المنجروف، والسبخات الملحية- وثقت دراسات عدة الآثار بعيدة المدى لتغير أعداد المفترسات؛ إذ يبدو أن فقدان المفترسات البحرية يؤثر سلباً على هذه المجتمعات النباتية وعلى الخدمات البيئية التي تقدمها.

وتنص فرضية "العالم الأخضر" على أن فقدان سيطرة المفترسات على الحيوانات العاشبة قد يؤدي إلى استهلاك جائر من شأنه أن يجرد المشاهد الطبيعية البرية أو البحرية من غطائها النباتي في نهاية المطاف. ومنذ ظهور هذه الفرضية، سعى علماء البيئة لفهم مدى انتشار الآثار غير المباشرة والمتناوبة للمفترسات على المستويات الغذائية الدنيا (الشلالات الغذائية)، وتأثيرها العام على الأنظمة البيئية؛ حيث تشير أدلة كثيرة الآن إلى أن المفترسات العليا تمثل ركيزة أساسية لاستمرار بعض هذه الأنظمة.

تُعد المجتمعات النباتية الساحلية من أكثر الأنظمة البيئية المهددة بالانقراض في العالم، مع فقدان يقدر بأكثر من 50% من موائلها. ورغم قتامة هذا الرقم، فإن المفترسات التي تجوب هذه الأنظمة الساحلية قد واجهت مصيراً أسوأ بكثير؛ إذ تراجعت أعداد فئات مفترسة عدة -بما فيها أنواع من الثدييات البحرية، والقرشيات، والطيور البحرية- بنسبة تتراوح بين 90 و100% مقارنة بأعدادها التاريخية. وبما أن تراجع المفترسات قد سبَق تدهور الموائل تاريخياً، فإن ذلك يشير إلى أن التغيرات في أعداد المفترسات قد تكون المحرك الرئيس للتغير في الأنظمة الساحلية.

ولا ريب في أن انهيار أعداد المفترسات البحرية يعود إلى الاستنزاف المفرط من جانب البشر. فقد بدأت عمليات الاستئصال الموضعي والانقراضات للمفترسات الساحلية على يد البشر منذ أكثر من 40,000 عام مع صيد الكفاف؛ غير أن معظم المفترسات البحرية ضخمة الجسم (الحيتان المسننة، والأسماك المحيطية الكبيرة، والطيور البحرية، وزعنفيات الأقدام، والقضاعات) بدأت تعاني من تراجع عالمي حاد خلال القرن الماضي، بالتزامن مع التوسع السكاني الساحلي والتقدم في الصيد الصناعي. وعقب هذا التراجع، بدأت تظهر أدلة على وجود شلالات غذائية في الأنظمة البيئية الساحلية، مع إدراك مقلق بأن أثرها يتجاوز مجرد التأثير على المستويات الغذائية الدنيا.

وقد تزايد فهم أهمية المفترسات في المجتمعات النباتية الساحلية بفضل قدرتها الموثقة على التأثير في خدمات النظام البيئي؛ إذ أظهرت أمثلة متعددة أن التغيرات في قوة أو اتجاه آثار المفترسات على المستويات الغذائية الدنيا يمكن أن تؤثر في التآكل الساحلي، وعزل الكربون، والمرونة البيئية. وأصبحت فكرة أن الاستئصال المحلي للمفترسات يمكن أن يخلف آثاراً بعيدة المدى على استدامة النباتات الساحلية وخدماتها البيئية دافعاً رئيساً لصونها في الأنظمة الساحلية.

### علم بيئة المشاهد البحرية
تصغير|يسار|1.8| مثال على ترابط المشاهد البحرية بين أنواع مختلفة من الرقع في مشهد بحري استوائي وتدفق خدمات النظام البيئي. تُمثّل الروابط البيئية بالأسهم: البرية (بني)؛ والمنجروف (أخضر)؛ والنجيل البحري (أزرق)؛ والشعاب المرجانية (أحمر). كما تظهر التغذية الراجعة المحتملة من التأثيرات البشرية (الأسهم الصفراء).

يُعدُّ علم بيئة المشاهد البحرية النسخة البحرية والساحلية من علم بيئة المشاهد الطبيعية. ويبرز هذا العلم حالياً كعلم بيئي محدد مكانياً ومتعدد التخصصات، يكتسب أهمية بالغة في الإدارة البحرية، وصون التنوع الأحيائي، وعمليات الاستعادة. وتمثل المشاهد البحرية مساحات محيطية معقدة، تشكلها أنماط وعمليات ديناميكية ومترابطة تعمل عبر مجموعة واسعة من المقاييس المكانية والزمنية.

أدى التقدم المتسارع في التقنيات الجيومكانية وانتشار المستشعرات -فوق سطح المحيط وتحته- إلى الكشف عن أنماط وعمليات بيئية معقدة ومثيرة للاهتمام علمياً، يعود بعضها إلى الأنشطة البشرية. ورغم التقدم المحرز في جمع البيانات البحرية ورسم خرائطها وتداولها، لا تزال الفجوة كبيرة بين التطور التقني والقدرة على توليد رؤى بيئية تخدم ممارسات الإدارة البحرية والصون؛ فعلى سبيل المثال، توجد فجوات جوهرية في فهم الهيكل المكاني متعدد الأبعاد في البحر، وانعكاسات ذلك على صحة الكوكب ورفاهية الإنسان.

