Effecten van nutriënten op het ecosysteem

3.2.1 Eutrofiëring in het estuarium

In de literatuur wordt uitvoerig beschreven tot welke gevolgen een overmaat aan nutriënten kan leiden. In estuaria in ons klimaat zullen een overmaat aan nutriënten gebruikt worden door primaire producenten (fytoplankton, soms ook macro-algen), wat leidt tot een stijging van de productiviteit. Een stijging van deze productiviteit kan zich uiten in een hogere biomassa van primaire producenten, hogere densiteiten aan fytoplankton of verlengde perioden van algenbloei. Dit moet niet per definitie als negatief beschouwd worden. Zolang de toename beperkt is, en de toename in primaire productie kan doorstromen in de voedselketen naar hogere trofische niveaus, kan dit ook positieve effecten hebben. In het Schelde-estuarium is bijvoorbeeld het areaal slikken sterk afgenomen, waardoor bij een ongewijzigde primaire productie het voedselaanbod voor hogere trofische niveaus, zoals vogels die foerageren op de slikken, ook afneemt. Met een hogere productie op een verminderde oppervlakte, kan op deze wijze mogelijk toch voldoende voedsel voorzien worden voor hogere trofische niveaus. Dit was een van de uitgangspunten voor de instandhoudingsdoelstellingen voor de Zeeschelde (Adriaensen et al., 2005), waarbij werd bepaald welke oppervlakte, bij toegenomen productiviteit, vereist is om te voorzien in voldoende voedsel voor de Europees aangemelde soorten. Deze benadering wordt verder uitgewerkt binnen de communicatie-indicator Ecologisch

functioneren.

Beperkte verhoging van de nutriëntinput kan dus in bepaalde gevallen wenselijk zijn, maar er is ook een keerzijde. De verhoogde toevoer van stikstof en fosfor ging niet gepaard met een zelfde verhoging van de verhoging van silicium en heeft de relatieve beschikbaarheid van de verschillende nutriënten gewijzigd. Dit heeft geleid tot

Evaluatiemethodiek Schelde-estuarium Waterkwaliteit

verschuivingen binnen de fytoplanktongemeenschappen en kan aanleiding geven tot schadelijke algenbloei. Verschuivingen in het fytoplankton kunnen verschuivingen in het zoöplankton of macrobenthos veroorzaken, welke zich kunnen doorvertalen in veranderingen in de hele voedselketen. Ook kunnen schadelijke planktonsoorten tot bloei komen, welke toxines produceren.

Verhoogde fytoplanktondichtheden kunnen leiden tot secundaire effecten, zoals lichtlimitatie door beschaduwing of daling van het zuurstofgehalte. De daling van het zuurstofgehalte kan ten gevolge van de respiratie van het fytoplankton zelf zijn, wat ’s nachts leidt tot dalende zuurstofwaarden. Recent onderzoek in het kader van deze evaluatiemethodiek wijst echter uit dat, anno 2010, de daling van het zuurstofgehalte in de Schelde ten gevolge van fytoplanktonrespiratie klein is. Normalerwijze zal een overmatige fytoplanktonbloei en bijhorende respiratie niet leiden tot zuurstofproblemen ’s nachts, waardoor de criteria gesteld in de evaluatiemethodiek zuurstof niet in het gedrang komen tijdens perioden van sterke algenbloei. Deze bevinding kan echter niet veralgemeend worden naar andere estuaria en mag ook niet als constant in de tijd beschouwd worden. Enkel met de huidige fytoplanktonsamenstelling worden geen zuurstofproblemen gesignaleerd tijdens sterke algenbloei. Wanneer er structurele veranderingen zouden optreden in de algenpopulatie in de Schelde, moet het risico op nachtelijke zuurstofproblemen ten gevolge van algenrespiratie opnieuw geëvalueerd worden.

Effecten op zuurstof

Tijdens sterke algenbloei treedt er momenteel geen zuurstofdepletie op, maar bij afsterven van een dergelijke algenpopulatie rijst er een grote zuurstofvraag. Algenpopulaties kunnen afsterven wanneer ze in ongunstige omstandigheden komen. Veranderende weersomstandigheden liggen vaak aan de basis. Verhoogde debieten kunnen de verblijftijd verkorten, waardoor bijvoorbeeld een zoete planktonpopulatie versneld doorspoelt naar de brakke of zoute zone waar ze niet kan overleven. Sterke temperatuurschommelingen, afname van de hoeveelheid licht (minder zonneschijn of verhoogde troebelheid) kunnen ook een bloei beëindigen. Tenslotte kunnen algen zelf een verdere bloei verhinderen door bijvoorbeeld uitputting van bepaalde nutriënten of zelfbeschaduwing.

