Ecosysteemdiensten en hun betekenis in het estuarium Prof. Dr. Patrick Meire Onderzoeksgroep ecosysteembeheer Universiteit Antwerpen
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
2
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!
3
4
Natuur
Ecologie
Haven Landbouw
Economie
Ingepolderde oppervlakte
5
Oppervlakte havendokken in Antwerpen oppervlak havendokken 2500
oppervlakte (ha)
2000 1500 1000 500
0 1800
1850
1900
1950
2000
2050
tijd (jaar)
6
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?
7
• 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.
8
• Ecosysteemdiensten zijn • “De directe en indirecte bijdragen van ecosystemen aan het menselijk welzijn” (TEEB, 2010)
9
10
11
• De Groot et al. 2013. Ecosystems Services 12
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
Functies
voedsel
Morfologie
Schorren
Benefits
(Economische) waarde
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
Functies Benefits
Morfologie Schorren
landbouw grond
(Economic) Value
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
Functies
Ruwe materialen: Platform voor constructies
Benefits
(Economic) Value
Morfologie Schorren Slikken
€ Industrie/haven gebied
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
Functies
voedsel
Geulen
Morfologie
Benefits
(Economic) Value
Human well being
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren en processen
Geulen
Morfologie
Functies
Water voor Scheepvaart
Benefits
(Economic) Value
Ecosystemen en biodiversiteit
Structuren ae processen
Human well being
Functions
geulen
Morfologie
Benefits
(Economic) Value
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
?
Functies
Benefits
Morfologie
Dissipation of Tidal energy
(Economic) Value
Veranderingen in getij amplitude in de Schelde: 1900-2008
Verandering in getij amplitude in de Elbe
Verandering in getij amplitude in de Weser
Damping Amplification
Habitats en het vertikaal getij (tidal range)
Damping Amplification
Habitats en het vertikaal getij (tidal range)
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
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 26
• 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! 27
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Human well being
Functies Benefits
geulen
Morfologie schorren slikken/platen
Dissipatie van golfenergie
(Economic) Value
Golfhoogte (m)
Afstand van schorrand (m)
29
Kernboodschap 2 • Schorren reduceren de golfwerking en hebben zo een beschermende werking voor de dijken
30
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Morfologie
Human well being
Benefits
Functies
(Economic) Value
Water for navigation
Dissipation of Tidal energy
Water quality regulation
Primaire productie Biogeochemische cycli
Distance – TIDE km
Distance – TIDE km
Schelde
Primaire productie Elbe
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 Thalweg diepte
Cross section gemiddelde diepte
Z
Zm
TIDE | Frederik Roose | Historical compendium Schelde
Lichtklimaat hangt mee af van morfologie zeuph/zmix ratio > 1/6 ? 0,6
0,5
0,4 yearly
0,3
summer winter
0,2
algal bloom
0,1
0 FW1 FW2 FW3 O Elbe
M
P FW1 FW2 O Weser
M
P FW1 FW2 O Scheldt
M
P FW1 O
M
Humber
P
Algal die off in FW3
mineralization DO loss!
NH4
+
nitrification
NO3-
DO loss!
Distance – TIDE km
FW3
Euphotic depth/mixing depth ratio
0,35 0,3
0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 yearly
Time (years)
20
40
summer
60
80
100 120 140 160
winter
algal bloom
Ecosystemen en biodiversiteit Structuren en processen
Morfologie
Human well being
Benefits
Functies
(Economic) Value
Water for navigation
Dissipation of Tidal energy
Water quality regulation
Primaire productie Biogeochemische cycli
Distance (TIDE-km)
Filterfunctie voor nutriënten
Time (years)
37
Kernboodschap 3 • Waterkwaliteit (zuurstof, primaire productie) wordt mede door morfologie bepaald • De filterfunctie voor nutriënten in het pelagiaal is momenteel beperkt
38
Uitwisseling tussen schor en pelagiaal
Uitwisseling van water & sediment
39
N retentie in een schor NITROGEN RETENTION
0
1/10/2007
0
5/06/2007
5
4/06/2007
20000
21/03/2007
10
20/03/2007
40000
25/10/2006
15
11/09/2006
60000
3/07/2006
20
TDIN (kg)
N retention
80000
16/05/2006
volume (m³)
tidal volume
Data Lippenbroek 40
Denitrificatie: compilatie van gegevens
41
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 42
Selectie van 20 “belangrijkste” ES uit 44 Important Ecosystem Services in TIDE estuaries Food: Animals Water for industrial use Water for navigation Climate regulation: Carbon sequestration and burial 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 Erosion and sedimentation regulation by water bodies Erosion and sedimentation regulation by biological mediation "Biodiversity" Aesthetic information Opportunities for recreation & tourism Inspiration for culture, art and design Information for cognitive development
Category Provisioning Provisioning Provisioning Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Regulating Supporting Cultural Cultural Cultural Cultural
Ecosystem services Importance Very high
High Low Very low
Welk habitat levert wat?