إن الفهم الأعمق للروابط متعددة المقاييس بين البنية والوظيفة والتغير البيئي من شأنه أن يدعم تصميم استراتيجيات الأنظمة الشاملة لحماية التنوع الأحيائي، ويقلل من عدم اليقين بشأن عواقب النشاط البشري. ففي تصميم وتقييم المناطق المحمية البحرية واستعادة الموائل، من الضروري فهم تأثير السياق والتشكيل والترابط المكاني، مع مراعاة تأثيرات المقاييس المختلفة.


File:Fish migrations between coral reef, macroalgae, seagrass, and mangrove habitats.jpg | هجرات الأسماك بين موائل الشعاب المرجانية، والطحالب الكبيرة، والنجيل البحري، والمنجروف: (أ) هجرات التغذية اليومية والمدية، (ب) الهجرة النمائية لصغار أسماك الشعاب المرجانية.
File:Ecosystem cascade for structuring marine spatial planning.jpg | شلال النظام البيئي لهيكلة خطوات جرد الموارد وتحليل السيناريوهات في عملية التخطيط المكاني البحري.


### التفاعلات بين الأنظمة البيئية
تصغير|يسار|1.8| التفاعلات الرئيسية بين المنجروف والنجيل البحري والشعاب المرجانية

يُظهر الرسم التوضيحي جهة اليسار التفاعلات الجوهرية التي تربط بين غابات المنجروف ومروج النجيل البحري والشعاب المرجانية. إذ تعمل هذه الأنظمة الثلاثة كحواجز طبيعية تحمي الموائل البرية من أضرار العواصف والأمواج، كما تشترك في عملية تبادل حيوي للأسماك واللافقاريات المتنقلة. وتؤدي غابات المنجروف ومروج النجيل البحري دوراً حاسماً في تنظيم تدفقات الرسوبيات والمياه العذبة والمغذيات المتجهة نحو الشعاب المرجانية.

يوضح الرسم البياني أدناه المواقع التي تتقارب فيها غابات المنجروف والشعاب المرجانية ومروج النجيل البحري في نطاق كيلومتر واحد من بعضها البعض؛ ويكشف هذا التقاطع المكاني بين الأنظمة الثلاثة عن معدلات تواجدها المشترك على نطاق عالمي. وتشمل المناطق التي تتقاطع فيها هذه الأنظمة بقوة: أمريكا الوسطى (بليز)، ومنطقة الكاريبي، والبحر الأحمر، ومثلث المرجان (لا سيما ماليزيا)، ومدغشقر، والحيد المرجاني العظيم.

تصغير|يسار|1.8| تكامل خدمات النظام البيئي بين المنجروف والنجيل البحري والشعاب المرجانية

يوضح الرسم البياني جهة اليسار تكامل خدمات النظام البيئي بين المنجروف والنجيل البحري والشعاب المرجانية؛ فمن شأن الحفاظ على سلامة هذه الأنظمة أن يرفع من قيمة خدماتها البيئية ويجعلها تعزز بعضها بعضاً. فعلى سبيل المثال، تساهم حماية السواحل (عبر تخفيف حدة العواصف والأمواج) في الحفاظ على بنية الأنظمة البيئية المجاورة وما تقدمه من خدمات في اتجاه يبدأ من عرض البحر نحو الشاطئ. كما تتميز المصايد السمكية بوجود أنواع مهاجرة، ولذا فإن حماية الأسماك في أحد هذه الأنظمة يؤدي إلى زيادة كتلتها الحيوية في الأنظمة الأخرى. وتجني السياحة ثماراً مباشرة من حماية السواحل وسلامة المصايد في هذه الأنظمة المتعددة؛ ولم تُبرز الخطوط التوضيحية الروابط الداخلية لكل نظام على حدة هنا للتركيز بشكل أكبر على التكامل القائم بين الأنظمة المختلفة.

### علم بيئة الشبكات

تصغير|يسار|1.8| شبكة غذائية في منطقة المد والجزر تبرز العُقد والروابط الخاصة بـ (أ) الصيد الحرفي و(ب) العوالق.

ومما يزيد الأمر تعقيداً أن استنزاف الكتلة الحيوية من المحيطات يحدث بالتزامن مع ضغوطات متعددة أخرى مرتبطة بتغير المناخ، مما يضعف قدرة هذه الأنظمة الاجتماعية والبيئية على الاستجابة للاضطرابات. فإلى جانب درجة حرارة سطح البحر، يؤثر تغير المناخ أيضاً على العديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الأخرى للمياه الساحلية (كالطبقية، والتحمض، والتهوية)، بالإضافة إلى أنظمة الرياح التي تتحكم في إنتاجية المياه السطحية في أنظمة الصعود الساحلي الغنية.

