Milieucomponenten: bouwstenen voor indicatoren

Verdonschot et al. (1998), Karr et al. (1986), AQEM consortium (2002) en Vlek et al. (2002) groepeerden de belangrijkste milieucomponenten in ecosystemen. Samenvattend zijn hieruit de volgende componenten voor de KRW kwaliteitselementen afgeleid:

1. Systeemomstandigheden (vergelijk Systeemvoorwaarden in het 5-S-model); waaronder de klimatologische (zoals seizoen, temperatuur en neerslag), geomorfologische (zoals terrein-accidentatie en bodemopbouw), en geohydrologische randvoorwaarden. In de KRW de (belangrijkste) descriptoren voor de typologie. 2. Afvoerhydrologie (vergelijk Stroming in het 5-S-model); waaronder variabelen zoals

stroomsnelheid, runoff, stroomgebiedskarakteristieken, waterkwantiteit, afvoerdynamiek (piek- en dalafvoeren) en grondwaterstroming te scharen zijn. Voor de KRW maatlatten gerelateerd aan het kwaliteitselement hydromorfologie; 3. Habitatstructuren (vergelijk Structuren in het 5-S-model); waartoe oeverstabiliteit, oeverbegroeiing, breedte, diepte, verval, dwarsdoorsnede vorm, watervegetatie, substraten, beschaduwing en sinuositeit behoren. Voor de KRW maatlatten gerelateerd aan het kwaliteitselement hydromorfologie;

4. Waterchemie (vergelijk Stoffen in het 5-S-model); waaronder organische verbindingen, nutriënten, zware metalen, opgeloste organische verbindingen, pH, troebelheid, hardheid, temperatuur, alkaliniteit en andere opgeloste stoffen gerekend worden. Voor de KRW maatlatten gerelateerd aan het fysisch- chemische kwaliteitselement;

5. Energiebronnen (vergelijk processen die in het 5-S-model in de interacties zijn opgenomen); waarbij beschikbaarheid van voedingsstoffen, zonlicht, toevoer van organisch materiaal (bijvoorbeeld bladinval), primaire en secundaire productie genoemd worden. Voor de KRW maatlatten gerelateerd aan de biologische kwaliteitselementen en het fysisch-chemische kwaliteitselement;

6. Biotische interacties (vergelijk Soorten in het 5-S-model); met competitie, reproductie, ziekten, parasitisme, voedingswijze en predatie als voorbeelden maar ook soorten en soortengroepen. Voor de KRW maatlatten gerelateerd aan de biologische kwaliteitselementen.

Samenvattend zou het wenselijk zijn dat in een maatlat indicatoren worden opgenomen die de staat van bovengenoemde componenten zouden kunnen aangeven. De literatuur (tabel 10) geeft hiervan een indicatie. Het betekent voor de maatlatontwikkeling het zoeken naarmaten die de belangrijkste factoren en processen, verantwoordelijk voor de (natuurlijke) samenstelling van een waterecosysteem, omvatten. Vaak zullen deze overigens watertype afhankelijk zijn. De mate van detaillering hangt af van het karakter van de maatlat; beoordelend of oorzaak vaststellend (diagnosticerend).

Voor de KRW maatlatten moet voor ieder KRW watertype een lijst met de meest relevante stuurfactoren of ecosysteemcomponenten (feitelijk alle kwaliteitselementen) woren opgesteld.

