Primaire Productie
9.5 De hiërarchische, schaal-afhankelijke benadering
9.5.3 Karakteristieken van de Macrobenthische gemeenschappen (niveau 3)
9.5.3.1 Referentiebeeld
In de PROSES ontwikkelingschets 2010 voor het Schelde-estuarium wordt ten aanzien van soorten voor het thema natuurlijkheid het volgende geformuleerd (uit OS 2010, besluiten van de Nederlandse en Vlaamse regering, p. 19): De staat van instandhouding wordt als gunstig beschouwd wanneer:
• Blijkt dat de soort nog steeds een levensvatbare component is van zijn natuurlijke habitat,
en dat vermoedelijk ook op lange termijn zal blijven;
• Het natuurlijk verspreidingsgebied van de soort niet kleiner wordt of binnen afzienbare
tijd kleiner lijkt te zullen worden
• Er een voldoende groot habitat bestaat en waarschijnlijk zal blijven bestaan om de
populaties op lange termijn in stand te houden.
Meer concreet wil dit zeggen dat op basis van de (natuurlijke) abiotische karakteristieken, hun temporele variatie, de eigenschappen van het ecosysteem (productiviteit, turbiditeit) en de ruimtelijke karakteristieken van het habitat/ecotoop (oppervlakte, connectiviteit) de te verwachten soorten voorkomen in elk habitat. In deze toestand is de waterkwaliteit (sturende factor) gekenmerkt door de afwezigheid van zuurstofgebrek, de backgroundwaarden voor de meeste toxicanten (in water en bodem) en een relatief laag niveau aan zwevende stoffen. Karakteristiek voor zo’n toestand is de hoge functionele diversiteit met de aanwezigheid van ‘filter-feeders’ naast de, in een gestresste omgeving exclusieve dominantie van ‘deposit feeders’. De aanwezigheid van gevoelige soorten (indicatorsoorten) is ook kenmerkend in een dergelijke toestand van minimale stress.
Het zuurstofgehalte van het water is een belangrijke parameter die het voorkomen van soorten bepaalt. Lage zuurstofconcentraties kunnen er toe leiden dat heel wat soorten niet kunnen overleven. Het is bekend dat de benthosdiversiteit in het zoetwatergetijdengebied van de Zeeschelde door de lage zuurstofconcentraties herleid is tot enkele zeer tolerante soorten voor zuurstofarme condities. Een preciese kwantificering van de relatie tussen zuurstof en soortendiversiteit is evenwel niet als dusdanig beschikbaar. Door Adriaensen et al. (2005) wordt op basis van literatuur de volgende instandhoudingsdoelstelling voor zuurstof geformuleerd: De minimale concentratie van opgeloste zuurstof in het pelagiaal van de Zeeschelde mag niet minder dan 5 mg O2.l-1 bedragen in het zomerhalfjaar en mag niet minder dan 6 mg O2.l-1 bedragen in het winterhalfjaar.
Bestaande monitoringgegevens uit de brakke en polyhaliene Westerschelde zijn gebruikt als benadering voor de referentietoestand in de Zeeschelde en de Ijzermonding. Uit de referentiegegevens verzameld door Escaravage et al. (2004) voor de beoordeling van de
Westerschelde is er een selectie gemaakt van stations die representatief zijn voor de habitatten aangetroffen in de Zeeschelde en de Ijzermonding. Voor de Zeeschelde betreft het hier enkel de brakke zone die aansluit bij de brakke zone van de Westerschelde. Het betreft hier de Beneden Zeeschelde tussen de Belgisch/Nederlandse grens en Lillo. Het is niet mogelijk de indicator zoals opgesteld door Escaravage et al. (2004) voor de Westerschelde toe te passen op het zoetwatergetijdengebied van de Zeeschelde. Voor deze waterlichamen wordt een andere indicator voorgesteld.