تنعكس التغيرات في إنتاجية المحيطات على تقلبات الكتلة الحيوية للعوالق؛ حيث تسهم العوالق بنحو نصف الإنتاج الأولي العالمي، وتدعم الشبكات الغذائية البحرية، وتؤثر في العمليات الكيميائية الحيوية الجيولوجية في المحيطات، كما تترك أثراً بالغاً على المصايد التجارية. ومن المتوقع حدوث انخفاض عام في إنتاجية العوالق البحرية على نطاق عالمي.

وقد سُجلت بالفعل زيادات وانخفاضات طويلة الأمد في إنتاجية العوالق على مدار العقدين الماضيين عبر مناطق شاسعة من نظام "تيارات همبولت" للصعود الساحلي قبالة سواحل تشيلي، ومن المتوقع أن ينتقل هذا التأثير صعوداً عبر الشبكات الغذائية المحيطية والقاعية.

ساهم علم بيئة الشبكات في تعميق فهم الأنظمة البيئية عبر توفير إطار عمل قوي لتحليل المجتمعات الحيوية. واستخدمت الدراسات السابقة هذا الإطار لتقييم صمود الشبكة الغذائية ضد انقراض الأنواع، والذي يُعرف بأنه الكسر المتبقي من الأنواع الأصلية في النظام البيئي بعد حدوث انقراض أولي. وأبانت هذه البحوث أهمية الأنواع شديدة الاتصال في الحفاظ على استمرارية الشبكة الغذائية (بصرف النظر عن موقعها الغذائي)، والأنواع القاعدية، والأنواع شديدة الاتصال التي تدعم غذائياً أنواعاً أخرى شديدة الاتصال في الوقت ذاته.

اعتمدت معظم هذه الدراسات منهجاً استاتيكياً (سكونياً) مستمداً من نظرية الشبكات لتحليل آثار التغيرات الهيكلية على الشبكات الغذائية المتمثلة في عُقد (أنواع) وروابط (تفاعلات)، لكنه يغفل قوة التفاعلات وديناميكيات التجمعات السكانية للأنواع المتفاعلة. في المقابل، استخدمت دراسات أخرى منهجاً ديناميكياً لا يقتصر على مراعاة بنية وكثافة التفاعلات في الشبكة الغذائية فحسب، بل يدرس أيضاً التغيرات في الكتلة الحيوية للأنواع عبر الزمن والآثار غير المباشرة لهذه التغيرات على الأنواع الأخرى.

## الكيمياء الحيوية الجيولوجية الساحلية

تصغير|يسار|1.6| عمليات النباتات والحيوانات التي تتحكم في التدفقات الكيميائية الحيوية الجيولوجية القاعية. الأسهم البيضاء: تدفقات المواد المذابة، الأسهم السوداء: تدفقات المواد الجزيئية. الإنتاج الأولي: امتصاص المغذيات وثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين (1)، تعزيز الترسيب وتثبيت الرسوبيات بواسطة المنتجين الأوليين القاعيين (2)، استهلاك الغذاء (3)، الإفراز/الترسيب الحيوي للفضلات (4)، إخراج المغذيات والتنفس (5)، والتعكر الأحيائي، بما في ذلك الري الحيوي (6) وخلط الرسوبيات (7).

تصغير|يسار|1.6| عمليات المصدر والمصب للكتلة الحيوية للحيوانات القاعية مع روابط لدورات الكربون والنيتروجين والفسفور والأكسجين. (POM) المادة العضوية الجزيئية؛ (DIN) النيتروجين اللاعضوي المنحل؛ (DIP) الفسفور اللاعضوي المنحل.

يُمثّل فرط المغذيات إحدى المشكلات البيئية الكبرى في الأنظمة البيئية الساحلية على الصعيد العالمي؛ إذ ارتفعت المدخلات النهرية السنوية من النيتروجين والفسفور إلى المحيطات خلال القرن الماضي من 19 إلى 37 مليون طن من النيتروجين، ومن 2 إلى 4 ملايين طن من الفسفور. وبدت هذه الزيادات أكثر وضوحاً على المستوى الإقليمي، كما رُصد في الولايات المتحدة وأوروبا والصين؛ ففي بحر البلطيق مثلاً، تضاعفت أحمال النيتروجين والفسفور بنحو ثلاث وست مرات على التوالي. كما تزايد تدفق النيتروجين النهري إلى المياه الساحلية في الصين بمقدار عشرة أضعاف خلال ثلاثين عاماً، بينما تضاعف تصدير الفسفور ثلاث مرات بين عامي 1970 و2000.

وتعوق آثار تغير المناخ الجهود المبذولة للتخفيف من حدة فرط المغذيات عبر خفض أحمالها. إذ تؤدي التغيرات في هطول الأمطار إلى زيادة جريان النيتروجين والفسفور والكربون من اليابسة، وهو ما يؤدي -بالتزامن مع الاحترار وزيادة ذوبان ثاني أكسيد الكربون- إلى تغيير دورات المغذيات والكربون البحرية المترابطة.

