Hyperbenthos in de Zeeschelde:
toestand, verspreiding, seizoenale variatie en
belangrijke sturende factoren van een nieuwe
belangrijke schakel in het voedselweb
Begeleidende nota Hyperbenthos onderzoek in aanvulling op Engelstalig wetenschappelijk artikel under peer-review bij Estuarine & Coastal Shelf Science.
De Neve Liesbeth, Van Ryckegem Gunther, Vanoverbeke Joost, Van de Meutter Frank, Van Braeckel Alexander, Van den Bergh Erika, Speybroeck, Jeroen (submitted) Hyperbenthos in the upper reaches of the Scheldt estuary (Belgium): an indispensable trophic link re-established.
Auteurs van deze nota: Van de Meutter Frank, Van Ryckegem Gunther, Vanoverbeke Joost, Van Braeckel Alexander, Van den Bergh Erika, Speybroeck, Jeroen
Inhoud
1 Aanleiding 3
2 Staalnamemethode 3
3 Korte bespreking van de belangrijkste resultaten 3
3.1 Fysische systeemkenmerken van belang voor hyperbenthos 3
3.1.1 Verschillen tussen de saliniteitzones en seizoenen 3
3.1.2 Bovenafvoer 4
3.1.3 Zwevende stof 4
3.2 Ecologisch belang van de Zeeschelde voor hyperbenthos 4
Samenvatting
● Deze nota beschrijft de resultaten van 6 jaar onderzoeksmonitoring van het hyperbenthos in de Zeeschelde: kleine dierlijke organismen die op en dicht bij de bodem leven, waaronder garnalen, krabben, kleine kreeftachtigen en juveniele vis.
● Hyperbenthos heeft een sleutelpositie in het estuariene voedselweb doordat het een directe link vormt tussen primaire productie en het detritus (inclusief de op het detritus levende microbiële gemeenschap) enerzijds en hogere trofische niveaus waaronder vissen en vogels anderzijds.
● Hyperbenthos heeft sinds 2007 razendsnel de Zeeschelde gekoloniseerd en is tussen 2013 en 2018 met een ongeveer constante soortenrijkdom aanwezig, wat suggereert dat een vrij
stabiele gemeenschap gevormd is. De soortenrijkdom is vergelijkbaar met die in andere West-Europese estuaria, wat op een goed herstel wijst.
● Soortenrijkdom en totale densiteiten zijn jaarrond groter in de brakke zone dan in de oligohaliene en zoete zones, maar tijdens de zomermaanden is er tijdelijk een grotere biomassa in de zoete zone, terwijl tijdens de winter de biomassa hier net heel laag is. De biomassa neemt er ook toe van de vroege zomer naar de late zomer/begin herfst. Dit alles wijst op het belang van de Zeeschelde als opgroeigebied voor verschillende soorten, zoals bot, langneussteurgarnaal en spiering in de zoete zone en grijze garnaal in de brakke zone. Onze staalnames laten niet toe om een inschatting van totale biomassa te maken, maar de aangetroffen dichtheden en de biomassa die bij ankerkuilvissen aan het licht komen suggereren een zeer grote biomassa, die recent (soms alleen al voor garnalen) in dezelfde grootteorde als deze van vis was.
● De belangrijkste omgevingsvariabele (na saliniteitzone en seizoen) met een sterk negatief
effect op hyperbenthosdensiteiten was rivierdebiet in de 5 daagse periode voorafgaand aan
de staalname. Dit wijst waarschijnlijk op zogenaamde “flush events“ waarbij dieren in de waterkolom bij plotse sterke stroming stroomafwaarts verplaatst worden. In de bovenloop van het estuarium, waar soorten vaak hun langsstroomse bovengrens bereiken, kunnen soorten zo na een periode met een groot debiet lokaal plots verdwijnen of sterk afnemen. Omgekeerd schuiven soorten ook stroomopwaarts op bij lage bovenafvoer. Beide
1.
Aanleiding
Het Zeeschelde-ecosysteem onderging rond het jaar 2007 een omslag van een grotendeels
zuurstofloos en soortenarm ecosysteem naar een zuurstofrijk en soortenrijker ecosysteem. Dit luidde de terugkeer in van een grote diversiteit aan onderwaterleven, waaronder ook hyperbenthos. Wij gebruiken de term hyperbenthos hier in die zin dat het ook het epibenthos omvat. Hyperbenthos is dus een verzamelnaam voor allerlei kleine dierlijke organismen die op of dicht bij de bodem leven van zeeën en estuaria, waaronder garnalen, krabben, kleine kreeftachtigen en juveniele vis.
