Onderzoek toont aan dat moerasgebieden kosteneffectieve bescherming van de kust bieden

Afbeeldingen van kusthuizen die in de zee worden meegenomen door erosie en krachtige stormvloeden worden steeds gebruikelijker, nu klimaatverandering zorgt voor een stijgende zeespiegel en sterkere stormen. Alleen al in de VS veroorzaakten kuststormen in 2022 $165 miljard aan schade.

Een studie van het MIT toont nu aan dat het beschermen en verbeteren van zoutmoerassen voor beschermende zeewallen aanzienlijk kan helpen om sommige kustlijnen te beschermen, tegen een kostprijs die deze aanpak redelijk maakt om te implementeren. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Communications Earth & Environment, in een artikel van MIT afgestudeerde student Ernie I. H. Lee en professor civiele en milieutechniek Heidi Nepf.

Volgens Nepf toont deze studie aan dat het herstel van kustmoerassen “niet alleen iets is dat leuk zou zijn om te doen, maar dat het ook economisch gerechtvaardigd is.” De onderzoekers ontdekten dat, onder andere dingen, de golfdempende effecten van zoutmoerassen betekenen dat de zeewal erachter aanzienlijk lager kan worden gebouwd, wat de bouwkosten verlaagt terwijl het nog steeds voldoende bescherming tegen stormen biedt.

“Een van de andere spannende dingen die de studie echt belicht,” zegt Nepf, “is dat je geen enorme moeras nodig hebt om een goed effect te krijgen. Het kan een relatief kort moeras zijn, slechts tientallen meters breed, dat je voordeel kan opleveren.”

Dit maakt haar hoopvol, zegt Nepf, dat deze informatie kan worden toegepast op plaatsen waar planners dachten dat het niet de moeite waard was om een kleiner moeras te behouden. “We tonen aan dat het genoeg verschil kan maken om financieel haalbaar te zijn,” zegt ze.

Hoewel andere studies eerder de voordelen van natuurlijke moerassen in het dempen van schadelijke stormen hebben aangetoond, zegt Lee dat dergelijke studies “voornamelijk gericht zijn op landschappen met een breed moeras van honderden meters. Maar we willen laten zien dat het ook van toepassing is in stedelijke omgevingen waar niet zoveel moerasland beschikbaar is, vooral omdat op deze plaatsen bestaande grijze infrastructuur (zeewallen) al aanwezig is.”

De studie was gebaseerd op computermodellering van golven die zich over verschillende kustprofielen verspreiden, waarbij de morfologie van verschillende zoutmoerasplanten—de hoogte en stijfheid van de planten, en hun ruimtelijke dichtheid—werd gebruikt in plaats van een empirische weerstandcoëfficiënt. “Het is een fysiek gebaseerd model van plant-golfinteractie, waarmee we de invloed van plantensoorten en veranderingen in morfologie over de seizoenen konden bestuderen,” zegt Nepf.

De onderzoekers baseerden hun kosten-batenanalyse op een eenvoudige maatstaf: Om een bepaalde lengte van de kustlijn te beschermen, hoeveel kon de hoogte van een gegeven zeewal worden verlaagd als deze werd vergezeld door een bepaalde hoeveelheid moeras? Andere manieren om de waarde te beoordelen, zoals het opnemen van de waarde van onroerend goed dat mogelijk beschadigd zou raken door een bepaalde hoeveelheid overstroming, “variëren sterk afhankelijk van hoe je de activa waardeert als er een overstroming plaatsvindt,” zegt Lee.

“We gebruiken een concretere waarde om de voordelen van zoutmoerassen te kwantificeren, namelijk de equivalente hoogte van een zeewal die je nodig zou hebben om dezelfde beschermingswaarde te bieden.”

Ze gebruikten modellen van verschillende planten, die de verschillen in hoogte en stijfheid over verschillende seizoenen weerspiegelen. Ze ontdekten een tweevoudige variatie in de effectiviteit van de verschillende planten in het dempen van golven, maar allemaal boden ze een nuttig voordeel.

Om de details in een real-world voorbeeld te demonstreren en de simulaties te valideren, bestudeerden Nepf en Lee lokale zoutmoerassen in Salem, Massachusetts, waar projecten al in gang zijn gezet om moerassen te herstellen die waren aangetast. Het opnemen van het specifieke voorbeeld bood een sjabloon voor anderen, zegt Nepf.

In Salem toonde hun model aan dat een gezond zoutmoeras de behoefte aan een extra zeewalhoogte van 1,7 meter (ongeveer 5,5 voet) kon compenseren, op basis van het voldoen aan een golfoverstroompercentage dat was ingesteld voor de veiligheid van voetgangers.

Echter, de real-world gegevens die nodig zijn om een moeras te modelleren, inclusief kaarten van zoutmoerasplanten, planthoogte, en scheuten per bedoppervlak, zijn “zeer arbeidsintensief” om samen te stellen, zegt Nepf. Lee ontwikkelt nu een methode om drone-imaging en machine learning te gebruiken om deze kaartproductie te vergemakkelijken.

Nepf zegt dat dit onderzoekers of planners in staat zal stellen om een bepaald gebied van moerasland te evalueren en te zeggen: “Hoeveel is dit moeras waard in termen van zijn vermogen om overstromingen te verminderen?”

Het Witte Huis heeft onlangs richtlijnen vrijgegeven voor het beoordelen van de waarde van ecosysteemdiensten bij de planning van federale projecten, legt Nepf uit. “Maar in veel scenario’s ontbreken specifieke methoden voor het kwantificeren van waarde, en deze studie voldoet aan die behoefte,” zegt ze.

De Federal Emergency Management Agency heeft ook een kosten-batenanalyse (BCA) toolkit, merkt Lee op. “Ze hebben richtlijnen over hoe elke van de milieudiensten te kwantificeren, en een van de noviteiten van dit artikel is het kwantificeren van de kosten en de beschermingswaarde van moerassen. Dit is een van de toepassingen die beleidsmakers kunnen overwegen om de milieudienstenwaarde van moerassen te kwantificeren,” zegt hij.

De software die milieutechnici kunnen toepassen op specifieke locaties is online gratis beschikbaar gesteld op GitHub. “Het is een eendimensionaal model toegankelijk voor een standaard adviesbureau,” zegt Nepf.

“Dit artikel presenteert een praktische tool voor het vertalen van de golfdempingscapaciteiten van moerassen naar economische waarden, wat besluitvormers kan helpen bij de aanpassing van moerassen voor natuurgebaseerde kustverdediging,” zegt Xioaxia Zhang, professor aan de Shenzen University in China die niet bij dit werk betrokken was. “De resultaten geven aan dat zoutmoerassen niet alleen ecologisch voordelig zijn, maar ook kosteneffectief.”