وبخلاف أعالي البحار التي تهيمن على دوراتها الكيميائية الحيوية الجيولوجية العمليات المحيطية المدفوعة بـالدوران المحيطي، تتفاعل العمليات المحيطية والقاعية بقوة في المنطقة الساحلية تحت تأثير بيئة فيزيائية معقدة وديناميكية. ويؤدي فرط المغذيات في المناطق الساحلية إلى تحولات نحو الطحالب الانتهازية سريعة النمو، ويصاحبه عموماً تراجع في النباتات القاعية الكبيرة بسبب انخفاض نفاذ الضوء، وتغير طبيعة الطبقة السفلية، وزيادة ترسب الرسوبيات المختزلة. كما تسببت زيادة الإنتاج واحترار المياه في اتساع نطاق نقص الأكسجين في قاع البحر، وما تبع ذلك من فقدان للكائنات القاعية. وغالباً ما تفقد الأنظمة التي تعاني من نقص الأكسجين العديد من الكائنات العليا طويلة العمر، وتصبح العمليات البكتيرية القاعية والتحولات المحيطية السريعة هي المهيمنة على الدورات الكيميائية الحيوية الجيولوجية. ومع ذلك، إذا لم يحدث نقص في الأكسجين، فإن الكتلة الحيوية للحيوانات القاعية تميل إلى الزيادة مع تزايد فرط المغذيات.

وتؤثر التغيرات في الكائنات القاعية تأثيراً بعيد المدى على الدورات الكيميائية الحيوية الجيولوجية في المنطقة الساحلية وما وراءها. ففي المنطقة المضاءة، تنظم النباتات الدقيقة والكبيرة القاعية التدفقات الكيميائية الحيوية الجيولوجية عبر الإنتاج الأولي البحري وتخزين المغذيات وتثبيت رواسب قاع البحر، كما تعمل كبيئة حاضنة ومصدر غذاء لمجموعة متنوعة من الحيوانات، كما يظهر في الرسم التوضيحي أعلاه. وتساهم الحيوانات القاعية في التحولات والتدفقات الكيميائية الحيوية الجيولوجية بين الماء والرسوبيات؛ سواءً بشكل مباشر عبر تمثيلها الغذائي، أو بشكل غير مباشر من خلال إعادة صياغة الرسوبيات ومياهها المسامية وتحفيز العمليات البكتيرية. كما يؤدي الرعي على المادة العضوية المحيطية والترسيب الحيوي للفضلات بواسطة الحيوانات التي تتغذى بالترشيح إلى زيادة معدلات ترسيب المادة العضوية. وبالإضافة إلى ذلك، يُحتجز الكربون والمغذيات في الكتلة الحيوية وتتحول من صور عضوية إلى صور غير عضوية عبر العمليات الأيضية. كما يعمل التعكر الأحيائي، بما في ذلك إعادة صياغة الرسوبيات وعمليات تهوية الجحور (الري الحيوي)، على إعادة توزيع الجزيئات والمواد المذابة داخل الرسوبيات وتعزيز التدفقات بين الرسوبيات والماء. ويمكن للتعكر الأحيائي أيضاً أن يعزز إعادة تعليق الجزيئات، وهي ظاهرة تُعرف باسم "إعادة التعليق الحيوي". وتؤثر هذه العمليات مجتمعة على الظروف الفيزيائية والكيميائية عند واجهة التفاعل بين الماء والرسوبيات، وتؤثر بقوة على تحلل المادة العضوية. وعند تعميم هذه النتائج على مستوى النظام البيئي، فإن هذه الظروف المعدلة يمكن أن تغير بشكل كبير من أداء الأنظمة البيئية الساحلية، وفي نهاية المطاف، دور المنطقة الساحلية في تنقية وتحويل المغذيات والكربون.

## الصيد الحرفي

تصغير|قارب صيد تشيلي

يعتمد الصيد الحرفي على معدات صيد بسيطة وسفن صغيرة الحجم، وعادةً ما تقتصر أنشطته على المناطق الساحلية. وبشكل عام، تحدد قوى "التأثير من الأعلى إلى الأسفل" و"التأثير من الأسفل إلى الأعلى" آليات عمل الأنظمة البيئية وديناميكياتها؛ فالمصايد -كقوة تأثير من الأعلى إلى الأسفل- يمكن أن تؤدي إلى تقصير الشبكات الغذائية وزعزعة استقرارها، بينما يمكن أن تؤدي التغيرات المناخية إلى تعديل قوى التأثير من الأسفل إلى الأعلى المتمثلة في الإنتاج الأولي البحري.

تُعد التأثيرات البشرية المباشرة والمجموعة الكاملة من محركات التغير العالمي السبب الرئيسي لانقراض الأنواع في أنظمة الأنثروبوسين البيئية، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة على أداء الأنظمة البيئية والخدمات التي تقدمها للمجتمعات البشرية. وتُعد أزمة المصايد العالمية من بين تلك العواقب، وهي أزمة تشمل مختلف استراتيجيات الصيد والمناطق المحيطية والأنواع، وتمتد لتشمل الدول التي تفتقر إلى التنظيم الصارم وتلك التي طبقت استراتيجيات إدارة مشتركة قائمة على الحقوق للحد من فرط الاستغلال.

