VLINA 97/02: Ecologische typologie en onderzoek naar een geïntegreerde evaluatiemethode voor stilstaande wateren op regionale schaal: hoekstenen voor ontwikkeling, herstel en opvolging van natuurwaarden

VLINA 97/02: Ecologische typologie en onderzoek naar een geïntegreerde

evaluatiemethode voor stilstaande wateren op regionale schaal: hoekstenen

voor ontwikkeling, herstel en opvolging van natuurwaarden.

L. Denys

_{& B. Veraart}

m.m.v. M. Coenen

_{, W. De Smet}

_{,V. Moons}

_{, J. Packet}

_{, B. Paesen}

_{, D. Van Pelt}

_{, H. van der}

Hammen

_{, L. Weiss}

promotoren: L. Beyens

_{, W. De Smet}

_{, P. Meire}

_{, R. Verheyen}

1

_{Instituut voor Natuurbehoud}

2

_{Universiteit Antwerpen, Dept. Biologie, RUCA}

_{Universiteit Antwerpen, Dept. Biologie, UIA}

_{Provincie Noord-Holland}

Inleiding en probleemstelling

Stilstaande wateren zijn van groot belang voor het behoud van biodiversiteit. Door hun snelle reactie op lokale en regionale veranderingen in milieuomstandigheden vormen ze gevoelige graadmeters voor actuele processen die hierop inwerken. Stilstaande wateren kennen ook vele gebruikers die een bepaalde ecologische kwaliteit wensen te behouden of ontwikkelen. Teneinde de ecologische functies van lentische systemen te optimaliseren is een goed inzicht in hun toestand, optredende evoluties en de specifieke referentiesituaties vereist. Een indeling die rust op een brede ecologische basis is hierbij essentieel, maar ontbrekend voor Vlaanderen. Om in de toekomst een objectiever en doelmatiger natuurbeleid te voeren, prioriteiten te leggen voor natuurontwikkeling en ecologische normen in te vullen, dient de verscheidenheid en verspreiding van watertypen in kaart gebracht te worden. Tevens is nadere kennis noodzakelijk met betrekking tot de milieuomstandigheden die een duurzaam voortbestaan en herstel van gebiedseigen aquatische levensgemeenschappen waarborgen.

Doelstelling

Het hoofddoel van dit onderzoek was het vereenvoudigen van de belangrijkste verscheidenheid aan permanente, lentische, zoetwatersystemen in Vlaanderen tot werkbare eenheden voor ecologische beoordeling, beheer en inrichting. Hiertoe is een 'geïntegreerde' typologie uitgewerkt op basis van ecologische sleutelvariabelen die inwerken op meerdere organismegroepen, welke qua levenscyclus en tijdsintegratie, trofisch niveau, afmetingen en omgevingsrelaties zeer uiteenlopende kenmerken vertonen. Uitgaande van deze heterogeniteit mag verwacht worden dat een hieruit afgeleide indeling ook voor andere levensgemeenschappen relevant kan zijn. Gezien de grotere habitatheterogeniteit, maar ook vanwege de bekommernis voor verdere toepassingen, is de nadruk gelegd op de omstandigheden in het oevernabije milieu. De hierbij ingezamelde gegevens zijn verder van belang voor het vaststellen van de actuele ecologische toestand van stilstaande wateren, alsook voor het bepalen van typespecifieke streefbeelden en het uitwerken van een pragmatische evaluatiemethode.

Resultaten

Tabel 1. Beduidende relaties tussen omgevingsvariabelen en samenstelling van levensgemeenschappen. Vet: bij de opmaak van de typologie weerhouden variabelen; schuin: niet weerhouden wegens colineariteit; overige: niet weerhouden wegens te beperkt effect. A: analyse volledige dataset, B: analyse wateren met lagere pH, C: analyse wateren met hogere pH. De grijstint geeft het relatief belang weer in de desbetreffende CCA-analyse.