9.5.3.2 Indicatoren en maatlatten zoals opgesteld door Escaravage et al. (2004)
Hieronder wordt kort samengevat hoe de indicator is opgesteld door Escaravage et al. (2004) voor de Westerschelde. Voor meer details wordt verwezen naar dit rapport. Allereerst zijn door Escaravage et al. (2004) dertien ecotopen onderscheiden op basis van de saliniteit, diepte en sedimentkenmerken (slibgehalte) (Tabel 11). Als definitie voor ecotoop wordt aangehouden 'een geografische eenheid die binnen bepaalde grenzen homogeen is wat betreft de belangrijkste hydraulische, morfologische en fysisch-chemische omgevingsfactoren die relevant zijn voor de biota'. Binnen een bepaald ecotoop is ruimte voor een aantal organismen of een levensgemeenschap.
Tabel 11. De 13 ecotopen onderscheiden door Escaravage et al. (2004 ) voor het toepassen
van de KRW op de Westerschelde. Eco.# Ecotoop naam
1 Brackish, littoral, low/middle, high-dynamic
2 Brackish, littoral, low/middle, low-dynamic, muddy sediments
3 Brackish, littoral, low/middle, low-dynamic, sandy sediments
4 Brackish, sublittoral, deep
5 Brackish, sublittoral, shallow
6 Brackish, littoral, upper, muddy sediments
7 Brackish, littoral, upper, sandy sediments
8 Marine, littoral, low/middle, high-dynamic
9 Marine, littoral, low/middle, low-dynamic, muddy sediments
10 Marine, littoral, low/middle, low-dynamic, sandy sediments
11 Marine, sublittoral, deep
12 Marine, sublittoral, shallow
13 Marine, littoral, upper
Van deze dertien ecotopen komen er respectievelijk zes en drie ecotopen voor in de Beneden Zeeschelde en de Ijzermonding. Met een gemiddelde saliniteit lager dan 18 hoort de Beneden Zeeschelde tot het brakke gebied van de ecotopenindeling. Op het ondiepe subtidale gebied na, zijn er voor de zes andere ecotopen (1,2,3,4,6,7 in Tabel 11) uit de brakke zone van de Westerschelde ook voldoende data beschikbaar voor de Beneden Zeeschelde om de indicator toe te passen.
Met een gemiddelde saliniteit hoger dan 18 behoort de Ijzermonding tot het mariene domein van de ecotopenindeling. Van de zes ecotopen onderscheiden in de Westerschelde komen er enkel drie voor (9, 10, 13 in Tabel 11) in de Ijzermondingdataset die tot onze beschikking was.
Voor het beoordelen van het voorkomen van het macrobenthos binnen elk ecotoop wordt gewerkt met drie sub-indicatoren:
• soortdiversiteit (aantal soorten en soortensamenstelling) • biomassa
Deze indicatoren worden in sterke mate beïnvloed door de bemonsterde oppervlakte en het aantal monsters dat genomen is. Tevens worden benthos monsters typisch gekenmerkt door een enorme ruimtelijke en temporele variabiliteit. Met deze onzekerheden is terdege rekening gehouden bij het opstellen van een Maximaal Ecologisch Potentieel per ecotoop.
Aantal soorten
Door middel van permutatietechnieken is een bandbreedte berekend voor het aantal te verwachten soorten in een gegeven bemonsteringsoppervlakte binnen elk habitat. In het kort, het vormen van alle mogelijke combinaties tussen de n beschikbare monsters in groepen van 1, 2,…,n levert een distributie van de voorkomingsfrequenties van het aantal soorten als functie van het bemonsterde oppervlak (formules in Bijlage II). De vijfde percentiel (95% van de permutaties leveren een hogere waarde op) van deze distributie is gekozen als het minimale aantal soorten te vinden voor het MEP.
