Post on 24-Sep-2020
Ecosysteemdiensten en hun betekenis in het estuarium Prof. Dr. Patrick Meire
Onderzoeksgroep ecosysteembeheer
Universiteit Antwerpen
2
Inleiding
• Het wereldwijde verlies aan biodiversiteit heeft geleid tot juridische beschermingsmaatregelen
- Mondiale conventies (CBD, Ramsar,…)
- Europese richtlijnen (Habitat en vogelrichtlijn)
- Nationale wetgeving
• Trend van bescherming en beheer naar ontwikkeling en herstel
3
Inleiding
• Ecologische hoofdstructuur, Vlaams Ecologisch netwerk, Natura 2000 netwerk
• Maar recent steeds meer verzet en vragen rond deze strategieën.
• Centrale gedachte: de natuurbehoudsvisie staat de economische ontwikkeling in de weg!
4
Natuur Haven
Landbouw
Ecologie Economie
5
Ingepolderde oppervlakte
6
0
500
1000
1500
2000
2500
1800 1850 1900 1950 2000 2050
op
pe
rvla
kte
(h
a)
tijd (jaar)
oppervlak havendokken
Oppervlakte havendokken in Antwerpen
7
Inleiding
• De fundamentele vraag is echter niet langer, hebben deze ingrepen een effect op de biodiversiteit, die we moeten beschermen omwille van een aantal richtlijnen, maar heeft het verlies van habitat een effect op het
- De economie
- Het menselijk welzijn
• Of, is natuur meer dan enkel soorten?
8
• Sinds de invloedrijke publicatie van Bob Costanza et al. in Nature in 97 en de MA in 2005 is duidelijke geworden dat ecosysteemdiensten belangrijk zijn.
9
• Ecosysteemdiensten zijn
• “De directe en indirecte bijdragen van ecosystemen aan het menselijk welzijn” (TEEB, 2010)
10
11
12
• De Groot et al. 2013. Ecosystems Services
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economische)
waarde
Morfologie
Schorren
voedsel
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Morfologie
Schorren
landbouw grond
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Morfologie
Schorren
Slikken
Industrie/haven gebied
Ruwe materialen:
Platform voor
constructies
€
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Geulen
Morfologie
voedsel
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Geulen
Morfologie
Water voor
Scheepvaart
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
ae
processen Functions
Benefits (Economic)
Value
geulen
Morfologie
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Dissipation of
Tidal energy
Morfologie
?
Veranderingen in getij
amplitude in de Schelde: 1900-2008
Verandering in getij amplitude in de Elbe
Verandering in getij amplitude in de Weser
Habitats en het vertikaal getij
(tidal range)
Am
plifi
ca
tio
n
Da
mp
ing
Habitats en het vertikaal getij
(tidal range)
Am
plifi
ca
tio
n
Da
mp
ing
Effect van het Verdronken land van Saeftinge
op de hoogwaters E.g. Effect of Saeftinghe marsh ~2500 ha
2D hydrodyn. model
Blue line = ref. 2009
Sven Smolders in prep
26
Kern boodschap 1
• Getijdoordringing is significant toegenomen
• Overstromingsrisico’s zijn toegenomen
• Habitat verlies/wijziging heeft een significant effect op de getij doordringing
- Intergetijden gebieden en ondiep subtidale zijn cruciale habitats.
• Veranderingen in getijkarakteristieken zijn de drijvende krachten achter de ontwikkeling van het estuarium
27
• In herstelprojecten zoals ontpoldering of rivierwinning, moet de focus dan ook meer en meer liggen op de impact op getijkarakteristieken ipv enkel op structurele biodiversiteit, zonder afbreuk van dat laatste
• Dit moet een belangrijk element zijn in compensatiemaatregelen en instandhoudingsdoelen, immers dat bepaald mee de goede staat van instandhouding!
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies
Benefits (Economic)
Value
Dissipatie
van
golfenergie
geulen
Morfologie
schorren
slikken/platen
29
29
Golfh
oo
gte
(m
)
Afstand van schorrand (m)
30
Kernboodschap 2
• Schorren reduceren de golfwerking en hebben zo een beschermende werking voor de dijken
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies Benefits (Economic)
Value
Dissipation of
Tidal energy
Morfologie
Water for
navigation
Water quality
regulation
Primaire productie
Biogeochemische cycli
Primaire productie
Schelde Elbe
Dis
tan
ce –
TID
E km
Dis
tan
ce –
TID
E km
Time (years) Time (years)
• Chlorophyll a hoogst in zoetwater getijden gebied • In de Schelde twee maal zo hoog als in de Elbe • Chl a proxy voor voor biomassa en productie algen
Gemiddelde diepte van Schelde en Elbe
TIDE | Frederik Roose | Historical compendium Schelde
Zm
Zp Thalweg diepte Cross section gemiddelde diepte
Lichtklimaat hangt mee af van morfologie
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
FW1 FW2 FW3 O M P FW1 FW2 O M P FW1 FW2 O M P FW1 O M P
Elbe Weser Scheldt Humber
yearly
summer
winter
algal bloom
zeuph/zmix ratio > 1/6 ?
