Геоморфологические изменения естественных и инженерных овеянных растительностью передовых дюн после завершения Kustwerk Katwijk

Почему прибрежные дюны важны в повседневной жизни

Для тех, кто живет или отдыхает у моря, песчаные дюны, покрытые травой, могут казаться просто красивым фоном. На самом деле они — одна из важнейших линий защиты от прибрежного затопления. В этом исследовании проверяется, насколько долговечно и эффективно ведет себя высокотехнологичная, искусственно созданная дюна, построенная для защиты нидерландского города Катвейк, по сравнению с его старшей естественной соседкой. Ответ влияет на то, как безопасно растущие прибрежные города смогут противостоять подъему моря и более сильным штормам без сооружения бетонных барьеров.

Новый вид скрытой морской стены

Катвейк, на побережье Северного моря в Нидерландах, долгое время имел более слабую защиту от наводнений, чем соседние участки. Чтобы это исправить, голландские власти выбрали инновационное решение: вместо открытой бетонной дамбы они захоронили прочное ядро из гравия и песка внутри широкой покрытой травой дюны. Над этой скрытой конструкцией расположена полоса прибрежных дюн, густо засаженная овсяницей песчаной (marram grass) — выносливым прибрежным растением, хорошо улавливающим переносимый ветром песок. Немного вглубь суши под дюной размещен подземный паркинг и компактный центр города, защищенные от моря. К югу от Катвейка простирается Беркхейде — гораздо более старая, в основном естественная система дюн, которая также защищает территорию, но без подпруженной дамбы. Обе части побережья активно используются летом: там расположены пляжные домики, рестораны и пешеходные дорожки.

Наблюдая за ростом дюн с неба

Чтобы проследить изменения в этих двух передовых дюнах, исследователи объединили почти десятилетие дистанционных измерений с полевыми наблюдениями 2023 года. Они использовали лазерные съемки рельефа с самолета и наземные приборы (LiDAR), чтобы отследить, насколько годовыми изменениями поднимается или опускается поверхность песка. Также применялись мультиспектральные изображения со спутников и съемного беспилотника для расчета индекса состояния растительности NDVI, который увеличивается с потемнением и уплотнением растительного покрова. Сравнивая годовые изменения высоты дюн и состояния растительности в период 2015–2023 годов, исследователи выяснили, где происходит накопление песка (аккреция), где идет эрозия, и насколько эти паттерны соотносятся с состоянием marram grass и других растений.

Инженерные и естественные дюны в оживленном прибрежном пейзаже

За весь период исследования естественная передовая дюна Беркхейде в среднем набирала больше песка, чем инженерная дюна в Катвейке — примерно в полтора раза больше, если сравнивать только саму дюну. Когда же учитывали и верхнюю часть пляжа, участок Беркхейде набрал около трех раз больше песка на метр береговой линии. Тем не менее, при оценке состояния растительности обе дюны демонстрировали схожие, пусть и небольшие, положительные годовые улучшения. Иными словами, травяной покров инженерной дюны рос в темпе, сопоставимом с естественной системой. Детализированные карты «горячих» и «холодных» зон показали, что большинство участков обеих передовых дюн испытывали статистически значимое накопление песка и здоровую растительность, тогда как участки рядом с постоянными пляжными постройками и проложенными бульдозером подъездными путями часто отставали или даже теряли песок и растительную силу.

Что показывает marram grass о живучести дюн

Исследование выявило в целом положительную связь между зонами накопления песка и лучшим состоянием растительности. На обеих дюнах участки с плотным покрытием marram grass обычно совпадали с местами наибольшего увеличения высоты дюны. В Беркхейде открытые участки пляжа перед дюной поддерживали формирование небольших «младенческих» дюн, которые подпитывали основную дюну песком, усиливая эту связь. Напротив, скопления пляжных домиков и частая механическая планировка разрушали естественный перенос песка и, по-видимому, ослабляли рост дюн позади этих построек. Сезонные сравнения 2023 года показали ту же базовую картину, но с более резкими краткосрочными изменениями в Беркхейде, что отражает его более открытый, менее загроможденный пляж и более активный транспорт песка.

Что это значит для прибрежных городов и их гостей

Для неспециалиста вывод обнадёживает: несмотря на то, что главная дюна Катвейка скрывает в себе каменно-песчаную дамбу и расположена в сильно застроенной туристической зоне, её внешняя песчаная гряда и растительность развиваются в целом похожим образом на соседнюю естественную дюну. Инженерная передовая дюна может наращивать объем немного медленнее, но ее травяной покров ничем не уступает по здоровью, и вся система успевает за притоками песка, наблюдаемыми в Беркхейде. Это говорит о том, что грамотно спроектированные проекты «дамба-в-дюне» могут сочетать надежную защиту от наводнений с естественным обликом побережья, который продолжает развиваться и оставаться зелёным. В то же время исследование предупреждает, что плотная прибрежная застройка и интенсивное обслуживание могут локально подрывать здоровье дюн, подчёркивая необходимость оставлять дюнам пространство для перемещения и давать растениям, таким как marram grass, возможность выполнять свою тихую защитную работу.

Цитирование: Spears, A., Apraku, C. & Whalin, R.W. Geomorphological changes of natural and engineered vegetated foredunes since completion of Kustwerk Katwijk. Sci Rep 16, 13256 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42772-w

Ключевые слова: прибрежные дюны, эвтрофная травка, защита от наводнений, инженерная природа, дистанционное зондирование