Hard armouring outperforms a biomass-based living shoreline on a high-energy, ice-influenced sandstone coast: a one-year controlled comparison at Augustine Cove, Prince Edward Island, Canada

Kustgemeenschappen over de hele wereld staan voor een onverbiddelijke keuze wanneer de oceaan begint het land weg te vreten. Ze kunnen zich terugtrekken, door hun huizen en infrastructuur landinwaarts te verplaatsen om de waterloop zijn gang te laten gaan; ze kunnen zich aanpassen, door structuren te bouwen die meestijgen met de stijgende getijden; of ze kunnen zich verdedigen, door barrières te bouwen om de zee tegen te houden. Decennialang was de standaardverdediging hard engineering: massieve muren van beton of steen, ontworpen om golven weg te stuiteren. Maar in de afgelopen jaren heeft een andere filosofie terrein gewonnen. Deze benadering, vaak een "levende kustlijn" genoemd, streeft ernaar de kust te stabiliseren met natuurlijke materialen zoals planten, boomstammen en aarde, in de hoop een buffer te creëren die golfenergie absorbeert terwijl het ook het wild ondersteunt. Het idee is dat de natuur een betere ingenieur kan zijn dan een bulldozer. Echter, de meeste succesverhalen voor deze levende kustlijnen komen uit rustige, beschutte baaien in het zuiden van de Verenigde Staten, waar het water zacht is en het ijs de kust nooit bevriest. Het blijft een mysterie of deze zachte, biologische oplossingen kunnen overleven in de brute, ijskoude en door golven geteisterde omstandigheden van de open oceaan in plaatsen zoals de Golf van St. Laurens.

Op de zuidkust van Prince Edward Island, Canada, voltrok zich een uniek natuurlijk experiment om deze vraag te beantwoorden. Een enkel perceel, de thuisbasis van een seizoensgebonden kamp voor kinderen, bood drie verschillende secties kustlijn die naast elkaar lagen, allemaal blootgesteld aan dezelfde hevige golven, dezelfde ijzige winterstormen en dezelfde zachte, afbrokkelende rode zandsteenkliffen. Eén sectie werd beschermd door een traditionele stenen zeemuur die in 2009 werd gebouwd. Een tweede sectie, geïnstalleerd slechts een jaar voor het begin van de studie, bestond uit een levende kustlijn gemaakt van takken, hooibalen, boomstammen en inheemse planten. De derde sectie werd volledig met rust gelaten, als controle om te laten zien wat er gebeurt wanneer men niet probeert de erosie te stoppen. Onderzoekers volgden deze drie buren een heel jaar lang en maten exact hoeveel land elke sectie aan de zee verloor. Ze gebruikten eenvoudige stalen meetlinten die in de grond waren verankerd en hoogresolutie dronefotografie om de rand van de klif met extreme precisie te volgen.

De resultaten waren schokkend en onverwacht. Gedurende dat ene jaar hield de stenen zeemuur haar positie bijna perfect vast en vertoonde geen meetbare terugtrekking. In contrast hiermee verloor de levende kustlijn land met exact dezelfde snelheid als de onbeheerde, onbeschermde sectie. De natuurlijke barrière van boomstammen en planten vertraagde de erosie niet, waardoor het leek alsof er niets was geïnstalleerd. De levende kustlijn trok zich bijna een halve meter terug, een afstand die statistisch identiek was aan de kale klif ernaast. Dit falen was niet te wijten aan een gebrek aan inspanning of financiering; de levende kustlijn kostte ongeveer twintig duizend Canadese dollars om te installeren, een aanzienlijke investering die uiteindelijk ineffectief bleek tegen de specifieke krachten die in het spel waren. De stenen muur, die iets meer kostte, had er succesvol in geslaagd het water te stoppen met het verplaatsen van het land.

