Natuureilanden Marker Wadden, co-creatie tussen mens en natuur

Als de mens de voorwaarden schept, dan reageert de natuur imponerend snel. De Marker Wadden, een archipel in het Markermeer, vormen een krachtig bewijs. Op initiatief van Natuurmonumenten en Rijkswaterstaat zijn de natuureilanden opgetrokken uit zand, klei en slib. Witteveen+Bos is betrokken geweest bij het ontwerp, de aanleg en natuurontwikkeling van de eerste eilanden. Daarnaast spelen we een belangrijke rol in het begeleidende onderzoek naar de ontwikkelingen op de eilanden.

Het Markermeer ligt tussen de provincie Flevoland en Noord-Holland en meet 700 km2. Aan de bovenzijde zorgt de dijk Lelystad-Enkhuizen voor de scheiding met het IJsselmeer. Het Markermeer heeft in toenemende mate te maken met afname van de biodiversiteit.

De aanleiding voor aanleg van Marker Wadden is de achteruitgang van het ecosysteem in het Markermeer. Het Markermeer is een relatief ondiep, windgevoelig meer. Op de bodem ligt een dikke slibdeken die sterk opwoelt en het leven van planten, insectenlarven, schaal- en schelpdieren verstoort. In combinatie met een afgenomen voedselrijkdom van het water gaat de biodiversiteit achteruit.

Om natuurherstel in het meer te realiseren is in 2016 het project Marker Wadden gestart. De opdracht om een eerste reeks eilanden te creëren is door Rijkswaterstaat gegund aan het consortium met Boskalis, Arcadis, Vista landschapsarchitecten en Witteveen+Bos.

Opgespoten sediment

De eilanden zijn opgebouwd uit opgespoten sediment (zand, klei en veen), omringd door zandige randen en beschermd tegen golfaanval door een groot zandlichaam tussen twee stenen landhoofden. De verdiepingen rond de eilanden en de luwte die de eilanden creëren,  zorgen voor invang van zwevend slib. Zo wordt beoogd het slibprobleem te verminderen en helderder water te creëren, waarin planten en alle geassocieerde fauna kunnen toenemen en de biodiversiteit verbetert.

Witteveen+Bos heeft in het project meerdere rollen vervuld. In de ontwerpfase hebben geotechnici in opdracht van Boskalis gewerkt aan het ontwerp van de twee stenen landhoofden voor het grote zandlichaam dat de eilanden beschermt. Onze ecologen hebben in de ontwerpfase gewerkt aan het ontwerp van de eilanden en een plan voor de beoogde natuurontwikkeling gemaakt. Tijdens en na de realisatiefase waren onze ecologen in opdracht van Boskalis verantwoordelijk voor de ontwikkeling van moerasvegetatie op de eilanden. En tenslotte hebben onze ecologen en remote sensing experts meegewerkt aan het begeleidende wetenschappelijke onderzoeksprogramma KIMA, dat gedurende vijf jaar alle ontwikkelingen op en rond de eilanden heeft onderzocht. Hierover verderop meer.

Oeverzwaluwen

Direct nadat de eerste eilanden boven water verschenen, startte spontaan een snelle natuurontwikkeling. Binnen enkele weken arriveerden maar liefst 2/3 van de West-Europese populatie oeverzwaluwen op de Marker Wadden om zich tegoed te doen aan de vele dansmuggen die in het ondiepe water tot ontwikkeling kwamen. Marcel Klinge: ‘Dat die vogels dat zo snel wisten en massaal van grote afstand aan kwamen vliegen blijft me verwonderen!’

De opdracht voor Witteveen+Bos was om zo snel mogelijk na aanleg van de eilanden een ontwikkeling van rietmoeras op gang te brengen en de ontwikkeling van wilgenbos tegen te gaan. Dat was een enorme uitdaging, die onze collega Koen Princen met tomeloze energie en creativiteit is aangegaan: ‘Riet zaaien met een hovercraft, rietwortelstokken planten met vrijwilligers, ganzenvraat van het riet verminderen met slimme exclosures, de eilanden onder water zetten in de periode dat de wind wilgenpluis aanvoert: het is maar een greep uit de vele creatieve oplossingen die toegepast zijn. Dat was prachtig, leerzaam én effectief!’