Hyperbenthos was decennialang afwezig in de Zeeschelde, op de brakke zone tegen de Nederlandse grens na. Vanaf 2008 werden echter ook in de oligohaliene en zoete Zeeschelde grote aantallen garnalen en juveniele vissen aangetroffen als bijvangsten van de vismonitoring. Hyperbenthos vervult een erg belangrijk ecologische functie doordat ze een belangrijke rol als intermediaire prooien spelen: een groot deel van de energietransfer doorheen het voedselweb verloopt via het hyperbenthos. Omdat het om erg grote aantallen en biomassa’s gaat en omdat geweten is dat hyperbenthos vaak een sleutelrol speelt in het estuariene voedselweb werd besloten om een monitoringnetwerk op te zetten. De toestand van het hyperbenthos vormt een belangrijke indicator voor de toestand van het ecosysteem.
2.
Staalnamemethode
Omdat we na diens decennialange afwezigheid nauwelijks iets weten over hoe hyperbenthos zich in de Zeeschelde gedraagt, werd gekozen voor een omvattende staalnamestrategie. Daarbij werd jaarrond maandelijks bemonsterd op 6 locaties, behalve in 2013 en 2014 toen respectievelijk tussen juli en oktober en tussen mei en november bemonsterd is. De zes locaties zijn gelijkmatig verspreid over de saliniteitzones brak, oligohalien en zoet. In de brakke zone liggen de
staalnamepunten ter hoogte van het Paardenschor en bij St-Anna, in de oligohaliene zone ter hoogte van de Ballooi en in de monding van de Rupel, en in de zoetwaterzone ter hoogte van Dendermonde en de Brede Schoren. Het standaardprotocol van een staalname bestond uit een hoepelvormig bongonet (50 cm diameter, maaswijdte 1 mm) dat telkens 100 m stroomop- en stroomafwaarts getrokken wordt bij laag water in de oeverzone bij een waterdiepte van 50 cm. De stalen werden volledig getrieerd, gedetermineerd, geteld, en het asvrij drooggewicht werd bepaald. Ter plaatse werden verschillende watervariabelen gemeten (temperatuur, zuurstofverzadiging) en worden waterstalen genomen ter bepaling van de hoeveelheid en de samenstelling (fractie organisch materiaal) van zwevende stof. Gegevens over hydrodynamiek werden afgeleid uit het SCALDIS numeriek model (Smolders et al. 2016); tij- en debietgegevens werden verkregen via het portaal waterinfo.be.
3.
Korte bespreking van de belangrijkste resultaten
1.
Fysische systeemkenmerken van belang voor hyperbenthos
1.1.1 Verschillen tussen de saliniteitzones en seizoenen
bij een lage bovenafvoer. In de zoete zone vinden we nog slechts enkele hyperbenthische soorten, die vrij typisch zijn voor deze zone.
Het verschil tussen de zomer- en wintergemeenschappen is het kleinst in de mesohaliene zone en dit verschil neemt toe stroomopwaarts. De zone stroomop van het mesohalien wordt vooral in de late lente tot in de herfst druk gebruikt door het hyperbenthos, maar in de wintermaanden vinden we hier erg weinig hyperbenthos. De zomerperiode is van groot belang omdat dan aanwas gebeurt die in grote mate de systeembiomassa bepaalt.
1.1.2 Bovenafvoer
Bovenafvoer is een van de belangrijkste abiotische systeemvariabelen voor het voorkomen van hyperbenthos in de oligohaliene en zoete zones. De totale biomassa en densiteit van het
hyperbenthos is negatief gecorreleerd met een grote bovenafvoer. Dit effect is tweeledig. Bij hoge bovenafvoer neemt het hyperbenthos waarschijnlijk door flush-effecten af. Bij zeer lage afvoer zien we echter een toename, doordat het hyperbenthos verder stroomopwaarts kan doordringen in het Zeescheldesysteem. Tijdens de laatste jaren van de studie kwam een zeer lage afvoer herhaaldelijk voor en werd bij verschillende soorten een nooit eerder geziene stroomopwaartse doordringing vastgesteld. Deze vaststellingen zijn interessant omdat ze passen in de verwachte wijzigingen die het estuarium zal doormaken omwille van klimaatverandering.
Het effect van bovenafvoer op hyperbenthos was goed waarneembaar in de zoete zones en de oligohaliene zone, maar minder in het mesohaliene. Wellicht hebben variaties in het bovendebiet een minder sterk effect op waterverplaatsingen dichter naar de monding van het estuarium toe.
Naast kortetermijneffecten van bovenafvoer vonden we ook effecten van gemiddelde bovenafvoer over langere termijn. Opmerkelijk genoeg waren deze tegengesteld aan de kortetermijneffecten. We wijten dit aan het positieve effect van bovenafvoer op de waterkwaliteit en het zuurstofgehalte in het systeem.