Het MEP/GEP en bijhorende ecologische kwaliteitsratio’s zijn opgesteld in functie van de afname ten opzichte van het minimum aantal te verwachten soorten. Hoe sterker de afname, hoe slechter de beoordeling. Op basis van literatuur is gebleken dat afnamen in het aantal soorten een robuuste indicator was voor de indeling van gebieden volgens de voorschriften van de Kaderrichtlijn Water (Escaravage et al., 2004). Afnamen van 75%, 50% en 30% van het aantal soorten ten opzicht van de MEP bleken geschikt te zijn voor gebruik als ondergrens voor respectievelijk de GEP, MATIG en SLECHT (Tabel 12 en formules in Bijlage II).
Tabel 12. Klassenindeling voor de indicator ’aantal soorten’.
MEP GEP MODERATE POOR BAD
100% >75% >50% >30% (0) 0%
Soortenlijst
Zoals bij de indicator voor het aantal soorten zijn permutatietechnieken ingezet voor het bepalen van de kans van voorkomen van individuele soorten als functie van de bemonsterde oppervlakte binnen elk habitat. Voor elke bemonsterde oppervlakte zijn drie referentie soortenlijsten opgesteld als functie van de individuele kans van voorkomen: >90%, 90%<-<50% en 90%<-<50% (% van monsters waar de soorten gevonden zijn).
Voor elke lijst bestaat bovendien een zekere waarschijnlijkheid dat een fractie van de soorten in de lijst niet gevonden zal zijn. Dit zal voor zeldzame soorten groter zijn dan voor meer algemene soorten. Uit kansberekeningen bleek dat ca 15%, 30% en 80% van de soorten afwezig kon zijn (per toeval, <5% van de gevallen) uit de: >90%, 90%<-<50% en <50% lijsten respectievelijk (zie formule in kolom MEP in Tabel 8). Deze berekening is gebruikt om te bepalen hoeveel soorten van de drie lijsten aangetroffen moeten zijn om aan de MEP-voorwaarden te voldoen. De onderliggende klassen zijn berekend op basis van de MEP met dezelfde % klassegrenzen als voor het aantal soorten is gebeurd (Tabel 13). Opgemerkt dient te worden dat het een relatief tolerante indicator betreft, aangezien in de te beoordelen dataset de soort slechts één keer dient voor te komen en dus geen beoordeling gebeurt op de werkelijk waargenomen frequentie van voorkomen.
Tabel 13. Proportie van de standaard soortenlijsten (n is het aantal soorten per lijst) te
verwachten voor de verschillende ecologische niveaus van de KRW (zie ook Bijlage II).
Species list
percentiles MEP GEP MODERATE POOR BAD
90% >0.86n-1.52 >75% of MEP >50% of MEP >30% of MEP <30% of MEP 50-90% >0.69 n-2.08 >75% of MEP >50% of MEP >30% of MEP <30% of MEP <50% >0.19n-1.72 >75% of MEP >50% of MEP >30% of MEP <30% of MEP Dichtheid en biomassa
De MEP en bijhorende beoordeling voor dichtheid en biomassa is opgesteld in functie van de afwijking van de gemiddelde dichtheid en biomassa. Hierbij wordt rekening gehouden met zowel de variatie aanwezig in de referentiedataset als deze in de beoordelingsdataset. De volgende methode wordt toegepast. Aan de hand van een t-test wordt eerst bepaald of de dichtheid of biomassa gevonden in de beoordelingsdataset significant afwijkt van de referentiedataset. Indien geen significant verschil, wijkt de beoordelingsdataset niet af van het MEP. Indien significant verschillend, wordt minstens een verdubbeling of halvering in dichtheid of biomassa beschouwd als een zeer slechte toestand. Voor het bepalen van het GEP, de matige en slechte toestand wordt gekeken naar de procentuele afwijking ten opzichte van de referentiewaarde (Tabel 14).
Tabel 14. Klasse-indeling voor het beoordelen van de ecologische status op basis van de
dichtheid en biomassa (t-test).