Onderzoek KIMA

Voor een zo goed mogelijk resultaat en om zoveel mogelijk kennis en ervaring te verzamelen, is het Kennis- en Innovatieprogramma Marker Wadden (KIMA) gestart. Een onderzoeks- en monitoringsprogramma waarbij een consortium van partijen (Rijkswaterstaat, Natuurmonumenten, Deltares, EcoShape, Arcadis, WUR, NIOO en Witteveen+Bos ) gedurende vijf jaar de ontwikkelingen op de Marker Wadden hebben gevolgd en geanalyseerd. Witteveen+Bos heeft samen met Deltares het thema ‘Bouwen met slib’ getrokken. In dit thema is onder andere de zetting van de ondergrond en de consolidatie van het slib onderzocht, waarbij ook is gekeken naar de invloed van vegetatie hierop. Van de opzet en resultaten van alle onderzoeken is recent een syntheserapport verschenen.

Witteveen+Bos heeft bij het monitoren van de vegetatie onder meer dronebeelden en deep learning toegepast. ‘In de eerste fase heeft vooral moerasandijvie zich snel gemanifesteerd. Deze pioniersoort zal weer verdrongen worden door andere soorten. Soorten die zich minder snel manifesteren, maar wel beter zijn in concurreren. De vegetatieontwikkeling van het gebied is nog heel pril. Het is niet goed te voorspellen hoe de biodiversiteit er over vijf jaar uit zal zien. Inmiddels is een voorstel ingediend om de ontwikkeling van de Marker Wadden ook de komende jaren te blijven volgen en analyseren’, vertelt Marcel Klinge.

De resultaten van vijf jaar Marker Wadden-onderzoek worden van 12 tot 14 oktober gepresenteerd tijdens het internationale KIMA-congres in Amsterdam.

Vegetatiemonitoring dankzij deep learning

Om de ontwikkeling van de begroeiing op de Marker Wadden te kunnen volgen, heeft Witteveen+Bos de kracht ingezet van remote sensing met drone beelden. Waar openbaar beschikbare satellietbeelden een maximale grondresolutie bieden van 0,5 meter, zijn de beelden gemaakt door de drone met 5 cm grondresolutie beduidend nauwkeuriger.

Startpunt voor de zoektocht naar meer precisie vormden de dronebeelden van de Marker Wadden gemaakt door de collega’s van Boskalis, die voor dit onderzoek beschikbaar zijn gesteld door opdrachtgever Deltares. ‘Bij het monitoren van vegetatie met remote sensing wordt veelal gebruik gemaakt van satellietbeelden’, vertelt Frank Klein Schaarsberg, data-analist bij Witteveen+Bos. ‘Deze beelden geven vanwege hun grondresolutie een meer globale indruk. De betrekkelijk kleinschalige vegetatie op de Marker Wadden, zeker in de eerste jaren, vraagt om een meer nauwkeurige analyse.’

Maatwerkmodel
Afgestemd op de beschikbare beelden heeft Frank met zijn team een maatwerk model ontwikkeld om vegetatie te herkennen. Bij het ontwikkelen van de software is gebruik gemaakt van deep learning. Vanuit een database met honderden afbeeldingen leert de software de begroeiing op de dronebeelden te herkennen.

‘Het model ziet uitknipsels uit de dronebeelden van de Marker Wadden waarin precies is geannoteerd welke soorten te zien zijn. Het model gebruikt deze afbeeldingen om structuren in het beeld te koppelen aan vegetatie. Door het model vervolgens de gehele Marker Wadden ‘te laten zien’ geeft het een kaartbeeld van de meest waarschijnlijke vegetatie in het gebied op de opnamedag van het dronebeeld.’

Breed bruikbare techniek
De ontwikkeling van de begroeiing is gevolgd op basis van kaarten voor de jaren 2018, 2020 en 2021, waarbij werd toegespitst op de meest voorkomende vegetatiesoorten, waaronder wilgengroei. ‘Deze hoge resolutie beelden, of de bijpassende analysetechniek is bruikbaar voor vele vormen van lokale monitoring vanuit de lucht. Denk hierbij aan wegdek, oevers, duinen, enz. Eigenlijk overal waar details belangrijk zijn’, besluit Frank Klein Schaarsberg.

Deel deze pagina

Meer informatie?

Witteveen+Bos medewerker Marcel Klinge

Marcel Klinge

PMC-leider Ecologie