تُعد تشيلي من الدول الرائدة في تطبيق نظام "حقوق الاستخدام الإقليمية" (TURFs) على نطاق جغرافي غير مسبوق لإدارة الموارد القاعية الساحلية المتنوعة باستخدام استراتيجية الإدارة المشتركة. وتُستخدم هذه المناطق في الصيد الحرفي؛ حيث يتم حصاد أكثر من 60 نوعاً قاعياً ساحلياً بنشاط، وهي أنواع تُستخرج من موائل منطقة المد والجزر والموائل تحت المدية الضحلة. وقد حقق هذا النظام تحسينات ملحوظة في استدامة هذا النظام الاجتماعي والبيئي المعقد، مما ساعد في إعادة بناء المخزونات السمكية القاعية، وتحسين إدراك الصيادين لمفهوم الاستدامة وزيادة الامتثال، فضلاً عن إظهار آثار إيجابية ثانوية على صون التنوع الأحيائي.

ومع ذلك، لا يزال وضع معظم المصايد الحرفية بعيداً عن الاستدامة؛ حيث تظهر على العديد من المخزونات السمكية والأنظمة البيئية الساحلية علامات الاستنزاف المفرط وتدهور النظام البيئي، نتيجة لتدني مستويات التعاون وضعف إنفاذ لوائح مناطق الاستخدام الإقليمي، مما يؤدي إلى مستويات عالية من الصيد غير القانوني وغير المبلغ عنه وغير المنظم. ومن الضروري للغاية تعميق فهم آثار هذه المصايد الحرفية متعددة الأنواع، التي تقوم في آن واحد بحصاد أنواع في كافة المستويات الغذائية، بدءاً من المنتجين الأوليين كأعشاب البحر وصولاً إلى المفترسات العليا.

## الاستشعار عن بعد

تُعد المناطق الساحلية من أكثر المناطق ازدحاماً بالسكان على كوكب الأرض. ومع استمرار النمو السكاني، يجب أن يتوسع التطور الاقتصادي لدعم رفاهية الإنسان؛ ومع ذلك، قد يضر هذا التطور بقدرة البيئة الساحلية على الاستمرار في دعم هذه الرفاهية للأجيال الحالية والمستقبلية. إن إدارة الأنظمة الاجتماعية والبيئية الساحلية والبحرية المعقدة تتطلب أدوات توفر أطراً قادرة على الاستجابة للقضايا الراهنة والمستجدة. وتشمل تقنيات جمع البيانات عن بعد **الأقمار الاصطناعية لرصد الأرض**، و**المسح الجوي**، والطائرات بدون طيار، و**المركبات السطحية المسيرة**، و**المركبات تحت المائية المسيرة**، والمستشعرات الثابتة.

وقد طُورت أطر عمل تهدف إلى معالجة هذه القضايا المعقدة ودمجها، مثل إطار "تقييم الألفية للنظام البيئي" الذي يربط بين المحركات، وخدمات النظام البيئي، ورفاهية الإنسان. ومع ذلك، فإن الحصول على البيانات البيئية اللازمة لاستخدام هذه الأطر يُعد أمراً صعباً، لا سيما في الدول التي يقتصر فيها الوصول إلى البيانات الموثوقة أو ينعدم، أو حتى يُواجه بالعراقيل. ورغم أن التقنيات التقليدية لأخذ العينات النقطية والملاحظة الميدانية توفر محتوى معلوماتياً عالياً، إلا أنها مكلفة وغالباً ما تفشل في توفير تغطية مكانية وزمانية كافية، بينما يمكن لـ **الاستشعار عن بعد** أن يوفر حلولاً اقتصادية وبيانات للمواقع التي تفتقر للمعلومات.

وعادةً ما تُموَّل أنظمة الرصد الساحلية وطنياً وتُبنى حول الأولويات الوطنية؛ ونتيجة لذلك، توجد حالياً اختلافات كبيرة بين الدول من حيث الاستدامة، وقدرات الرصد، والتقنيات المستخدمة، فضلاً عن المنهجيات وأولويات البحث. وتحتاج أنظمة رصد المحيطات في المناطق الساحلية إلى التحول نحو أنظمة متكاملة ومتعددة التخصصات والمقاييس، حيث يمكن استغلال التباين لتقديم إجابات مخصصة للأغراض المطلوبة. وتتمثل العناصر الأساسية لهذه الأنظمة في استخدام اتصالات **آلة إلى آلة**، و**دمج البيانات**، والمعالجة التي تطبق التطورات التقنية الحديثة لـ **إنترنت الأشياء** (IoT) نحو بنية تحتية سيبرانية مشتركة. ويُجادل البعض بأن المعايير التي يقدمها إنترنت الأشياء لـ **شبكات الاستشعار اللاسلكية** ستحدث ثورة في مثل هذه المجالات.

تُعد المناطق الساحلية الجزء الأكثر ديناميكية وإنتاجية في المحيطات، مما يجعلها مصدراً مهماً للموارد والخدمات البشرية. وبما أن المياه الساحلية تقع في تماس مباشر مع السكان وتتعرض للاضطرابات البشرية، فإن هذه الموارد والخدمات تقع تحت التهديد. وتفسر هذه المخاوف سبب الزيادة المتسارعة في عدد أنظمة الرصد التي نُفذت في العديد من المناطق الساحلية خلال العقد الماضي. إلا أن التوسع في الرصد الساحلي المتسق والمستدام ظل مجزأً ومدفوعاً بالسياسات الوطنية والإقليمية، وغالباً ما يتم من خلال مشاريع بحثية قصيرة المدى.

