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

Enunciado do Problema
As praias arenosas ao longo de costas fortemente urbanizadas, como a costa belga, enfrentam uma pressão crescente devido ao revestimento costeiro (diques, passeios), recreação intensiva e limpeza mecânica de praias. Essas intervenções frequentemente restringem os processos naturais de formação de dunas. Embora o reforço de praias (beach nourishment) seja amplamente utilizado para compensar as perdas de sedimentos, permanece incerto até que ponto essa areia adicionada é retida na parte superior da praia ou redistribuída por processos marinhos e eólicos. O estudo postula que a vegetação da linha de costa — plantas pioneiras que crescem na praia seca — pode constituir um mecanismo negligenciado para a retenção de areia e iniciação do desenvolvimento de dunas embrionárias, embora seu potencial seja frequentemente suprimido pela perturbação humana.

Metodologia
Os autores empregaram uma abordagem de múltiplas etapas combinando levantamentos de campo, sensoriamento remoto e modelagem espacial para avaliar o potencial de quatro espécies de plantas pioneiras de dunas (Cakile maritima, Calamagrostis arenaria, Elymus farctus e Salsola kali) para estabelecer-se e acumular areia.

1. Coleta de Dados: Levantamentos de campo foram realizados anualmente de 2017 a 2023 ao longo de toda a costa belga. As observações concentraram-se na zona da "praia seca" (entre a linha de maré alta de primavera e o pé da duna frontal). Os dados incluíram identidade das espécies e abundância/cobertura, registrados como pontos georreferenciados.
2. Zonas de Referência: Para isolar as restrições abióticas da perturbação humana, a análise foi restrita a 10 Regiões de Interesse (ROIs) caracterizadas por baixo pisoteio e ausência de limpeza mecânica.
3. Preditores Ambientais: Dois principais drivers abióticos foram derivados de dados LiDAR:
   • Elevação relativa à Maré Alta de Primavera (SHW): Calculada usando DTMs de primavera e dados interpolados de SHW.
   • Dinâmica Anual de Areia: Calculada como a diferença entre os DTMs de outono-inverno e primavera para quantificar erosão ou acreção líquida.
4. Modelagem Estatística: Uma estrutura de modelagem espacial de dois componentes (usando R-INLA) foi aplicada:
   • Modelo de Ocorrência: Um modelo binomial usando dados de presença-pseudo-ausência para estimar a probabilidade de estabelecimento das espécies com base em condições abióticas.
   • Modelo de Abundância/Cobertura: Um modelo binomial negativo de inflação de zeros (ZINB) usando dados de presença única para estimar o desenvolvimento esperado da vegetação (cobertura) através de gradientes ambientais.
5. Quantificação do Acúmulo de Areia: Medições de campo independentes de dunas embrionárias foram realizadas em 2023–2025 usando LiDAR (iPhone 13 Pro) e ortofotos para quantificar a relação entre a cobertura vegetal e o volume de areia. Modelos lineares (restritos através da origem) relacionando o volume de areia com a raiz quadrada da cobertura vegetal foram ajustados para cada espécie.
6. Escalonamento (Upscaling): O estudo projetou a ocorrência e abundância potencial em toda a costa belga (incluindo zonas urbanizadas) com base nos modelos de baixa perturbação. Essas previsões foram então combinadas com as taxas de acúmulo de areia específicas de cada espécie para estimar a retenção total de areia sob dois cenários: indivíduos dispersos e manchas agregadas.

Principais Resultados

• Adequabilidade Abiótica: A ocorrência prevista foi generalizada para diversas espécies, sugerindo que os gradientes abióticos (elevação e dinâmica de areia) não são as principais restrições para o estabelecimento potencial em grande parte da costa.
• Abundância vs. Ocorrência: Enquanto a ocorrência foi relativamente insensível à dinâmica de areia, a abundância/cobertura esperada mostrou respostas fortes e específicas de cada espécie. A maioria das espécies exibiu aumento de abundância com maior acreção de areia, indicando que a dinâmica de sedimentos influencia primariamente o desenvolvimento pós-estabelecimento, em vez do estabelecimento inicial.
• Padrões Espaciais: Sob pressupostos de baixa perturbação, a Cakile maritima mostrou ampla adequabilidade ao longo da costa. Elymus farctus e Calamagrostis arenaria mostraram maior abundância esperada próximo à parte superior da praia/dique, enquanto a Salsola kali mostrou abundância alta, porém espacialmente consistente. O contraste entre essas altas previsões de potencial e a baixa vegetação observada em praias urbanizadas destaca o papel limitante da perturbação humana.
• Retenção de Areia: Uma relação positiva foi confirmada entre a cobertura vegetal e o acúmulo local de areia para todas as quatro espécies. Estimou-se que a Cakile maritima contribui com a maior parcela da retenção potencial de areia, seguida pela Salsola kali, Elymus farctus e Calamagrostis arenaria.
• Estimativas de Volume: Os volumes totais de areia retidos pelas dunas embrionárias foram estimados em aproximadamente 376.000 m³ (cenário de manchas) a 552.000 m³ (cenário de indivíduos). Esses volumes são de uma ordem de magnitude semelhante aos volumes de sedimentos anualmente fornecidos via reforço de praias.

Significância e Alegações
O artigo afirma que, mesmo ao longo de uma costa fortemente urbanizada e reforçada, as condições abióticas podem sustentar a vegetação da linha de costa e a iniciação de dunas embrionárias onde a perturbação é reduzida. Os autores argumentam que ações de gestão — como limitar o pisoteio, adaptar a limpeza de praias e proteger a vegetação da linha de costa — poderiam aumentar a retenção da areia adicionada e apoiar a defesa costeira baseada na natureza.

Crucialmente, o estudo não propõe substituir intervenções de engenharia. Em vez disso, sugere que a vegetação da linha de costa pode aumentar a eficiência com que o sedimento disponível é retido dentro do sistema praia-duna. Ao facilitar a transição de praia aberta para dunas embrionárias, esses processos naturais podem complementar as estratégias de gestão costeira existentes, potencialmente reduzindo a perda de sedimentos para o mar e a necessidade de reforços frequentes. Os autores enfatizam que suas estimativas representam a contribuição potencial da vegetação inicial da linha de costa para a iniciação da formação de dunas, e não previsões de crescimento de dunas a longo prazo ou estruturas de duna frontal permanentes.