Voor brakke kanalen geldt hetzelfde als voor de zoete kanalen voor wat betreft de ontstaanswijze, ligging en karakteristieken en natuurlijkheid.
Kanalen worden brak genoemd indien het zoutgehalte meer dan 300 mg Cl/l bedraagt (Wolff, 1989). Veelal is er echter sprake van een gradiënt van zoet naar zout met daarbij behorende soorten (van der Molen et al., 2000).
Brakke kanalen zijn ten behoeve van de zeescheepvaart veel dieper dan zoete kanalen (Peters, 1999).
2 Processen
2.1 Inleiding
Dit hoofdstuk beschrijft de processen die bepalend zijn voor de
verschijningsvorm van de kanalen en voor de ecologische verschillen tussen de ruimtelijke eenheden die worden onderscheiden. Naast het zoutgehalte worden de ruimtelijke eenheden onderscheiden op basis van waterdiepte en mechanische dynamiek. De waterdiepte is een afgeleide van hydrologie.
Hydrologie omvat alle fysiologische invloeden die water uitoefent op zowel bodem, vegetatie als fauna van een ruimtelijke eenheid. In kanalen vormt de invloed van water echter meer een constante factor, waardoor vooral de
waterdiepte van invloed is op de verschijningsvorm van kanalen en de ecologische verschillen tussen de ruimtelijke eenheden. Onder mechanische dynamiek worden alle mechanische krachten begrepen die worden
uitgeoefend op zowel (water)bodem, water, vegetatie als fauna. De
mechanische dynamiek in kanalen wordt sterk overheerst door de dynamiek veroorzaakt door scheepvaart. Ook wordt kort ingegaan op enkele andere factoren die van belang zijn voor de verschijningsvorm en het functioneren van de watersystemen, zoals het bodemtype en de waterkwaliteit. De informatie in dit hoofdstuk is grotendeels ontleend aan het Kanalen Ecotopen Stelsel (Peters, 1999) en aan van der Molen et al. (2000).
2.2 Saliniteit
De zoete kanalen worden van de brakke kanalen onderscheiden op basis van het zoutgehalte van de kanalen. In brakke kanalen komt, als gevolg van het schutten van schepen, een hoeveelheid zout water over de bodem de kanalen binnen en via de bovenlaag wordt zoet water afgevoerd. Door de grote verschillen in dichtheden mengen de lagen zoet en zout water slecht, met als gevolg dat er een gelaagd systeem ontstaat. Dit tweelagensysteem is tamelijk stabiel. Scheepvaart, wind en diffusie bewerken wel enige menging, maar onvoldoende om de gelaagdheid op te lossen. In brakke kanalen komen zowel over de vertikaal van de waterkolom alsook in de lengterichting van het kanaal gradiënten in het zoutgehalte voor. Deze gradiënten komen met name tot uitdrukking op soortsniveau. De volgende klassen kunnen worden onderscheiden:
• zoet water (chloridegehalte < 0,3 g Cl/l) staat niet onder invloed van brak of zout water en kent geen inwaai van brak of zout water.
• zwak brak water (chloridegehalte tussen de 0,3 en 3,0 g Cl/l) staat onder invloed van brak of zout water of er vindt inwaai plaats van brak of zoutwater.
• brak water (chloridegehalte tussen 3,0 en 10,0 g Cl/l) staat onder invloed van brak of zout water of er vindt inwaai plaats van brak of zoutwater
• zout water (chloridegehalte > 10,0 g Cl/l).
2.3 Diepte
De diepte wordt bepaald door de ligging ten opzichte van het maaiveld en door het peilbeheer. In veel gevallen ligt het waterpeil van een kanaal hoger dan de omgeving. Hierdoor zijn dijken noodzakelijk en kan er wegzijging optreden naar de natte stroken of gebieden achter dijken. Een kanaal kent geen seizoens- of door de natuur bepaalde schommelingen in het waterpeil, maar heeft een vast streefpeil (RWS & RIN 1989). Dagelijkse peilwisselingen spelen echter wel een rol, met name voor de ondiepe delen. Deze peilwisselingen worden veroorzaakt door scheepvaart en sluisbeheer en voorkomen de groei van planten in de onbeschermde ondiepe delen van kanalen. In de natte stroken achter een
vooroeververdediging hebben deze dagelijkse wisselingen van het waterpeil veel minder invloed op de plantengroei.