وعلى عكس المحيطات المفتوحة، حيث التحديات واضحة المعالم وأصحاب المصلحة محدودون ومعروفون، فإن العمليات الساحلية معقدة وتعمل على عدة مقاييس مكانية وزمانية، مع وجود مستخدمين وأصحاب مصلحة متنوعين ومصالح متضاربة أحياناً. وللتكيف مع هذا التعقيد، يجب أن يكون نظام رصد المحيطات الساحلية نظاماً متكاملاً متعدد التخصصات يجمع عدة أنظمة فرعية.

## تحولات النظام
تصغير|يسار|2.35| مخطط تدفق للنظام البيئي للرف القاري البرتغالي.

تتأثر الأنظمة البيئية البحرية بضغوط متنوعة، ونتيجة لذلك قد تمر بتغيرات كبيرة يمكن تفسيرها على أنها تحولات في النظام. وتتعرض الأنظمة البيئية البحرية حول العالم لضغوط طبيعية وبشرية المنشأ متزايدة، وتمر بالتالي بتغيرات كبيرة بمعدلات غير مسبوقة. وفي ظل هذه التغيرات، يمكن للأنظمة البيئية أن تعيد تنظيم نفسها مع الحفاظ على الوظيفة والبنية والهوية ذاتها. ومع ذلك، وفي ظل ظروف معينة، قد يمر النظام البيئي بتغيرات تعدل بنية النظام ووظيفته، ويمكن وصف هذه العملية بأنها تحول إلى نظام جديد.

عادةً ما يتم تحفيز تحول النظام عن طريق تقلبات مناخية واسعة النطاق، أو استغلال مكثف لصيد الأسماك، أو كليهما. وتختلف المعايير المستخدمة لتعريف تحولات النظام، كما أن التغيرات التي يجب أن تحدث لاعتبار أن النظام قد خضع لتحول ليست محددة بدقة. عادةً ما تُعرف تحولات النظام بأنها تغيرات عالية السعة، منخفضة التردد، وغالباً ما تكون مفاجئة في وفرة الأنواع وتكوين المجتمع، وتُرصد في مستويات غذائية متعددة. ومن المتوقع أن تحدث هذه التغيرات على نطاق مكاني واسع، وتتم بالتزامن مع تغيرات فيزيائية في النظام المناخي.

وُصفت تحولات النظام في العديد من الأنظمة البيئية البحرية، بما في ذلك شمال بنغيلا، وبحر الشمال، وبحر البلطيق. وفي أنظمة التيار الصاعد الكبيرة، من الشائع ملاحظة تقلبات عقدية في وفرة الأنواع وعمليات استبدالها. قد تكون هذه التقلبات غير قابلة للعكس، وقد تمثل مؤشراً على نظام جديد، كما كان الحال في نظام شمال بنغيلا البيئي. ومع ذلك، يمكن تفسير التغيرات في أنظمة الصاعد الصاعد كتقلبات ضمن حدود التباين الطبيعي للنظام البيئي، وليس كمؤشر على تحول النظام.

يُشكل النظام البيئي للرف القاري البرتغالي (PCSE) الجزء الشمالي الأقصى من نظام صعود تيار كناري، ويتميز بصعود موسمي يحدث خلال الربيع والصيف نتيجة لرياح شمالية ثابتة. وقد تغيرت مؤخراً وفرة الأنواع السطحية الساحلية مثل السردين، وماكريل كوليا، وشخرم الأطلسي، وبلو جاك ماكريل، والأنشوفة. علاوة على ذلك، وُثقت في العقود الأخيرة زيادة في الأنواع ذات المستويات الغذائية الأعلى. الأسباب الكامنة وراء التغيرات في المجتمع السطحي ليست واضحة، ولكن اقتُرح أنها ناتجة عن تداخل معقد بين التباين البيئي وتفاعلات الأنواع وضغط الصيد.

هناك أدلة على أن تغيرات في كثافة الصعود الساحلي الأيبيري (الناتجة عن تقوية أو إضعاف الرياح الشمالية) قد حدثت في العقود الأخيرة. ومع ذلك، فإن طبيعة هذه التغيرات متناقضة؛ حيث لاحظ بعض المؤلفين تكثيفاً للرياح المواتية للصعود، بينما وثق آخرون ضعفها. وثقت مراجعة أجريت عام 2019 لمعدل وكثافة الصعود على طول الساحل البرتغالي ضعفاً متتالياً في الصعود منذ عام 1950 استمر حتى منتصف/أواخر السبعينيات في الشمال الغربي والجنوب الغربي، وحتى عام 1994 في الساحل الجنوبي. وُثقت زيادة في مؤشر الصعود خلال الفترة 1985-2009 في جميع المناطق المدروسة، في حين لوحظ تكثيف الصعود بشكل إضافي في الجنوب. كما وُثقت زيادة مستمرة في درجة حرارة الماء تتراوح بين 0.1 إلى 0.2 درجة مئوية لكل عقد.

