From strandline vegetation to embryo dunes: natural sand retention along a heavily urbanized coast

Problematica
Le spiagge sabbiose lungo le coste fortemente urbanizzate, come la costa belga, affrontano una pressione crescente derivante dall'armatura costiera (argini, lungomari), dalla ricreazione intensiva e dalla pulizia meccanica delle spiagge. Questi interventi spesso limitano i processi naturali di formazione delle dune. Sebbene il ripascimento sia ampiamente utilizzato per compensare le perdite di sedimenti, rimane incerta l'entità con cui questa sabbia ripianata viene trattenuta nella parte superiore della spiaggia rispetto alla ridistribuzione operata dai processi marini ed eolici. Lo studio ipotizza che la vegetazione della linea di riva — piante pioniere che crescono sulla spiaggia asciutta — possa rappresentare un meccano di ritenzione della sabbia e di inizio dello sviluppo delle dune embrionali finora trascurato, sebbene il loro potenziale sia spesso soppresso dal disturbo antropico.

Metodologia
Gli autori hanno impiegato un approccio multi-step combinando rilievi sul campo, telerilevamento e modellazione spaziale per valutare il potenziale di quattro specie di piante dunali pioniere (Cakile maritima, Calamagrostis arenaria, Elymus farctus e Salsola kali) nel stabilirsi e accumulare sabbia.

1. Raccolta dati: Sono stati condotti rilievi sul campo annualmente dal 2017 al 2023 lungo l'intera costa belga. Le osservazioni si sono concentrate sulla zona della "spiaggia asciutta" (tra la linea di alta marea di un evento di marea di punta e il piede della duna anteriore). I dati includevano l'identità della specie e l'abbondanza/copertura, registrate come punti georeferenziati.
2. Zone di riferimento: Per isolare i vincoli abiotici dal disturbo umano, l'analisi è stata limitata a 10 Regioni di Interesse (ROI) caratterizzate da basso calpestio e assenza di pulizia meccanica.
3. Predittori ambientali: Due driver abiotici chiave sono stati derivati dai dati LiDAR:
   • Elevazione rispetto all'Alta Marea di Punta (SHW): Calcolata utilizzando DTM primaverili e dati SHW interpolati.
   • Dinamica annuale della sabbia: Calcolata come la differenza tra i DTM autunno-inverno e primaverili per quantificare l'erosione o l'accrezione netta.
4. Modellazione statistica: È stato applicato un framework di modellazione spaziale a due componenti (utilizzando R-INLA):
   • Modello di occorrenza: Un modello binomiale utilizzando dati di presenza-pseudo-assenza per stimare la probabilità di stabilimento delle specie in base alle condizioni abiotiche.
   • Modello di abbondanza/copertura: Un modello zero-inflated negative binomial (ZINB) utilizzando dati di sola presenza per stimare lo sviluppo della vegetazione atteso (copertura) attraverso i gradienti ambientali.
5. Quantificazione dell'accumulo di sabbia: Misurazioni indipendenti sul campo delle dune embrionali sono state effettuate nel 2023–2025 tramite LiDAR (iPhone 13 Pro) e ortofoto per quantificare la relazione tra copertura vegetale e volume di sabbia. Sono stati applicati modelli lineari (vincolati attraverso l'origine) che mettono in relazione il volume di sabbia con la radice quadrata della copertura vegetale per ciascuna specie.
6. Upscaling: Lo studio ha proiettato l'occorrenza e l'abbondanza potenziale su tutta la costa belga (incluse le zone urbanizzate) basandosi sui modelli a basso disturbo. Queste previsioni sono state poi combinate con i tassi di accumulo di sabbia specifici per specie per stimare la ritenzione totale di sabbia sotto due scenari: individui dispersi e patch aggregati.

Risultati Chiave

• Idoneità Abiotica: L'occorrenza prevista è stata diffusa per diverse specie, suggerendo che i gradienti abiotici (elevazione e dinamica della sabbia) non sono i vincoli primari per il potenziale stabilimento in gran parte della costa.
• Abbondanza vs. Occorrenza: Mentre l'occorrenza è stata relativamente insensibile alla dinamica della sabbia, l'abbondanza/copertura attesa ha mostrato risposte specifiche per specie. La maggior parte delle specie ha mostrato un aumento dell'abbondanza con una maggiore accrezione di sabbia, indicando che la dinamica dei sedimenti influenza principalmente lo sviluppo post-stabilimento piuttosto che l'insediamento iniziale.
• Modelli Spaziali: Sotto ipotesi di basso disturbo, Cakile maritima ha mostrato una vasta idoneità lungo la costa. Elymus farctus e Calamagrostis arenaria hanno mostrato una maggiore abbondanza attesa vicino alla parte superiore della spiaggia/diga, mentre Salsola kali ha mostrato un'abbondanza elevata ma spazialmente costante. Il contrasto tra queste alte previsioni di potenziale e la bassa vegetazione osservata sulle spiagge urbanizzate evidenzia il ruolo limitante del disturbo umano.
• Ritenzione della Sabbia: È stata confermata una relazione positiva tra la copertura vegetale e l'accumulo locale di sabbia per tutte e quattro le specie. Si è stimato che Cakile maritima contribuisca la quota maggiore di potenziale ritenzione della sabbia, seguita da Salsola kali, Elymus farctus e Calamagrostis arenaria.
• Stime di Volume: I volumi totali di sabbia potenzialmente trattenuti dalle dune embrionali sono stati stimati in circa 376.000 m³ (scenario patch) fino a 552.000 m³ (scenario individui). Questi volumi sono dello stesso ordine di grandezza dei volumi di sedimenti forniti annualmente tramite il ripascimento delle spiagge.

Significato e Rivendicazioni
L'articolo sostiene che, anche lungo una costa fortemente urbanizzata e soggetta a ripascimenti, le condizioni abiotiche possono sostenere la vegetazione della linea di riva e l'inizio della formazione delle dune embrionali laddove il disturbo è ridotto. Gli autori sostengono che le azioni di gestione — come limitare il calpestio, adattare la pulizia delle spiagge e proteggere la vegetazione della linea di riva — potrebbero migliorare la ritenzione della sabbia ripianata e sostenere la difesa costiera basata sulla natura.

Fondamentalmente, lo studio non propone di sostituire le interazioni ingegneristiche. Al contrario, suggerisce che la vegetazione della linea di riva può aumentare l'efficienza con cui il sedimento disponibile viene trattenuto all'interno del sistema spiaggia-duna. Facilitando la transizione da spiaggia aperta a dune embrionali, questi processi naturali possono complementare le strategie esistenti di gestione costiera, potenzialmente riducendo la perdita di sedimenti verso il mare e la necessità di frequenti ripascimenti. Gli autori sottolineano che le loro stime rappresentano il contributo potenziale della prima vegetazione della linea di riva all' inizio della formazione delle dune, piuttosto che previsioni di crescita dunale a lungo termine o strutture permanenti della duna anteriore.