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