## التهديدات والتدهور
تصغير|يسار|1.5| ساحل رملي

تستخدم العديد من الحيوانات البحرية الموائل الساحلية كمناطق حضانة حيوية وللحماية والتغذية، ومع ذلك تتعرض هذه الموائل لخطر متزايد بسبب الزراعة، وتربية الأحياء المائية، والصناعة، والتوسع العمراني. وفي الواقع، تخضع هذه الأنظمة لما يمكن تسميته بـ "الضربة الثلاثية" المتمثلة في زيادة التصنيع والتحضر، وفقدان الموارد البيولوجية والفيزيائية (الأسماك والمياه والطاقة والمساحة)، وانخفاض المرونة تجاه آثار الاحتباس الحراري على المحيطات وارتفاع منسوب البحار.

وقد أدى ذلك إلى فقدان كامل للأنظمة البيئية الساحلية الطبيعية أو تعديلها أو فصلها عالمياً؛ فعلى سبيل المثال، استُبدل ما يقرب من 10% من كامل خط ساحل الحيد المرجاني العظيم في أستراليا (2,300 كم) بالبنية التحتية الحضرية (مثل الجدران البحرية الصخرية، والأرصفة، والمراسي)، مما تسبب في فقدان وتفتت هائل للأنظمة البيئية الساحلية الحساسة. وبلغ الفقد العالمي للنجيل البحري حوالي 7% من مساحته سنوياً بحلول نهاية القرن العشرين.

وقدر تحليل عالمي للأراضي الرطبة المدية (المنجروف، والسهول الطينية، والسبخات الملحية) نُشر في عام 2022، الخسائر العالمية بنحو  في الفترة من 1999 إلى 2019؛ ومع ذلك، قدرت هذه الدراسة أيضاً أن هذه الخسائر قد عُوضت إلى حد كبير بإنشاء  من الأراضي الرطبة المدية الجديدة التي لم تكن موجودة في عام 1999. وحدث ما يقرب من ثلاثة أرباع صافي الانخفاض البالغ  بين عامي 1999 و2019 في قارة آسيا (74.1%)، وتركزت بنسبة 68.6% في ثلاث دول: إندونيسيا (36%)، والصين (20.6%)، وميانمار (12%). ومن بين هذه الخسائر والمكاسب العالمية للأراضي الرطبة المدية، نُسبت 39% من الخسائر و14% من المكاسب إلى الأنشطة البشرية المباشرة.

فُقد حوالي 40% من المنجروف العالمي منذ الخمسينيات، مع استمرار تدهور أكثر من 9,736 كم2 من منجروف العالم في فترة الـ 20 عاماً بين عامي 1996 و2016. ويتم تجفيف السبخات الملحية عند استصلاح الأراضي الساحلية للزراعة، كما يمثل إزالة الغابات تهديداً متزايداً للغطاء النباتي الشاطئي (مثل المنجروف) عند تخصيص الأراضي الساحلية للتنمية الحضرية والصناعية، وكلاهما قد يؤدي إلى تدهور مخازن الكربون الأزرق وزيادة انبعاثات الغازات الدفيئة.

إن هذه الضغوط والتأثيرات المتراكمة على الأنظمة البيئية الساحلية ليست معزولة ولا مستقلة، بل هي "تآزرية"؛ حيث تسبب التغذية الراجعة والتفاعلات آثاراً فردية تفوق مجموع أجزائها. وفي العام الذي يسبق بدء عقد استعادة النظام البيئي، هناك عجز معرفي حرج يمنع تقدير تعقيد الأنظمة البيئية الساحلية، مما يعيق تطوير استجابات للتخفيف من الآثار المستمرة؛ ناهيك عن عدم اليقين بشأن الخسائر المتوقعة للأنظمة الساحلية في ظل بعض أسوأ سيناريوهات تغير المناخ المستقبلية.

## الاستعادة
تصغير|يسار|1.6|عقد الأمم المتحدة لاستعادة النظام البيئي: 2021 إلى 2030 — الأنظمة البيئية الساحلية

أعلنت الأمم المتحدة الفترة من 2021 إلى 2030 "عقداً للأمم المتحدة لاستعادة النظام البيئي". وتهدف هذه الدعوة للعمل إلى الاعتراف بالحاجة الماسة لتسريع وتيرة استعادة الأنظمة البيئية المتدهورة عالمياً، وذلك لمكافحة أزمة الاحترار المناخي، وتعزيز الأمن الغذائي، وتوفير المياه النظيفة، وحماية التنوع الأحيائي على الكوكب. ويُمثّل نطاق الاستعادة حجر الزاوية في هذه الجهود؛ فعلى سبيل المثال، يهدف "تحدي بون" إلى استعادة 350 مليون كيلومتر مربع من الأنظمة البيئية البرية المتدهورة بحلول عام 2030 (وهي مساحة تماثل مساحة الهند تقريباً). ومع ذلك، لا يزال الدعم الدولي لاستعادة مناطق الكربون الأزرق -التي تقدم مجموعة مذهلة من الفوائد للبشر- متأخراً عن الركب.