WFD
classes MEP GEP MODERATE POOR BAD
Significance level
tcalc <
ttable tcalc >ttable
Class boundaries >75% of MEP <125% of MEP >50% of MEP <150% of MEP >25% of MEP <175% of MEP <25% of MEP >175% of MEP
9.5.3.3 Indicator voor het zoetwatergetijdengebied
• Momenteel beschikken we niet over een geschikte referentie en indicator voor het zoetwatergetijdengebied. Voor de Kaderrichtlijn Water zijn momenteel twee beoordelingsmethodes beschikbaar:
• AeTI index ontwikkeld door Krieg (2005) voor het Elbe-estuarium
• referentie en concept-maatlat ontwikkeld voor zoet getijdenwater als onderdeel van referenties en concept-maatlatten ontwikkeld voor de Nederlandse rivieren (redactie: van der Molen, 2004).
AeTI index (Krieg, 2005)
Door Krieg (2005) is een AeTI (Aestuar-Typie-Index) index opgesteld voor het Elbe-estuarium. Deze index is afgeleid van een index opgesteld voor de grote Duitse rivieren, de Potamon-Typie-Index (=PTI). Krieg (2005) heeft voor de beoordeling van de ecologische toestand van het Elbe-estuarium een ‘open’ soortenlijst samengesteld als referentie. Hierbij werd het Elbe-estuarium onderverdeeld in drie waterlichamen, waarvan er zich twee in het zoetwatergetijdengebied bevinden (zie boven). In het meest stroomopwaartse gebied Type 20 (=Fließgewässertyp 20 sandgeprägter Tieflandstrom) geeft Krieg (2005) een soortenrijkdom van 153 soorten, terwijl voor het Type 22 (= Fließgewässertyp 22 Marschengewässer) 122 soorten beschreven worden; tezamen gaat het om 168 soorten. Voor elk van deze soorten is een zogenaamd Eco-Wert opgesteld, welke een indicatorwaarde is (dimensieloos getal van 1 tot 5) gebaseerd op zouttolerantie (hoe ‘Aestuarspezifisch’ is een soort) en stromingsvoorkeur (hoe ‘Flusstypisch’ is een soort). Zo krijgen typische brakwatersoorten een hoge Eco-Wert score, alsook rheobionte (stroomminnnende) soorten (Tabel 15). Tevens krijgen ‘stenoke’ soorten (dit zijn soorten met een zeer specifieke voorkeur naar bijvoorbeeld substraat, stroming, temperatuur en zuurstof) ook een hoge indicatorwaarde.
Algemene gedachtengang hierachter is dat soorten die een grote tolerantie ten aanzien van zoutgehalte vertonen (euryhaliene en holeuryhaliene soorten) en/of soorten die niet of bij uitzondering in stromend water voorkomen (limnobionte of limno-/rheophiele soorten) typisch soorten zijn die kunnen omschreven worden als generalisten of opportunisten (r-strategen).
Tabel 15. Eco-Wert indicatoren volgens Krieg (2005).
Op basis van de relatieve aantallen van elke soort in een monster en zijn indicatorwaarde (Eco-Wert) wordt dan via een bepaalde formule de AeTI-index berekend en verder omgezet naar een score en bijhorende kwaliteitsklasse. Voor meer details wordt verwezen naar Krieg (2005). Voorgesteld wordt om in de toekomst de index uit te breiden met een maat voor diversiteit.