Er worden drie diepteklassen onderscheiden:
• In zeer diep water (> 10 meter) kan als gevolg van stratificatie
(zomerstratificatie, of permanente stratificatie als gevolg van een diepe zouttong) langdurig zuurstofloosheid optreden, waardoor de omgeving onaantrekkelijk wordt voor een groot aantal soortgroepen. Als gevolg van lichtgebrek vindt er over het algemeen ook geen primaire productie plaats. Er is relatief weinig voedsel aanwezig en dat voedsel is moeilijk bereikbaar voor duikeenden en visetende vogels. De diepte waarop langdurig stratificatie op kan treden is groter dan bij meer stagnante systemen, zoals meren, als gevolg van de grotere dynamiek en de menging die plaatsvindt als gevolg van deze dynamiek. Alleen in de brakke scheepvaartkanalen (Noordzeekanaal, kanaal van Gent naar Terneuzen) wordt de eenheid zeer diep water onderscheiden.
• Diep water (2 -10 meter) wordt onderscheiden op basis van het niet voorkomen van langdurige stratificatie in combinatie met de
afwezigheid van een uitgebreide bedekking met vegetatie. In kanalen is altijd vrij veel opgewerveld slib aanwezig waardoor een groot doorzicht niet te verwachten is en dus zullen waterplanten niet vaak voorkomen in water dieper dan 2 meter. Wel kunnen driehoeksmosselen voorkomen.
• Ondiep water (0,3 - 2 meter) wordt begrensd door de diepte tot waarop vegetatie nog uitgebreid kan voorkomen. Uiteraard is ook hier de hoeveelheid licht die de bodem kan bereiken, afhankelijk van de dynamiek, het bodemtype en de algendichtheid als gevolg van nutriëntenrijkdom, van belang voor de vegetatie.
Dynamiek
In kanalen is veel minder sprake van natuurlijke dynamiek dan bij
bijvoorbeeld rivieren, beken en meren. De aanwezige natuurlijke dynamiek wordt veroorzaakt door wind en bestaat uit windgolven die afhankelijk van de effectieve strijklengte, de heersende windsnelheid en -duur en de waterdiepte, meer of minder effect hebben in de vorm van golfslag. Een veel belangrijkere rol in kanalen speelt de dynamiek die wordt veroorzaakt door de vaarbeweging van schepen. Scheepvaart veroorzaakt primaire en secundaire golven. Primaire golven veroorzaken peilfluctuaties van 0,2 tot 0,5 meter, welke tot een minuut lang kunnen aanhouden. Secundaire golven zijn de golven die een V-vorm veroorzaken bij varende boten en golven die loodrecht op de vaarrichting staan. Voor de oever zijn vooral de primaire golven en de zuigende werking als gevolg van de
waterspiegeldaling van belang. Deze zuigende werking veroorzaakt een stroming van de oever af, en in het geval van vooroeververdediging met openingen, ook een stroming evenwijdig aan de oever. Celaden schepen zijn in kanalen maatgevend voor de primaire scheepsgolven en ongeladen schepen en kleine vaartuigen voor secundaire golven. Ook kunnen aan- en afvoer, stuw- en spuiregimes en lozingen stroming veroorzaken. De stroming in kanalen is echter veelal beperkt.
De mechanische dynamiek van kanalen grijpt vooral aan op de bodem en oevers. Daarom zijn alle oevers van scheepvaartkanalen verdedigd en zullen dit ook altijd in meer of minder mate blijven. Mechanische dynamiek wordt onderscheiden in verschillende klassen. Hiervoor geldt dat de vestiging van vegetatie en/of bodemfauna bepalend is voor de grenzen van deze klassen:
• Zeer sterk dynamisch tot sterk dynamisch: milieu waarin het substraat tot een diepte van enkele centimeters tot meters regelmatig in beweging is, waardoor vestiging van vegetatie en bodemfauna wordt verhinderd.
• Matig dynamisch: milieu waarin van tijd tot tijd transport of erosie optreedt, zodanig dat de bodemontwikkeling weliswaar beïnvloedt wordt, maar dat de vestiging of het voorkomen van vegetatie en bodemfauna niet blijvend verhinderd wordt.