5.4.2 Verstoring

Pressoren

Taxa (of groepen daarvan) indiceren de omstandigheden in het hen omringende milieu. Indien taxa in aantal toe- of afnemen of zelfs verschijnen of verdwijnen is dat een indicatie voor de eventuele aanwezigheid en soms intensiteit van een pressor. Wanneer pressor-taxon relaties bekend zijn, kan een eventuele pressor (of meerdere al dan niet in combinatie) worden achterhaald. Het is daarom van groot belang zoveel mogelijk taxon-pressor relaties te kennen en te kwantificeren. In de KRW wordt de term pressor gebruikt omdat uitgegaan wordt van de druk die een factor of groep van factoren uitoefent op de biologische kwaliteitselementen. In tegenstelling hiermee gaat de term stressor uit van de druk die door de biologische kwaliteitselementen ervaren wordt. Eerder is al de rol van menselijke beïnvloeding in termen van pressoren benoemd. Een pressor kan opgevat worden als een enkele factor of een groep van factoren die negatieve invloed op een biologisch element uitoefent. In dit kader wordt het begrip pressor niet beperkt tot individuele taxon- factor relaties maar ook tot verhoudingen tussen complexen aan factoren en responsies. In navolging van de KRW wordt een pressor gezien als het gecombineerde effect van een verstoring, zoals een hydromorfologische ingreep of van eutrofiëring. De rol van individuele factoren, zoals het fosfaatgehalte bij eutrofiëring, wordt hierbij niet (altijd) apart onderscheiden. Dergelijke pressoren, omschreven als groepen van factoren, hebben het voordeel dat ze direct samenhangen met een gebruiksfunctie of milieudruk hetgeen de toepasbaarheid vergroot. Verder geeft deze benadering de werkelijkheid beter weer. In het veld komen pressoren altijd als samenspel van factoren tot uiting (een landbouwkundige gebruiksfunctie geeft niet alleen een verhoging van de hoeveelheid fosfaat maar daaraan parallel vindt ook een verhoging van verschillende andere stoffen plaats, is er afspoeling van vaste (organische) stoffen en is de hydromorfologie van het waterlichaam meestal gewijzigd). Voor de maatlatten is het indiceren van de groep van pressoren voldoende, aan de oorzaakanalyse worden hogere eisen gesteld.

Het vaststellen van pressoren houdt in het meten van een lijst van factoren die significante menselijke beïnvloeding aanduiden. Hiervoor dienen inventarisaties plaats te vinden van significante puntbelastingen (bijvoorbeeld communaal afvalwater, industriële lozingen), diffuse belastingen (bijvoorbeeld bodemverontreiniging, landbouwlozingen, afvalverwerking, atmosferische depositie), wateronttrekkingen, afvoerwijzigingen (bijvoorbeeld dammen, sluizen, normaslisatie, kanalisatie), morfologische veranderingen (bijvoorbeeld verdieping), grondgebruikvormen en andere significante verstoringen en beïnvloedingen (bijvoorbeeld onderhoud). Het begrip significant is gerelateerd aan de mate van beïnvloeding en daarmee gekoppeld aan het effect op de ecologische toestand (‘ecological status’).

Pressoren zijn voor het ecosysteem gewijzigde waarden in sturende factoren. De overlap tussen pressoren en kwalieitselementen is daarom groot. Van belang is de waarden van deze elementen te kennen in de referentietoestand alsook in de verstoorde toestanden.

Voor de KRW wordt een sturende factor een pressor indien een afwijking optreedt ten opzichte van de range van die sturende factor (ecosysteemkenmerk) onder de referentieomstandigheden.

Verstoringsgradiënten

De meeste traditionele beoordelingsmethoden - zoals metrics, saprobie en biotische indices – maken gebruik van een één dimensionale serie van omstandigheden die worden uitgedrukt in één enkele maat (figuur 4A). De gradiënt verloopt van de referentie of het ecologische optimum (O in figuur 4A) naar de sterk verstoorde situatie (D in figuur 4A). Twee grote problemen worden duidelijk bij het gebruik van deze ééndimensionale schaal. Allereerst is het moeilijk om de referentie te definiëren, wat niet betekent dat men een dergelijke toestand niet zou moeten gebruiken. Ten tweede, het gebruik van één dimensie doet geen recht aan de ecologische realiteit en houdt derhalve geen rekening met de veelheid aan interacterende factoren waarmee het beheer in de praktijk wordt geconfronteerd. Een enkele metric is wel ééndimensionaal en daarmee onvoldoende voor beoordeling maar mogelijkerwijs wel voldoende voor oorzaakanalyse. Zeker indien de oorzaakanalyse volgt op de beoordeling (van maatlat naar maatwerk).