Geselecteerde variabelen Diatomeeën Rotiferen Invertebraten Macrofyten

(p ≤ 0,05) aangroei sediment aangroei

A B C A B C A B C A A B C zand1 leem1 klei1 veen1 natte bodems1 oppervlakte omtrek/oppervlak oeverontwikkeling breedte

maximale diepte (klasse)

oeverhelling (klasse) natrium chloride elektrisch geleidingsvermogen zuurgraad aluminium ijzer calcium kalium magnesium sulfaat silicaat

opgeloste anorganische koolstof

alkaliniteit anorganische stikstof nitraat2 nitriet ammonium Kjeldahlstikstof organische stikstof 2 totaalfosfaat2 O2-verzadiging chlorofiel a O2-produktiepotentieel biochemische O2-productie netto O2-productie biochemisch O2-verbruik chemisch O2-verbruik

chemisch O2-verbruik part. stof (particulair)

chemisch O2-verbruik opgel. stof

absorbtie 254 nm absorbtie 420 nm

absorbtie 420 nm opgeloste stof absorbtie 440 nm opgeloste stof faeofytinen

pigmentindex

bedekking submerse macrofyten bedekking emerse macrofyten

aandeel van oever met opslag

bebouwd3 infrastructuur3 water3 grasland3 populier3 loofbos3 naaldbos3 heide3 moeras3 duin3

De populatiestructuur van de in het onderzoek betrokken gemeenschappen diende niet bewust door de mens gemanipuleerd te worden en evenmin mocht hun dynamiek dermate groot zijn dat een hoog-frequente bemonstering noodzakelijk werd. De keuze viel dan ook op de volgende biota, die met een vaste methodiek en binnen een zo kort mogelijke tijdsspanne tijdens het vegetatieseizoen, hetzij in 1998 of 1999, op een zo laag mogelijk taxonomisch niveau opgenomen werden:

 macrofyten van water en oever, inclusief kranswieren en de kwantitatief meer belangrijke mossen;  macro-invertebraten van al de aanwezige habitats (excl. Oligochaeta en de meeste chironomiden);  diatomeeën in recent sediment en in aangroei;

 rotiferen van aangroei.

De relaties tussen de soortensamenstelling van deze organismen en een groot aantal morfologische, fysisch-chemische en metabolische variabelen van het water zelf en diverse andere omgevingskenmerken werden nagegaan (Tabel 1), wat een selectie van de meest relevante karakteristieken toeliet. Dit gebeurde vooral op basis van de mate waarin een gemeenschappelijk 'effect' kon worden aangetoond. Na uitsluiting van te specifieke, evenals van sterk redundante variabelen, zijn 17 kenmerken weerhouden als uitgangspunt voor de typologie (Tabel 1). Hierin valt een sterke vertegenwoordiging van bodem-, maar ook van dimensiegerelateerde variabelen op. Zuurgraad en het daaraan gerelateerde gehalte opgeloste anorganische koolstof spelen de meest doorslaggevende rol. De helft van de variatie in deze variabelen kon door de drie eerste assen van een PCA gevat worden, wat een verdere vereenvoudiging toeliet tot dit beperkt aantal differentiërende componenten. Op basis hiervan zijn 12 watertypen onderscheiden die in 5 hoofdreeksen kunnen worden ondergebracht (Tabel 2).

Tabel 2. Onderscheiden watertypen.

Reeks Type Code Aantal Voorkomen

zure wateren sterk zure heidewateren Zs 8 Noorderkempen, Oostelijke Kempen

matig zure wateren Zm 11 Kempen

circumneutrale wateren circumneutrale, zwak gebufferde wateren Czb 21 Kempen, plaatselijk Zandig Vlaanderen

circumneutrale, gebufferde wateren Cb 8 Kempen, Maas

circumneutrale, gebufferde, ijzerrijke wateren CbFe 7 Centrale, Zuidelijke en Oostelijke Kempen, Hageland-Haspengouw alkalische wateren alkalische, grote, diepe wateren; wingaten Aw 16 verspreid

alkalische, zuurstofrijke wateren AO2 43 verspreid

alkalische, silikaatrijke wateren ASi 41 Westelijke en Centrale Heuvels, Zandig Vlaanderen, Zuidelijke Kempen ionenrijke

