Bijna een eeuw lang, de zeewering van O'Shaughnessy heeft het zand en de zeeën van Ocean Beach in San Francisco tegengehouden. Nog langer aan het werk:de zeewering van Galveston, gebouwd nadat Amerika's dodelijkste orkaan in 1900 duizenden mensen deed omkomen in Texas.

Dit zijn slechts twee voorbeelden van hoe de Amerikaanse kusten - vooral die met grote stedelijke bevolkingsgroepen - zijn gepantserd met door de mens gemaakte constructies.

Deze structuren trekken in wezen een lijn in het zand die het vermogen van de kustlijn om te reageren op veranderingen in de zeespiegel en andere dynamische kustprocessen beperkt. Hoewel de resulterende ecologische effecten de afgelopen jaren meer zijn bestudeerd, het onderzoek is grotendeels uitgevoerd in specifieke settings, waardoor het moeilijk is om deze effecten te generaliseren over ecosystemen en structuurtypen.

Een nieuwe studie door een team van mariene wetenschappers van UC Santa Barbara en collega's van drie kustlocaties in het Long-Term Ecological Research (LTER) -netwerk van de National Science Foundation biedt een belangrijke eerste stap in de richting van veralgemening van ecologische reacties op bepantsering in de grote diversiteit van kustgebieden waar deze structuren worden gebruikt. De bevindingen van het team verschijnen online en zullen dit najaar worden gepubliceerd in een speciale uitgave van het tijdschrift Estuaries and Coasts, "Invloeden van landgebruik aan de kust en kustbepantsering op estuariene ecosystemen."

Notities vergelijken

Het type pantserstructuur varieert sterk met de omgeving, variërend van massieve zeeweringen en bekledingen langs de aan golven blootgestelde open kust tot kleinere schotten en kunstmatige oesterriffen in kwelders en estuaria. "De grootte en vorm van deze door de mens gemaakte structuren leiden vaak tot het verlies van intergetijdenhabitats, " zei hoofdauteur Jenifer Dugan, een onderzoeksbioloog aan het Marine Science Institute van de UCSB. "De omvang van dat verlies is een functie van de omgeving, structuurtype en hoe ver zeewaarts en langs de kust de structuur zich uitstrekt."

Wetenschappers van drie zeer verschillende LTER-programma's werkten al aan de ecologische impact van kustbepantsering op hun respectieve locaties. Bij de Santa Barbara Coastal LTER, studies naar de effecten van zeeweringen op open kuststranden hadden significante ecologische effecten aan het licht gebracht die zich uitstrekken tot vogels. In het Georgia Coastal Ecosystems (GCE) project is onderzoek gedaan naar de effecten van kleinschalige bepantsering in kwelders. Studies aan het Virginia Coast Reserve LTER waren gericht op het gebruik van aangelegde oesterriffen en levende kustlijnen als kustbeschermingsstrategieën.

"Wat nieuw was aan deze cross-site samenwerking was om deze site-specifieke studies in perspectief te plaatsen door vergelijkingen te maken tussen een breed scala aan habitats, " zei co-auteur Merryl Alber, een professor in mariene wetenschappen aan de Universiteit van Georgia en hoofdonderzoeker van het GCE LTER-project.

De gezamenlijke studie synthetiseert de bevindingen van bestaande literatuur die verschillende soorten bepantsering onderzoekt in een verscheidenheid aan ecosystemen van zacht sediment. De wetenschappers gebruikten die gegevens om een ​​nieuw conceptueel model te evalueren dat ze tijdens twee LTER-cross-site-workshops hadden gemaakt.

Hiaten in kennis blootleggen

"Ons model gebruikt twee eenvoudige assen:de omgevingsinstelling van de pantserstructuur in termen van hydrodynamische energie, zoals golf- en getijdenregimes, en de mate waarin een constructie is gebouwd om de waterbeweging te vertragen of daadwerkelijk te stoppen om er doorheen te komen, " legde Dugan uit. "Vervolgens hebben we de resultaten van een breed spectrum aan studies in de literatuur beoordeeld en die informatie gebruikt om te evalueren hoe goed ons conceptuele model de ecologische effecten van bepantsering kon voorspellen."

Van de 88 onderzoeken die door de onderzoekers zijn beoordeeld, het merendeel was uitgevoerd in zeer energiezuinige omgevingen - voornamelijk kwelders en getijdenkreken, maar ook mangroven - en ongeveer een kwart in medium-energiesystemen, zoals havens, riviermondingen en estuaria. Slechts 15 procent concentreerde zich op omgevingen met veel energie, voornamelijk open zandstranden aan de kust.

Over de zes categorieën van onderzochte ecologische reacties, de resultaten van bestaande literatuur waren grotendeels gericht op veranderingen in de verspreiding van habitats en soorten, vragen over hoe kustbewapening andere belangrijke ecologische reacties beïnvloedt, zoals de kringloop van nutriënten, connectiviteit, productiviteit en trofische structuur. Negatieve effecten van kustbepantsering werden gerapporteerd in alle zes categorieën van ecologische reacties.

"Onze beoordeling bracht niet alleen grote lacunes in kennis aan het licht, maar benadrukte ook het feit dat bestaande informatie over ecologische reacties op bepantsering ongelijkmatig is verdeeld over habitattypen van zacht sediment en niet noodzakelijkerwijs het scala aan potentiële milieu- en bepantseringscontexten dekt, " zei co-auteur Kyle Emery, een voormalig student aan de Universiteit van Virginia die nu werkt aan zijn doctoraat aan de UCSB. "Ons werk maakt duidelijk dat er zeker ruimte is voor meer studies."

Volgende stappen

Volgens Dugan, terwijl de zeespiegel blijft stijgen, bestaande kustpantserstructuren zullen waarschijnlijk meer hydrodynamische energie ervaren, ongeacht hun omgeving. Dit, merkte ze op, zal de ecologische effecten in veel omgevingen vergroten.

Het bleek dat het conceptuele model over het algemeen bruikbare voorspellingen genereerde van de richting en relatieve impact van verschillende soorten kustbepantsering over zachte sedimentecosystemen. "Begrijpen hoe deze ecologische reacties variëren met hydrodynamische energie en hun effect op de waterstroom, zou mensen kunnen helpen bij het ontwerpen en installeren van pantserconstructies die minder ecologische impact zouden kunnen hebben, "zei Dugan. "Toen, het menu met opties zou niet alleen de kosten van de constructie bevatten, maar ook een idee van de ecologische implicaties van elk type constructie op basis van de omgevingsomgeving."

"Dit is een van de eerste pogingen om te beoordelen hoe technische constructies op stranden en andere sedimentaire omgevingen de biota beïnvloeden die op deze locaties leeft, " zei David Garrison, een LTER programmadirecteur bij de National Science Foundation, die het onderzoek ondersteunden. Met zo'n 40 procent van de menselijke bevolking van het land in kustprovincies, Garrison merkte op dat de studie zeker op het juiste moment komt.