Trend in de levering van ecosysteemdiensten
TIDE | Frederik Roose | Historical compendium Schelde
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
47
• 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)
48
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 nietmonetair) Piramide methode (Gantioler et al., 2010)
Schema Totale Economische Waarde
Illustratie
Hertogin Hedwige-Prosperpolder ontpolderingsproject Voordelig voor de samenleving?
Illustratie
Hertogin Hedwige-Prosperpolder ontpolderingsproject Voordelig voor de samenleving?
VOOR
NA
Polder
Project
Totale kostprijs: ±100 miljoen euro 70 60
Versteviging leidingendam Afgraven voorliggende schorren
miljoen euro
50
Onteigeningen Aanbesteding
40 30 20 10 0 Vlaanderen
Nederland
Baten: ecosysteemdiensten NA
VOOR
Polder Baten: • Voedsel • Platform voor wonen • Open ruimte • Recreatie
= Verliezen
Negatieve effecten: Fijn stof van landbouw Bodem erosie landbouwgrond N- en P- surplus Uitstoot C-emissies
= Baten
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 Ook negatieve effecten: - Uitstoot C-emissies (CO2, CH4) - N-emissies (N2O, NH3, NH4) - Visuele verstoring omwonenden met nieuwe dijk
ES baten en verliezen per habitat 45.000 Platform-buildings 40.000
Platform-houses
Aesthetics-Visual intrusion Cognitive development-Excusion
35.000
Recreation-dike Water quality-Aeration
30.000
Water quality-P-burial Water quality-N-N2O-emission
€/ha/jaar
25.000
Water quality-N-NH3-NH4-emission Water quality-N-denitrification
20.000
Water quality-N-burial Climate-CH4-emission 15.000
Climate-CO2-emission
Climate-Carbon burial 10.000
Soil erosion Sedimentation
5.000
Flood prevention Air quality - PM10
-
-5.000
-10.000
Air quality - PM2,5
Min.
Max.
Landbouw
Min.
Max.
Slikken
Min.
Max.
Schorren
Food-Eatable salty plants Food-Livestock Food-Agricultural crops
Baten en verliezen van het project Landbouw: -450 ha Slikken: +275 ha Schorren: +190 ha
20
Miljoen €/jaar
15
10
5
-
Min. -5
Max.
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 Verlies landbouw en huizen Air quality PM2,5 gecompenseerd (totale investeringskost) Food Eatable salty plants Food Livestock Food Agricultural crops
Lange termijn analyse met schorontwikkeling Investeringskost Gemiddelde totale netto baten (gecummuleerd)
500 450 400
0% slik 100% schor
Miljoen €
350
Max.
60% slik 40% schor
300 250 200
Min.
150
Op basis van minimale inschatting 12 jaar terugverdientijd
100 50 100% slik 0% schor
-
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
jaar
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
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
58
Ontpolderingen: Alleen langs de Schelde?? • Als het ontpolderen zo gunstig is, doet men dat dan niet overal???
59
60
61
Paull Holme Stray Humber estuary
UK
CATEGO SERVICES RY
Germany
Texas, USA
Elbe estuary
Galveston Bay
Humber estuary
Blackwater estuary
Andrews et al., 2006 Turner et al., 2007 Luisetti et al 2011
Shepherd et al., 2007 Grossmann 2012 Luisetti et al 2011
Minello et al., 2012
fish nursery value: 7.43 £/ha
Shrimp production benefit: 425 – 682 $/ha/y
Food: Animals PROV Water for industrial use Water for navigation Climate regulation: Carbon sequestration and burial
REG
carbon sequestration: 0.9 million £/y
carbon sequestration: 0.3 – 2.4 million £/y
N an P burial, denitrification [included in value wetland habitat] Accretion ‘new’ sediment [included in value wetland habitat]
N an P burial, denitrification [included in value wetland habitat] Accretion ‘new’ sediment [included in value wetland habitat]
Habitat created (wetland value): 122 – 621 £/ha/yr
Habitat created (willingness-topay): 3.47 – 77.40 £/ha/yr
Amenity and recreation [included in value wetland habitat]
Amenity and recreation [included in value wetland habitat]
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
Erosion and sedimentation regulation by water bodies Erosion and sedimentation regulation by biological mediation HABITAT "Biodiversity" & Supp
Aesthetic information
CULT
Opportunities for recreation & tourism Inspiration for culture, art and design Information for cognitive development
N and P retention: 1,500 – 20,000 €/ha/y
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
Ontpolderingsprogramma voor het estuarium
Ontpolderingsprogramma voor het estuarium
Overstromingsge bied herstel programma
Gecreëerde wetlands
Economisch efficient na >25 jaar (over 50100 jaar bekeken)
Kosten effectief over 50-100 jaar bekeken
Economisch efficient van baten nutriënten retentie
Voordelig dankzij garnalen productie na >25 jaar
63
Conclusies • Estuariene ecosystemen leveren heel wat ecosysteemdiensten • Verlies aan habitats betekent verlies aan ecosysteemdiensten • Verlies aan ecosysteemdiensten betekent een economisch verlies
64
• 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 65
• 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!
66
• 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
67
68
Ecosystem services Nature
Harbour
Ecosystem Ecology Economy services
69
71
Thanks for your attention
