Jordskred sker vanligtvis under kraftigt regn. Med potential för ökad nederbörd på grund av klimatförändringar och en möjlig återgång till La Niña kan förstärkning av sluttningar med inhemska träd och buskar vara en effektiv, ekonomisk och hållbar lösning.
Husägare, kommuner och delstatsregeringar som vill bygga hus och infrastruktur på eller nära sluttningar bör ompröva att hugga ner träd eller använda konstgjorda sluttningsförstärkningar för att stötta vertikal terräng mot jordskred och halkar.
De borde plantera inhemska träd och buskar istället, säger University of Sydney Ph.D. kandidat och naturälskare Jiale Zhu. Han forskar om hur inhemska träd och buskar, vanliga för Australiens östkust, kan hjälpa till att förstärka sluttande terräng och minska risken för jordskred och jorderosion under våta förhållanden.
Han fann att det röda tuggummiet från Sydney, det smalbladiga kladdgummi, blåbärsaska, kustbanksia och crimson flaskborste var bäst för att stabilisera grunda sluttningar, som vanligtvis är 2 meter djupa och omfattar upp till 1 000 kvadratmeter jord.
"Växter ger ett hållbart, naturligt förhållningssätt till sluttningsförstärkning, jämfört med konstgjorda metoder, såsom stålnät eller sprutbetong. De skapar och underhåller också en avgörande livsmiljö", säger Zhu från School of Civil Engineering.
Han säger att fokus för hans doktorsexamen är särskilt relevant med en potentiell återgång till våta La Niña-förhållanden och med den ökande förekomsten av extrema väderhändelser. Jordskred sker vanligtvis under kraftig nederbörd och har potential att slita sönder hem, vilket inträffade under 2022 översvämningar. Vilka träd är bäst för att förhindra jordskred och erosion?
Av alla arter var Sydney röda tandkött – även känd som angophora – och blåbärsaska de bästa på sluttningsförstärkning. Zhu sa:"Det robusta pålrotssystemet i det röda gummit från Sydney – där en dominerande rot tar tag i marken – ger ett ankare mot erosion. Dess elastiska rötter hjälper det också att penetrera styva jordar, vilket gör det lämpligt för steniga platser eller områden med djupt grundvatten . Dessa förhållanden uppmuntrar den att lägga djupa rötter vilket ytterligare hjälper till att stärka erosionskontrollen."
"Blåbärsaska har ett tjockt, vertikalt, hjärtformat rotsystem och, av alla träd jag studerade, var de mest motståndskraftiga mot att dras ut. De ger också bär för inhemska fåglar som regentbowerbird", sa han.
Medan användning av träd för att stabilisera jord på grunda sluttningar har länge ansetts vara effektiv, har få studier fokuserat på australiska arter och förhållanden. Enligt uppgifter från Geoscience Australia ökade förekomsten av jordskred och kraftig erosion med 190 % under perioden mellan 2004 och 2017, jämfört med perioden 1990–2003.
Nederbördens roll kan också vara svår att förstå i experimentella miljöer. Zhu sa:"Det kan vara mycket svårt att replikera våta förhållanden i fältstudier eftersom det är svårt att kontrollera vatteninnehållet, men vad vi vet är att jordskred är mer benägna att inträffa under kraftiga regn."
De mest utsatta områdena
Avskurna motorvägar, återvunna eller nedlagda gruvgropar och flodstränder löpte störst risk för erosion och jordskred vid högre nederbörd. Zhu anser att delstatsregeringar bör prioritera att förstärka sluttningar med träd vid sidan av statsägda tillgångar och stora flodsystem, och kommunerna bör prioritera att fylla ut terräng på offentlig mark och runt bostäder med inhemska arter.
"Ibland erbjuder naturen den bästa lösningen. Att prioritera inhemsk plantering skulle vara ett snabbare sätt att uppnå NSW-regeringens index för gröntäcke från 2036, vilket öppnar nya platser för förnyelse som direkt gynnar kritisk infrastruktur, bostäder och viktiga flodsystem," sade han.
Även husägare bör överväga att plantera dessa inhemska träd och buskar för att skydda deras fastigheter mot jordskredrisk, och överväga att skära ner dem där det är möjligt.
"Om du tittar på en plats som Sydney är den kuperad och klippig, med flera flodsystem inklusive Hawkesbury, Parramatta och Nepean," sa Zhu. "Du behöver bara se dig omkring i hamnen för att se att många hus är byggda i sluttningar och vertikal terräng, som kan löpa ökad risk för jordskred eller halka med ökade regnmönster på grund av klimatförändringar. Så istället för att skära ner den där angoforan eller blåbärsaska för utsikten, kom ihåg att det kan hjälpa till att stärka en webbplats", sa han.
Professor Abbas El-Zein, Zhus handledare, sa att Jiales forskning återspeglar ett bredare filosofiskt skifte inom teknisk design som hade ägt rum under de senaste decennierna:"Vi är nu mer medvetna än någonsin om att den traditionella ingenjörsmässiga etiken om 'erövring av Naturen, som har gett oss dammar, betongdjungler och stadsutbredning, kommer med betydande kostnader. Tekniken är som bäst när den är medveten om sina begränsningar och respekterar sitt ekologiska sammanhang, inklusive alla former av liv, och när det är mer. intelligent, mindre påträngande och inte större i skala än vad den behöver vara."
Dr. Guien Miao, en hedersaffiliate vid School of Civil Engineering som också övervakade Jiales arbete, sa:"Denna forskning ger viktiga resultat som kommer att hjälpa ingenjörer att ta itu med en oro för allmän säkerhet som påverkar integriteten hos vår vardagliga civila infrastruktur:Denna forskning ger insikter in i det komplexa samspelet mellan jord och växter, och praktiska råd för att ge beslutsfattare större förtroende för de okonventionella tekniska lösningar som kommer att behövas för att ta itu med dagens och framtidens onda problem."
Dr Matthew Pye från School of Life and Environmental Sciences som gav Jiale råd om trädarter som valts ut för forskningen sa:"Joeys fynd är avgörande. Att använda inhemska arter för stabilisering borde vara en självklarhet. Ekosystemfördelarna med att plantera inhemska, lokala arter är massiva och bör prioriteras. Detta lilla steg förbinder våra urbana bakgårdar och planteringar med den naturliga växtligheten som omger våra städer. Planteringarna blir funktionella i ekosystembemärkelse, vilket ger mer valuta för din ekologiska pengar.>
Zhu fann också att en stor rotdiameter inte bidrog till ytterligare motstånd och att erosionskontroll kunde begränsas av hur långt rötter kunde kasta ner. Han sa också att olika arter skulle fungera bäst under olika förhållanden.
Zhus doktorsexamen kommer att tilldelas senare i år. Resultaten av hans forskning har publicerats i Acta Geotechnica och presenterades vid Australiens och Nya Zeelands konferens om geomekanik.
Mer information: Jiale Zhu et al, En experimentell studie av rotförstärkt jordstyrka via en stålrotanalog i omättad siltig jord, Acta Geotechnica (2023). DOI:10.1007/s11440-023-01918-0
Tillhandahålls av University of Sydney