• Gering dynamisch: milieu waarin weinig of geen materiaal erodeert en naar elders wordt getransporteerd, maar waarin sterke sedimentatie optreedt van aangevoerd materiaal.
Bodemtype
Het bodemtype van kanalen kan onderscheiden worden in verdedigd en onverdedigd. Verdedigde bodems komen in kanalen veelvuldig voor. Een harde verdediging biedt een specifiek milieu voor bepaalde
macrofaunasoorten welke op het oorspronkelijke substraat afwezig of in
veel geringere mate aanwezig zijn. Anderzijds kunnen op een verharde waterbodem of oevers slechts beperkt of helemaal geen planten groeien.
Soms komt er op de verdedigde bodem slib voor.
Belangrijke aspecten van onverdedigde oevers en bodems zijn het bodemtype (zand, veen of klei) en de aanwezigheid van slib. De aanwezigheid van zand, klei of veen hangt af van de plaats waar het kanaal is gegraven. De
oorspronkelijke bodem is veelal vergraven en geroerd. Het oorspronkelijke bodemtype is gemengd met andere van elders aangevoerde grondsoorten, of met baggerslib uit het kanaal. Bovendien zijn deze bodems door allerlei factoren (niet in de laatste plaats als gevolg van een matige waterkwaliteit van het kanaalwater) meestal sterk verrijkt met voedingsstoffen. In kanalen is altijd relatief veel slib aanwezig, ook na baggeren. De slibrijkdom van een kanaal is op verschillende manieren van invloed op het ecosysteem:
• slib in suspensie: een praktisch permanente aanwezigheid van gesuspendeerd slib (veel slib in combinatie met een grote
morfodynamiek) zorgt voor een verlaging van het doorzicht waardoor waterplanten in hun groei geremd worden of afwezig zijn;
• bezonken slib: een sterke bezinking van slib (bijvoorbeeld achter een vooroeververdediging) kan een zuurstofarme modderlaag opleveren;
• slibkwaliteit: de kwaliteit van slib in kanalen is vaak slecht (veelal klasse 3 of 4, normering Evaluatienota Water, 1994). Als gevolg van scheepvaart en activiteiten rond havens komen er veel milieuvreemde stoffen in het water welke zich aan slib binden. Soms wordt in diepe putten en/of zijhavens verontreinigd baggerspecie uit de omgeving opgeborgen.
Het bodemtype is mede bepalend voor het voorkomen van onder meer waterplanten en macrofauna. Het onderscheid tussen kanalen op basis van het bodemtype is vooral gelegen in de soortensamenstelling en in mindere mate in de structuur van de vegetatie (Peters, 1999). Van den Berg et al.
(1999) vonden significante verbanden tussen het bodemtype uitgedrukt in het lutumgehalte en het voorkomen van een aantal soorten waterplanten.
De aanwezigheid van een bepaald type vegetatie of structurerende macrofaunasoorten als de driehoeksmossel, is vervolgens weer veelal bepalend voor het voorkomen van andere specifieke macrofauna, vissen en vogels (bijvoorbeeld Noordhuis, 1997). Op slibbodems is het aantal soorten macrofauna lager en zijn de meeste hoofdgroepen macrofauna minder talrijk dan op zandbodems (Ligtvoet & Grimm, 1994; Noordhuis, 1997). Er is een heel complex aan factoren dat samenhangt met het bodemtype.
Sediment met een hoog slibgehalte is vaak ook rijk aan organisch materiaal en water, terwijl zuurstofgehalte en pH relatief laag zijn. Een dikke sliblaag is in sterke mate beperkend voor waterplanten als gevolg van een gebrek aan stevigheid (moeilijk bewortelbaar) en zuurstof.
Het slibgehalte speelt een meer onderscheidende rol met betrekking tot de soorten dan de overige bodemtypen. Daarnaast zijn ook de verharde delen relatief belangrijk voor macrofauna. Aangezien het streven op weg naar een maximaal ecologische potentieel is om slib te verminderen en omdat de verharde delen sterk kunstmatig zijn, wordt bij de indeling niet expliciet met deze factoren rekening gehouden. Bij de ecologische beschrijving komen ze echter wel ter sprake.