• Also DO sag can be related to morphology in the Elbe
FW3
Algal die off in FW3 NH4+
NO3-
mineralization nitrification
DO loss! DO loss!
Dis
tan
ce –
TID
E km
Time (years)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Eup
ho
tic
de
pth
/mix
ing
de
pth
rat
io
yearly summer winter algal bloom
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren
en
processen Functies Benefits (Economic)
Value
Dissipation of
Tidal energy
Morfologie
Water for
navigation
Water quality
regulation
Primaire productie
Biogeochemische cycli
37
Filterfunctie voor nutriënten
Dis
tan
ce (
TID
E-k
m)
Time (years)
38
Kernboodschap 3
• Waterkwaliteit (zuurstof, primaire productie) wordt mede door morfologie bepaald
• De filterfunctie voor nutriënten in het pelagiaal is momenteel beperkt
39
Uitwisseling van
water & sediment
Uitwisseling tussen schor en pelagiaal
40
N retentie in een schor
0
20000
40000
60000
8000016
/05/
2006
3/07
/200
6
11/0
9/20
06
25/1
0/20
06
20/0
3/20
07
21/0
3/20
07
4/06
/200
7
5/06
/200
7
1/10
/200
7
volu
me
(m³)
0
5
10
15
20
TD
IN (
kg)
tidal volume N retention
NITROGEN RETENTION
Data Lippenbroek
41
Denitrificatie: compilatie van gegevens
42
Kernboodschap 4
• Slikken en schorren spelen een enorm belangrijke rol in de nutriëntenflux en zijn een sink voor N en P en een bron voor Si
• Ze zijn daarom erg belangrijk in de regulering van waterkwaliteit
• HABITATS VERVULLEN ERG VEEL FUNCTIES
EN LEVEREN VEEL ECOSYSTEEMDIENSTEN
Selectie van 20 “belangrijkste” ES uit 44
Important Ecosystem Services in TIDE estuaries Category
Food: Animals Provisioning
Water for industrial use Provisioning
Water for navigation Provisioning
Climate regulation: Carbon sequestration and burial Regulating
Regulation extreme events or disturbance: Flood water storage Regulating
Regulation extreme events or disturbance: Water current reduction Regulating
Regulation extreme events or disturbance: Wave reduction Regulating
Water quantity regulation: drainage of river water Regulating
Water quantity regulation: dissipation of tidal and river energy Regulating
Water quantity regulation: landscape maintenance Regulating
Water quantity regulation: transportation Regulating
Water quality regulation: transport of pollutants and excess nutrients Regulating
Water quality regulation: reduction of excess loads coming from the catchment Regulating
Erosion and sedimentation regulation by water bodies Regulating
Erosion and sedimentation regulation by biological mediation Regulating
"Biodiversity" Supporting
Aesthetic information Cultural
Opportunities for recreation & tourism Cultural
Inspiration for culture, art and design Cultural
Information for cognitive development Cultural
Importance
Very high
Low
High
Very low
Ecosystem services
Welk habitat levert wat?
Trend in de levering van
ecosysteemdiensten
TIDE | Frederik Roose | Historical compendium Schelde
47
Kernboodschap 5
• Het ecosysteem levert een hele reeks ecosysteemdiensten
- Habitats en soorten spelen hierin een cruciale rol
- De levering van die ES wordt als erg belangrijk beschouwd door beheerders
• Het verlies aan habitats heeft onherroepelijk geleid tot het verlies van ecosysteemdiensten.
• Een verlies van ecosysteemdiensten heeft direct EN indirect maatschappelijke en economische gevolgen
48
• Een aantal zijn gecompenseerd door infrastructuurwerken (vaak tegen hoge kost), maar velen niet en leiden tot directe verliezen (bv visserij) of problemen op lange termijn (bv verlies filterfunctie en export van nutriënten/polluenten)
Wat zijn die ecosysteemdiensten nu waard?
