Strijd tussen land en zee volgt wiskundige wetten

Het verdwijnen van buitendijkse stukken natuur in de beukende golven, maar zeker ook het terugkeren van veerkrachtige natuur op de grens van land en water, houdt zich aan veel meer regels dan je op het eerste gezicht zou denken. Natuurbeheerders die deze wetmatigheden kennen, kunnen daar hun voordeel mee doen. Dat blijkt uit het proefschrift met de titel ‘Worstelen & Bovenkomen’, van NIOZ-onderzoeker Jim van Belzen, waar hij 8 september op zal promoveren aan de Universiteit Utrecht. “Ook wanneer je de natuur wilt inzetten bij nieuwe vormen van kustverdediging, komt deze kennis goed van pas.”

 Jim van Belzen, foto NIOZ

Kantelpunten

Van Belzen deed de afgelopen jaren onder andere onderzoek op de schorren langs de oevers van de Westerschelde. Daar keek hij naar de zogeheten kantelpunten die bestaan in het krachtenspel tussen golven, planten en slib. Van Belzen: “Een schor, zoals een kustmoeras in de Delta wordt genoemd, of een kwelder in het noorden van het land, remt de energie van de aanstormende golven en het getij. Daardoor beschermen die stukken buitendijks land met planten de dijken tegen de kracht van het water. Maar die golven kunnen de schorren en kwelders ook langzaam afbreken. Als de kracht van de golven te groot wordt of de stevigheid van de wortelmat van planten te gering, dan kantelen de verhoudingen en kan het land in zee verdwijnen.”

Voorspellen

Van Belzen ontdekte dat je zo’n kantelpunt tot op zekere hoogte kan zien aankomen. “De herstelkracht van de plantjes op de schorren is een belangrijke aanwijzing” schreef de onderzoeker al in 2017 in Nature Communications, het feitelijke startpunt van zijn promotieonderzoek. “Door in een experiment plantjes op een stuk schor weg te knippen en te kijken hoe snel ze weer terugkomen, kun je zien hoe groot de kans is dat zo’n stuk land tegen een kantelpunt aan zit. Hoe sneller de planten terugkomen, hoe veerkrachtiger het systeem.”

Niet de kwantiteit maar de kwaliteit

Van Belzen zag dat het lang niet altijd de schorren met de grootste hoeveelheid planten zijn, die de meeste veerkracht vertonen. “Het draait eerder om de kwaliteit dan om de kwantiteit”, zo vat Van Belzen dat samen. “We konden dat ook bevestigen met oude luchtfoto’s. Daarop keken we naar schorren langs de Westerschelde die de afgelopen decennia door stormen waren aangetast en hoe snel die weer terugkwamen. Het waren niet per sé de stukken met de meeste planten die het eerst weer terugkwamen.”

 Hellegatpolder schor Westerschelde, foto NIOZ

Systemen zonder kantelpunt

Niet alle schorren vertonen kantelpunten, zag Van Belzen. “In theorie zijn er ook schorren die gewoon steeds meer afkalven bij steeds grotere krachten van het water. Die groeien dan ook vanzelf weer aan, wanneer de kracht van het water afneemt. Natuurherstel is in zo’n geval relatief makkelijk.”

Een schorrensystem dat wél kantelpunten kent, herstelt vaak veel moeilijker. Want zoals er een kantelpunt is dat een stevig schor ‘ineens’ in zee laat verdwijnen, blijkt er vaak ook een kantelpunt voor het plotselinge herstel. Het ecosysteem begint pas weer te groeien als er veel kalmere condities zijn ontstaan voor jonge, meer kwetsbare, schorrenplanten. “Voor een goed beheer wil je dus graag weten of het ecosysteem kantelpunten heeft of niet. Juist die wetmatigheden in de herstelsnelheden van de planten en het slib aan de randen van schorren verklappen of zo’n schor wel of geen kantelpunten kent.”

Hulp bij natuurherstel en kustverdediging

Natuurbeheerders doen er goed aan zich in deze wetmatigheden van groei en krimp van schorren en kwelders te verdiepen, stelt Van Belzen. “Wanneer je de natuurlijke kustverdediging wilt verstevigen met een schor of een kwelder, zal je de natuur in sommige gevallen over zo’n kantelpunt moeten helpen. Ook daar komt weer kansrekening om de hoek kijken.”

Van Belzen ziet goede mogelijkheden om met kunstmatige structuren de groei van planten een steuntje in de rug geven. “Daarmee helpen we niet alleen natuurherstel, maar kunnen we de natuur ook inzetten om onze dijken beter te beschermen tegen de krachten van het water. Het best doe je dat met natuurlijke materialen en ook in natuurlijke patronen. Zomaar een rechte dijk maken van bijvoorbeeld zakken van vlas vol schelpenmateriaal is misschien wel heel Hollands, maar vaak niet zo duurzaam. Het is beter om bij het plaatsen van die zakken de natuurlijke patronen van een oester- of mosselrif te volgen, want ook oester- en mosselbanken blijken zich volgens statistische regels te organiseren. Dan is de kans het grootst dat de waterkracht wordt gedempt, slib wordt ingevangen en planten weer beginnen te groeien en mee kunnen bewegen met de stijgende zeespiegel.”  

     Oesterrif in Zeeland, foto Jim van Belzen