1.1.3 Zwevende stof
De densiteiten van drie in het voedselweb van de Zeeschelde abundante soorten, brakwatergrondel, de brakwateraasgarnaal en de grijze garnaal, vertonen een positieve relatie met de gehaltes aan zwevende stof (suspended particulate matter, SPM). Dit is deels te wijten aan het seizoenaal
samenvallen van het voorkomen van deze soorten in de Zeeschelde met hoge densiteiten SPM (beide vertonen pieken in zomer en herfst). Anderzijds is het organisch materiaal in het SPM, waaronder (levende en dode) algen en mesozoöplankton, een belangrijke voedselbron voor (vooral) aasgarnalen. Buitenlandse studies toonden wel aan dat te hoge SPM-gehaltes nefast kunnen zijn voor de groei en overleving van hyperbenthos. Wellicht vereisen optimaal overleven en groeien een specifieke kwaliteit en kwantiteit qua SPM.
2.
Ecologisch belang van de Zeeschelde voor hyperbenthos
Het hyperbenthos is een recent herwonnen troef voor de Zeeschelde na de
waterkwaliteitsverbetering en het jaarrond uitblijven van hypoxia tijdens het eerste decennium van de 21ste eeuw. Vijf jaren bemonsteren van het hyperbenthos leverde maar liefst 62 verschillende
schakel van de primaire productie en de microbiële detritusgemeenschap naar hogere soorten zoals vis en vogels. Zo voegen ze een extra dimensie toe aan het voedselweb. Voor het hyperbenthos zelf vormt de Zeeschelde tijdens de zomer en herfst een belangrijk opgroeigebied voor verschillende soorten aasgarnalen en garnalen. Dit geldt ook voor juveniele vissen, die in abundantie ongeveer de helft van het hyperbenthos uitmaken. Uit de ankerkuil- en fuikvangsten wisten we al dat soorten als spiering en bot tot ver stroomopwaarts in de Zeeschelde in grote aantallen opgroeien. Dit wordt bevestigd door de hyperbenthosdata waarmee we ook de zeer kleine juveniele stadia aantroffen.
4.
Aanbevelingen voor beheer en beleid
Het hyperbenthos is een zeer belangrijke ecologische groep in estuaria waaronder de Westerschelde, maar ontbrak tot voor kort in de Zeeschelde. Ondertussen is het een zeer belangrijke én zeer talrijk aanwezige groep geworden. Dit rapport onderlijnt het belang van deze groep voor de Zeeschelde, geeft aan onder welke fysische omstandigheden het gedijt en waar in de levenscyclus van
hyperbenthos de Zeeschelde een belangrijke rol speelt. De projectgroep Evaluatie en Rapportage van de VNSC is bezorgd om het ecologisch functioneren van het Schelde-estuarium. Recent werd beslist aan de evaluatie van de verschillende gemonitorde parameters van het ecosysteem een
geïntegreerde methodiek toe te voegen: de verhaallijnen. Bij de ontwikkeling van deze verhaallijnen komen het belang van hyperbenthos en de nood aan kennis over deze groep duidelijk op de
voorgrond (bv. de recente workshop rond hyperbenthos te Bergen-op-Zoom). Het onderzoek dat onderwerp is van deze nota alsook flankerend voorgaand onderzoek naar trofische relaties vormde een uiterst belangrijke en gewaardeerde bijdrage aan deze workshop, met name voor de Zeeschelde. Hyperbenthische organismen worden niet expliciet genoemd bij de op te volgen of te beschermen soorten(groepen) in Europese richtlijnen, maar ressorteren wel onder de paraplugroep “macro-invertebraten”. Vissen zijn uiteraard wel expliciet vermeld. Het is echter duidelijk dat hyperbenthos een belangrijke schakel vormt in de verschillende voedselketens (cf. verhaallijnen) binnen het
voedselweb van de (Zee)Schelde en als dusdanig essentieel zijn voor het behoud en herstel van de te beschermen soorten(groepen) van de hogere trofische niveaus. Factoren die hyperbenthos
beïnvloeden hebben dus ook een invloed op vissen en watervogels. In de Zeeschelde zijn de afwezigheid van plotse piekdebieten en relatief hoge SPM-gehaltes positief gelinkt met hogere densiteiten van verschillende hyperbenthossoorten. Dit positief verband kent echter een bovengrens: langdurige lage bovenafvoer heeft net negatieve effecten, mogelijk door een daling van de
waterkwaliteit (bv. daling zuurstofgehalte van het water, stijging van het SPM-gehalte). Zeer hoge SPM-gehaltes zijn nefast voor hyperbenthos maar ook voor andere ecosysteemfuncties, zoals primaire productie en overleving van vis.
Deze studie toont aan dat gerichte monitoring van hyperbenthos in de Zeeschelde relevante informatie toevoegt voor ons inzicht in het ecosysteemfunctioneren. Dit kan onvoldoende worden afgeleid uit bijvangsten van vismonitoring. Het is dus aan te bevelen om het
hyperbenthosmonitoringprogramma met een rationele spreiding in tijd en ruimte verder te zetten. Deze studie verdiepte ook ons inzicht in sturende omgevingsvariabelen met betrekking tot