Figuur 4. De netwerkbenadering. (A) Een beoordelingsmethode met vaste eindpunten [O = optimaal of referentie, D= ‘dood water’]. (B) Een netwerk met verschillende stadia van ontwikkeling gesitueerd in verschillende richtingen [P = huidige toestand, T = doel, O = referentie of optimale toestand]

Het is daarom noodzakelijk om verschillende stadia in de ontwikkeling van aquatische ecosystemen te beschrijven langs gradiënten van verminderende verstoring. Dit betekent niet alleen dat alle verschillende stadia tussen referentie en een hevig verstoorde toestand langs verschillende gradiënten kunnen verlopen, maar ook dat verschillende referenties, elk met haar eigen reeks van intermediaire of minder verstoorde stadia kunnen voorkomen. Het resultaat is een samenhangend netwerk van ontwikkelingsstadia (Verdonschot, 1991). In de ecologische typologie wordt een type beschreven in termen van een gemiddelde status (vergelijkbaar met een klasse) van een groep van taxa met een bepaalde bandbreedte van biotische variatie bij een bepaalde bandbreedte van (een groep van) milieufactoren. Hierbij gaan typen geleidelijk in elkaar over (vergelijkbaar met een continuüm; Verdonschot,

1990). Een ecologische typologie betekent, om praktische redenen, het herkennen van patronen als eenheden in een continuüm (Hawkes 1975). Ecologische typen kunnen in een raamwerk worden geplaatst waarin alle ontwikkelingsstadia van waterecosystemen zijn vertegenwoordigd en aan elkaar gerelateerd in termen van processen van verandering (Warren et al., 1979): het hiervoor genoemde netwerk van ontwikkelingsstadia. Typen en hun interrelaties in termen van variabelen vormen een dergelijk netwerk. Verschillende, min of meer gedefinieerde omstandigheden en verschillende richtingen van potentiële ontwikkelingen vanuit bestaande toestanden zijn nin dit netwerk beschikbaar. Het netwerk kan dienen als een referentie raamwerk dat de verschillende stadia omvat van referenties via intermediaire (vaak huidige) omstandigheden naar degradatie-toestanden. Netwerken zijn uitstekend geschikt om verstoringsgradiënten te herkennen en sturende factoren aan te ontlenen.

Verdonschot (1990) noemt de ontwikkelingsstadia cenotypen ofwel gemeenschapstypen. De cenotypen zijn aan elkaar gerelateerd in termen van sleutelfactoren. Figuur 4B illustreert het netwerk van cenotypen (cirkels) en hun relaties (pijlen), die kunnen dienen als een referentie-netwerk voor de ontwikkeling van maatlatten. De term referentie is hier gebruikt als een situatie waar naar gerefereerd kan worden: er kan zowel naar optimale als naar verstoorde omstandigheden worden verwezen. Metrics kunnen binnen netwerken:

worden ontdaan van invloeden van typologische relaties,

ecosysteemkenmerk specifiek (stuur- of sleutelfactor specifiek) worden ontwikkeld, pressor specifiek worden ingevuld.

Wetenschappelijk is het om redenen van consistentie in gegevens, kwaliteit en vergelijkbaarheid gewenst natuurlijke wateren en verschillende ‘a priori’ geselecteerde verstoringsgradiënten opnieuw te onderzoeken alvorens over te gaan tot het opstellen van maatlatten. Bestaande gegevens vertonen namelijk veel onjuistheden, onvolkomenheden en ongelijkheid. Analyses van gegevens verzameld in de negentiger jaren heeft dit aangetoond. Echter, uit haalbaarheidsoverwegingen moet vooralsnog een meer pragmatische weg worden gekozen.

Door bestaande gegevens per KRW watertype te verzamelen en te ordenen in een ecologisch typologisch netwerk kunnen verstoringsgradiënten worden herkend en kunnen waterkwaliteitselementen, pressoren en sturende factoren worden afgeleid. 5.5 Biologische kwaliteitselementen