{

alkalische duinwateren Ad 2 Duinen

alkalische, ionenrijke, zuurstofrijke wateren AiO2 15 Polders, Schelde, Hageland-Haspengouw

alkalische, ionenrijke, silikaatrijke wateren AiSi 12 Polders, langs Schelde en Dender

zeer licht brakke wateren zeer licht brakke wateren Bzl 2 Polders

Binnen het kader van de typologie op basis van omgevingskenmerken, worden levensgemeenschappen als basis voor een ecologische beoordeling naar voor geschoven: in elk watertype kan een bepaalde waaier van meer of minder gewenste soortencombinaties optreden. Door middel van classificatie- en ordinatie-technieken zijn dan ook gemeenschapstypen onderscheiden, variërend in aantal tussen 18 (macro-invertebraten) en 30 (diatomeeën sediment). Ter identificatie van deze gemeenschapstypen zijn indicatorsoorten bepaald. Voor elke organismegroep afzonderlijk werd hun relatie tot omgevingsvariabelen nagegaan en het karakteristieke bereik voor de duidelijk gerelateerde variabelen afgeleid. Dit geeft de mogelijkheid om variabelen te identificeren die mogelijk overgangen tussen gemeenschapstypen sturen en waarop desgevallend door beheer actief kan worden ingewerkt. Relaties tussen gemeenschapstypen en stuurvariabelen, of hiermee verband houdende processen, worden hiertoe in zgn. ecologische netwerken weergegeven. Een relatieve afweging van de biotische toestand kan gemaakt worden door de in een water aangetroffen levensgemeenschappen te vergelijken met de in deze studie beschreven gemeenschapstypen, waar mogelijk aangevuld met gedocumenteerde waarnemingen. Bij het inschalen van gemeenschapstypen in functie van de verstoringsgraad (in het bijzonder de mate van eutrofiëring, saprobiëring en verzuring) kunnen naast historische waarnemingen, functionele groeperingen, Groene Lijsten en het optreden van verstoringsindicatorsoorten als leidraad gebruikt worden.

Conclusie

van elkaar geïsoleerd, waardoor toewijzingsproblemen kunnen rijzen.

Bij het opstellen van de geïntegreerde typologie werd een ‘reductionistische’ methode gebruikt. Dit leidt tot een relatief klein aantal parameters aan de hand waarvan de indeling gebeurt en bijgevolg een relatief groot gebruiksgemak. Daarentegen gaat dit gepaard met een niet onbelangrijk informatieverlies. Ten dele kan dit opgevangen worden door analyse van de aanwezige gemeenschapstypen. Deze laatste zullen bij de meeste toepassingen niet veronachtzaamd mogen worden en zijn ook essentieel bij de beoordeling en het overwegen van sturende ingrepen.

De meeste indelingen voor stilstaande wateren vertrekken vanuit één bepaalde invalshoek, bv. morfo-hydrologische kenmerken, fysisch-chemische waterkarakteristieken, productiviteitsgerelateerde criteria of kenmerkende soortensamenstelling van een bepaalde levensgemeenschap volgens een uitgekozen milieugradiënt. De voorgestelde typologie tracht een synthese weer te geven van verscheidene van dergelijke kenmerken vanuit het oogpunt van de actuele situatie in Vlaanderen. De invloed van de mens op deze situatie is dermate verscheiden en bepalend dat het wellicht niet langer mogelijk is een ecologisch zinvolle indeling te maken waarin het type van elk water als dusdanig volledig ‘onveranderlijk’ blijft. Hoe dan ook is ze wellicht voor verdere verbetering vatbaar en slechts een eerste stap naar een nog ruimer integratieniveau dat het volledige watersysteem beslaat. Een verruiming naar een hoger niveau kon in het kader van dit onderzoek echter niet gerealiseerd worden en vereist nog een aanzienlijke inspanning op het vlak van gegevensverwerving. De in deze studie waargenomen variatie aan natuurwaarden is, op zich, nog onvoldoende om een evaluatiemethode volledig te onderbouwen, maar een actueel perspectief is noodzakelijk om een zekere realiteitszin te bewaren en de nodige relaties naar omgevingstoestand te leggen. Ondermeer door de geringe vertegenwoordiging van wateren met een lage verstoringsgraad, de eerder geringe meetfrequentie en de korte onderzoeksduur bieden de resultaten nog maar een beperkte kijk op ‘systeemeigen referentiewaarden’ voor biotische en fysisch-chemische variabelen. Verder onderzoek m.b.t. de minst gestoorde toestanden blijft noodzakelijk. Historische gegevens en waarnemingen in aangrenzende gebieden kunnen eveneens een betekenisvolle aanvulling leveren.