ويوضح الرسم البياني جهة اليسار الحالة الراهنة للأنظمة البيئية الساحلية المعدلة والمتأثرة، والحالة المتوقعة بعد عقد من الاستعادة. كما يظهر في الرسم حالة عدم اليقين المحيطة بنجاح جهود الاستعادة السابقة، والحالة الراهنة للأنظمة المتغيرة، والتباين المناخي، بالإضافة إلى إجراءات الاستعادة المتاحة حالياً أو التي تلوح في الأفق. وقد يعني هذا أن تنفيذ "عقد استعادة النظام البيئي" للأنظمة الساحلية يجب أن يُنظر إليه كوسيلة لإطلاق المبادرات التي قد تستغرق ثمارها وقتاً أطول من عقد واحد.

ويُعدُّ "التحالف العالمي للمنجروف" الجهة الوحيدة التي تقترب أهدافها من طموح "تحدي بون"، حيث يهدف إلى زيادة المساحة العالمية للمنجروف بنسبة 20% بحلول عام 2030. ومع ذلك، يبدي علماء المنجروف تحفظات بشأن هذا الهدف، معربين عن مخاوفهم من كونه غير واقعي، وقد يدفع نحو ممارسات غير ملائمة في محاولة محمومة لتحقيقه.

## الحفظ والترابط

حدث مؤخراً تحول في المنظور بعيداً عن اعتبار تمثيل الموائل هو التركيز الوحيد أو الأساسي لتحديد أولويات الصون، نحو مراعاة العمليات البيئية التي تشكل توزيع ميزات التنوع الأحيائي ووفرتها.

تُعدُّ عمليات الترابط في الأنظمة البيئية البحرية ذات أهمية قصوى، ولطالما اعتُبر تصميم أنظمة المناطق المحمية البحرية التي تحافظ على الترابط بين بقع الموائل هدفاً أساسياً لتخطيط الصون. وهناك شكلان من الترابط يلعبان دوراً حاسماً في هيكلة تجمعات أسماك الشعاب المرجانية: انتشار اليرقات في البيئة المحيطية، وهجرة الأفراد عبر المشهد البحري بعد الاستقرار.

وبينما وصفت أدبيات متزايدة مناهج لمراعاة ترابط اليرقات في تحديد أولويات الصون، تم توجيه اهتمام أقل نسبياً نحو تطوير وتطبيق أساليب لمراعاة الترابط في مرحلة ما بعد الاستقرار.

يُعدُّ **ترابط المشهد البحري** (الاتصال بين الموائل المختلفة في المشهد البحري) ضرورياً للأنواع التي تستخدم أكثر من موئل واحد، سواء أثناء الحركات اليومية أو في مراحل مختلفة من تاريخ حياتها. وتوفر غابات المنجروف ومروج النجيل البحري وشعاب البحيرات الشاطئية مناطق حضانة للعديد من أنواع الأسماك ذات الأهمية التجارية والبيئية، والتي تقوم لاحقاً بـ تحولات نمائية نحو مجموعات البالغين في الشعاب المرجانية. وغالباً ما يتم تجاهل موائل "ما خلف الشعاب" (back-reef) في جهود الصون أو الإدارة لصالح الشعاب المرجانية التي تدعم كتلة حيوية أكبر من البالغين، رغم أنها قد تكون معرضة لخطر تدهور الموائل وفقدانها بنفس القدر أو أكثر. وحتى في الحالات التي لا يتم فيها استهداف صغار الأسماك من قبل الصيادين، فإنها تظل عرضة لتدهور الموائل؛ مثل الترسيب الناتج عن ممارسات استخدام الأراضي السيئة.

هناك أدلة تجريبية واضحة على أن القرب من موائل الحضانة يمكن أن يعزز من فعالية المناطق المحمية البحرية في الشعاب المرجانية. فعلى سبيل المثال، في مواقع الدراسة عبر غرب المحيط الهادئ، كانت وفرة أنواع الأسماك المصيدة أكبر بكثير في الشعاب المحمية القريبة من المنجروف، مقارنة بالشعاب المحمية المعزولة عنها. كما أن الدور الوظيفي للأسماك العاشبة التي تقوم بهجرات نمائية قد يعزز أيضاً من مرونة الشعاب المرجانية القريبة من المنجروف. ورغم هذه الأدلة والمطالبات واسعة النطاق لمراعاة الترابط بين الموائل عند تصميم الإدارة المكانية، لا تزال هناك أمثلة قليلة يتم فيها مراعاة ترابط المشاهد البحرية صراحةً في تحديد أولويات الصون المكاني.

## انظر أيضًا
* كربون أزرق
* ساحل
* بيئة بحرية مائية ضحلة
* المد والجزر في البحار الهامشية

## المراجع

## قراءات إضافية
* 

تصنيف:أنظمة بيئية
تصنيف:علوم المحيطات البيولوجية
تصنيف:علم الأحياء البحرية
تصنيف:نباتات مائية
تصنيف:علم أنظمة البيئة
تصنيف:علم البيئة المائي
تصنيف:علم المصايد
تصنيف:مصطلحات علم المحيطات
تصنيف:ماء