Referentie en concept-maatlat voor zoet getijdenwater (van der Molen, 2004)
In de referenties en concept-maatlatten voor Nederlandse rivieren is één van de watertypes ‘zoet getijdenwater (uitlopers rivier) op zand/klei (R8)’ (van der Molen, 2004). De globale referentiebeschrijving voor dit watertype verschilt enigszins van het watertype zoals we dat in de Zeeschelde aantreffen. Het gaat om een type met een relatief klein getijverschil (0,3-1,9 m), relatief lage stroomsnelheden (< 50 cm/s). De habitatstructuren die in dit type voorkomen, zijn echter dezelfde als in de Zeeschelde: stroomgeulen, kreken, oeverwallen, zandplaten, slikken en schorren. Wat betreft biologie in het algemeen en macrofauna in het bijzonder, wordt het volgende door van der Molen (2004) vermeld. De levensgemeenschap van de intergetijdenzone bestaat uit soorten die zijn aangepast aan de invloed van de getijbeweging. Dit betekent aanpassing aan tijdelijke droogval, variaties in stroming en aan instabiele substraten. Door de extreme omstandigheden zijn deze wateren betrekkelijk soortenarm maar herbergen ze enkele zeer karakteristieke soorten en soortencombinaties. Er zijn migratiemogelijkheden voor fauna door middel van verbinding met andere beken en riviertjes. De macrofaunagemeenschap bevat een aantal karakteristieke soorten. Een voorbeeld daarvan is het getijdenslakje Mercuria confusa. De bloedzuigers Haemopsis
sanguisuga en Trocheta bykowskii, en de vedermug Lipiniella arenicola zitten op
droogvallende delen. De macrofauna van de zoete getijdenwateren onderscheidt zich van die van de licht brakke en brakke wateren door het voorkomen van een grotere diversiteit aan insecten en borstelarme wormen. De zoete intergetijdenzone herbergt een aantal zeer karakteristieke macrofaunasoorten die vrijwel geheel of zelfs geheel in hun verspreiding zijn aangewezen op het zoetwatergetijdengebied. De macrofaunagemeenschap van het stroombed van de diepe geulen is soortenarm met Driehoeksmossel (Dreissena polymorpha) en een aantal (stromingsminnende) borstelarme wormen (Propappus volki) en larven van vedermuggen (Kloosia pusilla). Op plaatsen met sterke stroming en een instabiel stroombed zijn de omstandigheden slecht. Op plaatsen met minder sterke stroming kunnen zich meer soorten handhaven.
Hier zitten zoetwatermosselen, waaronder soorten van de stroommossels (Unioninae) en zwanenmossels (Anodontinae).
Voor de beschrijving van de macrofauna in de referentiesituatie in zoet getijdenwater op zand of klei (type R8) maakt van der Molen (2004) gebruik van kenmerkende taxa en positief dominante taxa. Voor de andere klassen van de maatlat zijn daarnaast ook nog negatief dominante taxa benoemd. Toedeling van soorten aan de groepen indicatoren vindt plaats op grond van de eigenschappen van soorten. Negatief dominante soorten zijn soorten die bij dominant voorkomen een slechte ecologische toestand indiceren. Positief dominante soorten kunnen in de referentiesituatie dominant voorkomen. Deze staan vermeld in Tabel 16. Opvallend hierbij is dat verschillende exoten opgenomen zijn als positieve indicator (Corbicula fluminea, Dreissena polymorpha, Lithoglyphus naticoides). Kenmerkende soorten zijn soorten die in de referentiesituatie bij uitstek in het betrokken watertype voorkomen. De soortenlijst met kenmerkende soorten bedraagt in totaal 85 soorten.
Tabel 16. Positief en negatief dominante indicatoren van R8 (uit van der Molen, 2004)
De maatlat die voorgesteld wordt door van der Molen (2004) gaat uit van de samenstelling en dichtheid van de macrofauna en koppelt de taxonlijst van een bepaalde locatie met de hierboven beschreven indicatorlijsten en is opgebouwd uit drie deelmaatlatten:
• DN % (abundantie); het percentage individuen behorende tot de negatief dominante indicatoren;
• KM % (aantal taxa); het percentage kenmerkende taxa;
• KM % + DP % (abundantie); het percentage individuen behorende tot de kenmerkende en positief dominante indicatoren.