• “Totale Economische Waarde” van ecosystemen: gebruiks en niet-gebruiks waarde – Rekening houden met de hele bundel van ecosysteemdienstsen
• Piramide methode voor ES waardering – Veel verschillende waarderingsmethoden beschikbaar (monetair en niet-
monetair)
Schema Totale Economische Waarde
Piramide methode (Gantioler et al., 2010)
Hertogin Hedwige-Prosperpolder ontpolderingsproject
Voordelig voor de samenleving?
Illustratie
Hertogin Hedwige-Prosperpolder ontpolderingsproject
Voordelig voor de samenleving?
Illustratie
NA
Versteviging leidingendam Afgraven voorliggende schorren
VOOR
Polder
0
10
20
30
40
50
60
70
Vlaanderen Nederland
milj
oe
n e
uro
Onteigeningen
Aanbesteding
Totale kostprijs: ±100 miljoen euro
Project
Ook negatieve effecten: - Uitstoot C-emissies (CO2, CH4) - N-emissies (N2O, NH3, NH4) - Visuele verstoring omwonenden met nieuwe dijk
Baten: ecosysteemdiensten
Baten: • Voedsel • Platform voor wonen • Open ruimte • Recreatie
Negatieve effecten: Fijn stof van landbouw Bodem erosie landbouwgrond N- en P- surplus Uitstoot C-emissies
= Verliezen
= Baten
NA
Baten: Habitat en ondersteunende diensten • Estuariene natuur • Fauna en flora Voorzienende diensten • Voedsel Culturele diensten • Recreatie, educatie Regulerende diensten • Veiligheid tegen overstromingen • Sedimentatie en erosie processen • Klimaatregulering (koolstof opslag) • Water kwaliteit regulering
VOOR
Polder
-10.000
-5.000
-
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
Min. Max. Min. Max. Min. Max.
Landbouw Slikken Schorren
€/h
a/ja
ar
Platform-buildings
Platform-houses
Aesthetics-Visual intrusion
Cognitive development-Excusion
Recreation-dike
Water quality-Aeration
Water quality-P-burial
Water quality-N-N2O-emission
Water quality-N-NH3-NH4-emission
Water quality-N-denitrification
Water quality-N-burial
Climate-CH4-emission
Climate-CO2-emission
Climate-Carbon burial
Soil erosion
Sedimentation
Flood prevention
Air quality - PM10
Air quality - PM2,5
Food-Eatable salty plants
Food-Livestock
Food-Agricultural crops
ES baten en verliezen per habitat
Baten en verliezen van het project
-5
-
5
10
15
20
Min. Max.
Milj
oe
n €
/jaa
r
Cultural Platform-Living
Cultural Platform-Building
Cultural Aesthetics-Visual intrusion
Cultural Cognitive development-Excusion
Cultural Recreation-dike
Water quality Aeration
Water quality P-burial
Water quality N-N2O-emission
Water quality N-NH3-NH4-emission
Water quality N-denitrification
Water quality N-burial
Climate CH4-emission
Climate CO2-emission
Climate Carbon burial
Sedimentation and erosion Soil erosion
Sedimentation and erosion Sedimentation
Disturbance Flood prevention
Air quality PM10
Air quality PM2,5
Food Eatable salty plants
Food Livestock
Food Agricultural crops
Verlies landbouw en huizen gecompenseerd (totale investeringskost)
Landbouw: -450 ha Slikken: +275 ha Schorren: +190 ha
-
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
- 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
Milj
oe
n €
jaar
Investeringskost
Gemiddelde totale netto baten (gecummuleerd)
Lange termijn analyse met schorontwikkeling
Min.
Max.
100% slik 0% schor
60% slik 40% schor
0% slik 100% schor
Op basis van minimale inschatting 12 jaar terugverdientijd
Discussie • Niet alle baten en kosten zitten vervat in de economische
analyse (vanwege onvoldoende informatie voor monetarisering of ontbreken bruikbare methode) – Nieuw habitat (cf. doelstellingen Natura 2000) – Ondersteuning voor fauna en flora
• Vogels, cf. doelstellingen Bird Directive • Kraamkamerfunctie voor vissen en schaaldieren
– Hydrologie (nieuw pompsysteem voor drainage omliggende polders, effecten grondwater)
– Wetenschappelijke kennis – Recreatie: horeca mogelijkheden, ecolodges, verlies Prosper
jachthaventje – Cultuur historische dijk relicten, hoeves – Hinder tijdens de constructie werken (fijn stof, geluid) – … Voornamelijk baten, wat het positief resultaat nog versterkt
58
Kernboodschap 6
• Natuurherstelmaatregelen zijn niet alleen ecologisch een meerwinst maar door de levering van ecosysteemdiensten ook economisch rendabel
• Dit werd ook reeds aangetoond door de kosten-baten analyse voor het geactualiseerde Sigmaplan
59
Ontpolderingen: Alleen langs de Schelde??