De onderzoekers stelden vast dat de levende kustlijn faalde omdat het het verkeerde instrument voor de taak was. Het gebruikte ontwerp was een "borstel-en-biomassa"-benadering, die vertrouwde op onverankerde boomstammen en plantenwortels om de grond bij elkaar te houden. Dit type ontwerp werkt goed in de kalme, ijsvrije estuaria van het Amerikaanse Zuiden, waar de golven klein zijn en de grond stabiel is. Maar op Prince Edward Island zijn de omstandigheden veel gewelddadiger. De golven reizen over een enorme strook open water, waardoor ze een enorme energie opbouwen voordat ze de kust raken. Bovendien brengt de winter een unieke reeks gevaren met zich mee: het water bevriest, en het ijs zelf duwt tegen het land, waardoor de basis van de kliffen wordt uitgehold en de zachte zandsteen wordt afgebroken. De levende kustlijn werd laat in de zomer geïnstalleerd, waardoor de planten slechts enkele weken hadden om wortels te vormen voordat de herfststormen toesloegen. De eerste winterstormen waren genoeg om de ongeconsolideerde materialen weg te spoelen, en tegen de volgende januari was een derde van de structuur volledig door de zee weggeslagen.

De studie onthulde ook een verborgen gevaar van de stenen zeemuur. Hoewel de muur het land direct erachter beschermde, begon het deel van de kust direct naast de muur, waar de bescherming ophield, sneller te eroderen dan welk ander deel van het perceel ook. Dit fenomeen, bekend als flankering, treedt op wanneer een harde barrière de golfenergie zijwaarts reflecteert, waardoor het onbeschermde land aan de uiteinden van de muur wordt aangevallen. De gegevens toonden aan dat het gebied net buiten de zeemuur land verloor op een snelheid die meer dan het dubbele was van het gemiddelde van de rest van het perceel. Dit suggereert dat hoewel de muur het specifieke stuk land dat hij bedekte redde, het de lossen van het naburige land mogelijk heeft versneld, een afruil die vaak over het hoofd wordt gezien bij kustplanning.

De onderzoekers benadrukken er voorzichtig bij dat dit niet betekent dat levende kustlijnen overal nutteloos zijn. Het falen was specifie aan deze ene locatie, dit specifieke ontwerp en deze specifieke combinatie van hoge golven en ijskoude winters. De studie bewijst niet dat natuurgebaseerde oplossingen niet kunnen werken op de open kust, maar het bewijst wel dat de blauwdrukken die gebruikt worden voor kalme baaien niet simpelweg gekopieerd en geplakt kunnen worden op de ruige, ijzige oevers van de Golf van St. Laurens. Het hier geïnstalleerde ontwerp miste een solide, golfbrekende fundering, zoals een rotsrand, die vaak aanwezig is in de succesvolle voorbeelden uit de Verenigde Staten. Zonder die harde verankering waren de zachte materialen simpelweg niet opgewassen tegen de winterstormen.

Deze casestudy dient als een kritische waarschuwing voor kustbeheerders en landeigenaren in Atlantic Canada. Het benadrukt dat de beslissing om een levende kustlijn te bouwen niet alleen gaat over het kiezen van een "groenere" optie; het vereist een rigoureuze beoordeling van de lokale omgeving. Voordat een natuurlijke barrière wordt geïnstalleerd, moeten planners rekening houden met de lengte van het open water waarover de golven reizen, de aanwezigheid van zeeijs en het type gesteente of bodem waaruit de klif bestaat. De studie suggereert dat in omgevingen met een hoge energie en invloed van ijs, het menu van levensvatbare opties veel beperkter is dan vaak wordt aangenomen. Voor sommige plaatsen is de enige realistische verdediging wellicht om afstand te nemen van de waterkant, een strategie die bekend staat als beheerde terugtrekking, in plaats van te proberen het gevecht met de oceaan aan te gaan met een ontwerp dat door de lokale omstandigheden onvermijdelijk verslagen zal worden. Het bewijs van Prince Edward Island laat zien dat zonder lokale, locatiegebonden engineering en een diep begrip van het winterijs, zelfs de meest welbedoelde natuurlijke verdedigingen kunnen bezwijken onder het gewicht van de zee.