Na het berekenen van de deelmaatlatten wordt met behulp van Tabel 17 per deelmaatlat een score bepaald. De scores voor de drie individuele deelmaatlatten worden gesommeerd tot een totaal score met overeenkomende kwaliteitsklasse (Tabel 18).
Naar veldprotocol vermeldt van der Molen (2004) dat de monsters waarmee de scores worden bepaald mengmonsters zijn per waterlichaam, waarin de belangrijkste voorkomende natuurlijke habitats zijn vertegenwoordigd, inclusief stortstenen oevers en kribben. De maatlat is gebaseerd op najaarsmonsters.
Tabel 17. Overzicht van de deelmaatlatten die zijn opgenomen in de maatlat voor watertype
R8 met bijbehorende getalswaarden voor de begrenzing van de score. Uit: van der Molen (2004).
Tabel 18. Grenzen voor de omzetting van de totaal score op de maatlat naar een
kwaliteitsklasse. Uit: van der Molen (2004).
Toepassing van de beoordelingsmethodes op de Zeeschelde
1. De vraag is nu in hoeverre de twee hierboven beschreven beoordelingsmethodes kunnen toegepast worden in het zoetwatergetijdengebied van de Zeeschelde en zijrivieren. Naar typologie vertoont het Elbe-estuarium meer gelijkenissen met de Zeeschelde dan het zoet getijdenwater uit van der Molen (2004). Met name het getijverschil en de stroomsnelheden zijn gelijkaardig voor de Elbe en de Zeeschelde. Om hierover een meer gedetailleerd beeld te krijgen zou aanvullend onderzoek nodig zijn, met name naar het voorkomen van de verschillende habibattypes in beide systemen.
2. In ieder geval vormen de referentiesoortenlijsten van beide systemen een houvast van welke taxa en soorten in de Zeeschelde verwacht kunnen worden. Historische gegevens zijn niet beschikbaar en de huidige toestand is zo slecht dat dit geen houvast biedt wat betreft referentie. Het is echter momenteel nog onduidelijk hoe in beide studies deze referentielijsten zijn opgesteld. Dit dient nader onderzocht te worden.
3. In beide studies worden de soorten uit de referentielijst ingedeeld in verschillende klassen op basis van een indicatorwaarde. De toekenning van een bepaalde indicatorwaarde aan een soort is echter niet geheel duidelijk. Dit dient nader bekeken te worden. Verder is het de vraag of de gebruikte indicatoren en de daaruit afgeleide
maatlat(ten) toepasbaar zijn op een getijdengebied als de Zeeschelde. De benadering van Krieg (2005) lijkt ons enerzijds beperkt (tolerantie of gevoeligheid ten aanzien van het zoutgehalte) en anderzijds niet geheel relevant (stromingsvoorkeur). Deze benadering is een benadering die voortkomt uit het beoordelen van de ecologische toestand van rivierecosystemen. Zoals reeds eerder gesteld is het functioneren van een getijdengebied fundamenteel anders dan dat van een rivierecosysteem. De maatlat van van der Molen (2004) maakt gebruik van indicatorsoorten en hun relatieve aanwezigheid (aantal individuen) in een monster, waarbij de indicator voornamelijk gericht lijkt te zijn op waterkwaliteit. In hoeverre de maatlat ook gevoelig is voor andere stressoren is niet duidelijk en moet nader onderzocht worden. Beide maatlatten maken ook enkel gebruik van indicatorsoorten, en niet van andere indices zoals diversiteit en biomassa. Beide beoordelingssystemen maken evenmin gebruik van andere niveaus, zoals het habitatniveau en het ecosysteem niveau in deze studie.
In het tijdsbestek van deze opdracht was het niet mogelijk om een volledige maatlat te ontwikkelen voor het zoetwatergetijdengebied. Een interessante piste zou zijn om te kijken in hoeverre datasets aanwezig zijn en beschikbaar kunnen gesteld worden uit het Elbe-estuarium om een gelijkaardig systeem op te stellen als voor de Westerschelde.