Kwelders blijken krachtige bondgenoten voor een klimaatbestendige kust

Kun je een compleet stuk kustlandschap verplaatsen en vervolgens blootstellen aan een extreme storm? Dat is precies wat het onderzoeksteam heeft gedaan. Stukken intacte kwelder uit natuurgebied Peazemerlannen aan de Friese Waddenkust werden naar Delft gebracht en ingebouwd in de Deltagoot van Deltares. 

In de Deltagoot ontstond op ware grootte een kwelder van ruim 300 vierkante meter. Vervolgens lieten de onderzoekers er steeds hogere golven overheen rollen, met significante golfhoogtes oplopend tot twee meter. In totaal werd de kwelder ongeveer 29 uur aan golven blootgesteld. Het experiment moest antwoord geven op een belangrijke vraag voor toekomstige kustbescherming: blijven kwelders ook tijdens extreme stormen functioneren als natuurlijke golfbreker, en overleven de kwelderplanten deze extreme condities? De resultaten laten zien hoe kwelders kunnen bijdragen aan natuurlijke kustbescherming, in Nederland en daarbuiten.

Bodem en planten zijn verrassend sterk

Vooral de stabiliteit van de kwelderbodem viel op. Na 21 uur golfbelasting was het oppervlak gemiddeld slechts zeven millimeter lager geworden. De bodem bleef dus vrijwel intact, zelfs bij golven tot twee meter hoog. Dat is belangrijk voor kustbescherming. De verhoogde kwelderbodem zorgt er zelf al voor dat golven worden afgeremd. De planten leveren daarbovenop extra golfdemping, maar raken tijdens een storm geleidelijk beschadigd. Bij golven van 75 centimeter zorgde de vegetatie in het experiment voor zes tot 22 procent extra demping; bij golven van twee meter was dat maximaal zes procent. Bij het testen van verschillende plantensoorten die representatief zijn voor kwelders over de hele wereld, ging er verrassend weinig plantmateriaal verloren, gemiddeld slechts 30 procent, en bleef ten minste een derde van de planten zelfs na de meest extreme omstandigheden overeind. Dit betekent dat de kwelder in potentie onze kustlijnen kan blijven beschermen, zelfs als er in de winter meer dan één zware storm voorkomt. 

“Allereerst verbaasde het ons hoe sterk de kwelderbodem zich onder deze extreme golven hield; er trad tijdens het experiment vrijwel geen erosie op”, benadrukt Pim Willemsen (onderzoeker bij Wageningen University & Research en Deltares). Victoria Mason (onderzoeker bij het NIOZ) sluit zich daarbij aan: “De kwelderplanten konden de golven weerstaan en de schade bleef verrassend beperkt, waardoor ze consequent konden bijdragen aan de golfdemping.”

Wereldwijd van betekenis

Om te onderzoeken wat dit betekent buiten Nederland, combineerden de onderzoekers de resultaten uit de Deltagoot met wereldwijde gegevens over kwelders en extreme stormvloeden. Vooral aan kusten waar golven op de kwelder niet hoger worden dan ongeveer één meter blijkt de vegetatie veel verschil te kunnen maken: daar bedraagt de extra golfdemping doorgaans meer dan tien procent en kan die oplopen tot vijftig procent. Bij hogere golven neemt de bijdrage van de vegetatie af.

Door gebruik te maken van de fysieke eigenschappen, zoals flexibiliteit, van de kwelderplanten die in het experiment getest zijn, proberen de onderzoekers te ‘voorspellen’ hoeveel plantmateriaal bij zware stormen verloren gaat. Dit helpt om meer zekerheid te krijgen over wat er tijdens stormen zal gebeuren en om te begrijpen in hoeverre kwelders kunnen bijdragen aan de bescherming van kustlijnen onder extreme omstandigheden.

De resultaten laten daarmee zien waar kwelders het meest kunnen bijdragen aan kustbescherming, als een zogeheten Nature-based Solution, een op de natuur gebaseerde probleemoplosser. Ze vervangen traditionele dijken niet, maar kunnen er wel mee worden gecombineerd. Doordat een kwelder de golven al vóór de dijk afremt, kan de belasting op de dijk afnemen. Dat biedt mogelijkheden om natuurontwikkeling en kustveiligheid met elkaar te verbinden en bespaart kosten in kustbescherming.

“De bewezen erosiebestendigheid en golfdemping van de kwelders, die van oudsher deel uitmaken van onze kustlijn, hebben in het dijkversterkingsproject Koehool – Lauwersmeer geleid tot besparingen in de vervangingsopgave van de dijkbekleding. Bekleding hoeft niet vervangen te worden, of minder sterk uitgevoerd te worden, dat zorgt voor besparingen van miljoenen euro’s” aldus Paul Buring (Wetterskip Fryslân).

“Tot nu toe telde een kwelder nauwelijks mee in de veiligheidsbeoordeling van een dijk. Niemand kon met zekerheid zeggen of hij een extreme storm overleeft. Dit experiment op ware grootte levert dat bewijs. Daarmee kunnen we kwelder en dijk als één geheel gaan ontwerpen", zegt Bas Borsje, universitair hoofddocent natuurgebaseerde hoogwaterbescherming aan de Universiteit Twente, die het experiment leidde.

Beschermen wat er al ligt

Dat maakt het behoud en herstel van kwelders extra belangrijk. Naast kustbescherming bieden ze leefgebied aan planten en dieren en slaan ze koolstof op. Kwelders kunnen bovendien door sedimentafzetting meegroeien met de zeespiegel, al is dat niet onbeperkt. Bij onvoldoende sedimentaanvoer of erosie aan de randen kunnen kwelders juist verdwijnen. Wereldwijd ging tussen 2000 en 2019 al 719 vierkante kilometer kwelder verloren

“Het behoud van kwelders en het herstel ervan in gebieden waar ze zijn verdwenen, is niet alleen een prioriteit voor de bescherming van de kustlijnen, maar ook om de snelle achteruitgang van de wereldwijde biodiversiteit terug te dringen”, zegt Victoria Mason (onderzoeker bij het NIOZ), terwijl Pim Willemsen (onderzoeker bij Deltares en Wageningen University & Research) benadrukt: “Kwelderlandschappen bestaan doorgaans uit een verscheidenheid aan planten die elk hun eigen sterke punten hebben om zich aan te passen aan klimaatverandering. Het beschermen van deze natuurlijke diversiteit, zowel in kwelders als in andere ecosystemen, is een waardevol instrument om hun natuurlijke klimaatbestendigheid te behouden.”

Samenwerking

Het onderzoek is uitgevoerd binnen (onder andere) de projecten “LIVING DIKES – Realising Resilient and Climate-Proof Coastal Protection