Beleidsrelevantie en praktische toepassing

De resultaten van deze studie vormen een eerste verkenning van de ecologische toestand van stilstaande wateren in Vlaanderen waarin een brede waaier van kenmerken betrokken werd. Een beknopte neerslag hiervan is in het Natuurraport 2001 terug te vinden. Uit het onderzoek blijkt vooral een verregaande impact van een overmatige nutriëntenbelasting (zowel N als P), zelfs bij hydrologisch sterker geïsoleerde wateren. Diffuse aanvoer en een geringe waterkwaliteit van voedende waterlopen, maar ook het lokale beheer, in het bijzonder ten behoeve van de hengelsport, spelen hierin een niet te verwaarlozen rol. Waterbeheerders dienen verder bewust gemaakt te worden van deze problematiek. Met het oog op duurzaamheid, dienen maatregelen om wateren die nog aanzienlijke natuurwaarden bezitten van verdere verstoring te vrijwaren bij voorkeur in een ruimere landschappelijke context te gebeuren.

De informatie die in het gerealiseerde gegevensbestand besloten ligt is nog geenszins volledig ontsloten en kan verder toepassing vinden bij zowel het uitwerken van alternatieve typologieën en het toetsen van wetenschappelijke hypothesen, als bij het concrete natuur- en milieubeleid. Ondermeer in de VLINA-projecten 97/03, 00/06, 00/07 en het beschrijven van 'Natuurtypen' (MINA-2, actie 102) werd hierop een beroep gedaan. De gegevens werden eveneens aangewend bij het ontwikkelen van ijkmodellen voor diverse fysisch-chemische variabelen op basis van diatomeeëngemeenschappen, die gebruikt kunnen worden om historische achtergrondwaarden in te schatten en aldus tot een meer gebiedsgerichte benadering van streefwaarden te komen .

De ecologische monitoring van stilstaande wateren dient in Vlaanderen nog grotendeels uitgewerkt te worden, mede in het kader van de Europese wetgeving terzake. Terwijl deze laatste in principe enkel betrekking heeft op wateren van ‘aanzienlijke omvang’ (≥ 0,5 km2_{, een criterium waaraan slechts enkele van de hier onderzochte} wateren voldoen), kan voor het natuurbehoud hiermee uiteraard niet volstaan worden. Bij de opvolging dienen tevens minimaal de abiotische kenmerken die uit dit onderzoek als sterk bepalend voor de samenstelling van de levensgemeenschappen naar voor treden, waar nodig aangevuld met internationaal vooropgestelde kwaliteitselementen, in aanmerking genomen te worden. Wat biotische kwaliteit betreft is er reeds een aanzienlijke overeenstemming op het vlak van de aandachtsgemeenschappen die in de Kaderrichtlijn Water zijn opgenomen en deze die in deze studie aan bod zijn gekomen: i.c. fytobentos, macrofyten en macro-invertebraten. Het gegevensbestand dat in dit project werd opgebouwd vormt eveneens een basis voor de selectie van representatieve, in het meetnet op te nemen wateren.