Een sterke daling van het zuurstofgehalte bij veranderende weersomstandigheden zal, anno 2010, niet louter toe te schrijven zijn aan de afbraak van een algenbloei. Het stroomopwaartse gedeelte van het estuarium krijgt vanuit het bekken nog steeds een grote allochtone vracht te verwerken. De biologische zuurstofvraag (BOD5) in de Bovenschelde bedraagt gemiddeld nog 9 mg/l (gemiddelde 2005-2009). Modellering suggereert dat in de zomer de oppervlaktebeluchting de zuurstofvraag voor de afbraak van deze allochtone vracht niet kan compenseren in sommige delen van het estuarium. Het is dankzij de sterke primaire productie in de opwaartse delen van het estuarium dat de hoge allochtone belasting snel kan worden afgebroken zonder zuurstoftekorten. Bij het uitwerken van een evaluatie voor nutriënten en het zoeken naar grenzen voor primaire productie, dient de organische belasting in het estuarium daarom steeds mee in rekening gebracht te worden. Een zekere bloei is vereist, in relatie tot de allochtone nutriënten, om te voldoen aan de zuurstofvraag van het ecosysteem en aldus zuurstoftekorten te vermijden.

Verschuivingen in fytoplankton

Algenbloei in het estuarium wordt momenteel gedomineerd door diatomeeën. Zij vormen de basis van de voedselketen. Zoöplankton of –benthos zal de diatomeebloei begrazen waardoor de energie kan doorstromen naar hogere trofische niveaus. Een goed ontwikkelde zoöplanktongemeenschap helpt een planktonbloei te onderdrukken.

Diatomeeën hebben naast stikstof en fosfor ook silicium nodig. Wanneer de siliciumpool uitgeput geraakt, zullen andere algensoorten de bovenhand krijgen. Verschuivingen in de

Flora en fauna Evaluatiemethodiek Schelde-estuarium

122

algenpopulatie kan verschillende negatieve effecten hebben. Zo is de doorstroming van energie niet meer verzekerd, omdat sommige niet-diatomeesoorten minder goed begraasd worden. Bepaalde zogenaamde plaagalgen kunnen ook rechtstreeks negatieve gevolgen hebben door het uitscheiden van toxines of vormen van dichte matten of schuim. Bovendien is het niet duidelijk of met andere algenpopulaties het nachtelijk zuurstofverbruik binnen de perken blijft.

Wanneer de stikstofpool uitgeput raakt, maar fosfor is nog in overvloed aanwezig, stijgt het risico op de bloei van schadelijke cyanobacteriën. Sommige cyanobacteriën beschikken immers over het vermogen om stikstof te fixeren uit de lucht. Gezien momenteel stikstof nog steeds het meest abundante nutriënt is in de Schelde, zal in deze evaluatiemethodiek niet ingegaan worden op deze problematiek.

Toxiciteit

Van nitriet en ammoniak is beschreven dat het toxisch kan zijn, vooral vis is hier gevoelig voor.

3.2.2 Eutrofiëring in de kustzone

Zuurstofgebrek is in de bovenste waterlagen van de zoute zone van het estuarium en de kustzee niet aan de orde. De eutrofiëringsproblematiek uit zich hier het sterkst door de overmatige bloei van plaagalgen in het voorjaar. Deze algenbloei wordt in hoofdzaak gedomineerd door grote kolonies van de groenalg Phaeocystis globosa, verder in deze tekst kortweg Phaeocystis genaamd. Wanneer Phaeocystis te grote kolonies vormt, worden zij ongeschikt voor begrazing door de meeste zoöplanktonsoorten. Eens de kolonies groter worden dan 400 µm overschrijden ze de graascapaciteit van het zoöplankton, met name die van de copepoden. Er is aldus geen doorstroming van energie meer en geen controle meer over de fytoplanktonbloei. Bezinking van grote hoeveelheden organisch materiaal na een bloeipiek kan leiden tot zuurstofproblemen in de diepste waterlagen. Ook het schuim dat gevormd wordt wanneer de golfslag de algenpopulatie stukslaat, is een karakteristieke uiting van deze vorm van eutrofiëring.

Phaeocystisbloei wordt daarom door KRW naar voren geschoven als een belangrijke

indicator voor eutrofiëring, is ook hier opgenomen in de toetsparameter Algen en is mede bepalend voor het opstellen van evaluatiecriteria voor de toetsparameter

Nutriënten.

Wereldwijd wordt een toename van hypoxia in diepere waterlagen in mondingsgebieden en kustzones waargenomen. De oorzaak van hypoxie aan de bodem is het uitzakken van organisch materiaal dat geproduceerd wordt door fotosynthese in de bovenste waterlagen of dat geïmporteerd wordt uit estuaria en rivieren. Dat materiaal wordt gebruikt als voedselbron door benthische organismen en wordt ook bacterieel afgebroken. De respiratie van deze organismen zorgt voor een zuurstofflux van de waterkolom naar het sediment, waardoor hypoxische condities kunnen ontstaan. Verschillende antropogene en natuurlijke factoren beïnvloeden het voorkomen en de intensiteit van hypoxie aan de bodem, ondermeer klimaatverandering speelt hierin een rol. Zeker voor de kustzone moet deze problematiek verder opgevolgd worden. Momenteel zijn er geen indicaties dat dit zich in onze kustzone voordoet. Wanneer uit de observaties van zuurstof een toename blijkt van hypoxische condities in diepere waterlagen, dringt een uitbreiding van de evaluatiemethodiek zich op.