• Als het ontpolderen zo gunstig is, doet men dat dan niet overal???
60
61
Paull Holme Stray Humber estuary
UK Germany Texas, USA
Humber estuary Blackwater
estuary Elbe estuary Galveston Bay
CATEGO
RY SERVICES
Andrews et al., 2006
Turner et al., 2007
Luisetti et al 2011
Shepherd et al., 2007
Luisetti et al 2011 Grossmann 2012 Minello et al., 2012
PROV
Food: Animals fish nursery value:
7.43 £/ha
Shrimp production
benefit:
425 – 682 $/ha/y
Water for industrial use
Water for navigation
REG
Climate regulation: Carbon sequestration and burial
carbon
sequestration:
0.9 million £/y
carbon
sequestration:
0.3 – 2.4 million
£/y
Regulation extreme events or disturbance: Flood water storage
Regulation extreme events or disturbance: Water current reduction
Regulation extreme events or disturbance: Wave reduction
Water quantity regulation: drainage of river water
Water quantity regulation: dissipation of tidal and river energy
Water quantity regulation: landscape maintenance
Water quantity regulation: transportation
Water quality regulation: transport of pollutants and excess nutrients
Water quality regulation: reduction of excess loads coming from the
catchment
N an P burial,
denitrification
[included in value
wetland habitat]
N an P burial,
denitrification
[included in value
wetland habitat]
N and P retention:
1,500 – 20,000
€/ha/y
Erosion and sedimentation regulation by water bodies
Accretion ‘new’
sediment
[included in value
wetland habitat]
Accretion ‘new’
sediment
[included in value
wetland habitat]
Erosion and sedimentation regulation by biological mediation
HABITAT
& Supp "Biodiversity"
Habitat created
(wetland value):
122 – 621 £/ha/yr
Habitat created
(willingness-to-
pay):
3.47 – 77.40
£/ha/yr
CULT
Aesthetic information
Opportunities for recreation & tourism
Amenity and
recreation
[included in value
wetland habitat]
Amenity and
recreation
[included in value
wetland habitat]
Inspiration for culture, art and design
Information for cognitive development
63
Conclusies uit literatuur:
UK Germany Texas, USA
Humber estuary Blackwater
estuary Elbe estuary Galveston Bay
Andrews et al., 2006
Turner et al., 2007
Luisetti et al 2011
Shepherd et al., 2007
Luisetti et al 2011 Grossmann 2012 Minello et al., 2012
Ontpolderings-programma voor het estuarium
Ontpolderings-programma voor het estuarium
Overstromingsgebied herstel programma
Gecreëerde wetlands
Economisch efficient na >25 jaar (over 50-100 jaar bekeken)
Kosten effectief over 50-100 jaar bekeken
Economisch efficient van baten nutriënten retentie
Voordelig dankzij garnalen productie na >25 jaar
64
Conclusies
• Estuariene ecosystemen leveren heel wat ecosysteemdiensten
• Verlies aan habitats betekent verlies aan ecosysteemdiensten
• Verlies aan ecosysteemdiensten betekent een economisch verlies
65
• Estuariene herstelmaatregelen moeten niet alleen gericht zijn op het herstel en behoud van de biodiversiteit maar ook op het herstel van de ecosysteemdiensten
• Dit moet leiden tot het mitigeren van negatieve trends
• Ecologisch herstel is dan duidelijk ook een economisch verantwoorde en rendabele investering
66
• Inzicht in de levering van ecosysteemdiensten leert dat investeren in het herstel van het estuariene systeem de basis is voor een duurzaam economisch gebruik van het systeem
• Dit vereist dat doelen ook breed moeten gedefinieerd worden, ook voor ES!
67
• Een goede systeemmonitoring is essentieel als basis om de ontwikkeling van het systeem te beschrijven, te begrijpen en de processen te kwantificeren als basis voor een goed beheer
• Het is uitermate belangrijk om het belang van het herstel van het Schelde ecosysteem op een correcte manier te communiceren en te wijzen op het belang van ecosysteemdiensten
68
Ecosystem services
Nature Harbour
Ecology Economy Ecosystem
services
69
71
Thanks for your attention