Onderzoeksproject EV/19 (Onderzoeksactie EV)
Context
Als lid van de EU en als contractant van de OSPAR Conventie ter bescherming van het mariene milieu van het noordoostelijk deel van de Atlantische Oceaan, heeft België de verplichting om maatregelen te treffen aangaande zijn mariene zone voor wat betreft de negatieve gevolgen van eutrofiëring. Eutrofiëring in de Belgische kustzone is het resultaat van grensoverschrijdende (ZW Atlantische waters, Rijn) en lokale (IJzer en Schelde) input van terrestrische nutriënten (N, P, Si). Dit vertaalt zich in de vorming van reuzenalgenbloei (vooral de Haptophycea Phaeocystis) die een impact heeft op het functioneren van het ecosysteem. Ondanks een reductie van 50% van P lading de laatste jaren, in vergelijking met 1990, is er geen verbetering van het ecosysteem waar te nemen. Het steeds beter begrijpen van het verband tussen nutriënt aanrijking en de ecosysteemrespons is een noodzaak als steun bij de implementatie van de Europese regulaties aangaande de reductie van rivier nutriënten ladingen naar de Noordzee.
Beschrijving van het project
Doelstellingen
Het AMORE-II onderzoek heeft als belangrijkste doel de kwalitatieve en kwantitatieve verbanden tussen nutriënten aanrijking, de verspreiding van hoge algenbloei biomassa’s (Phaeocystis globosa, maar ook de diatomee Guinardia delicatula die samen voorkomen), de aanwezigheid van gelatineus plankton (de dinoflagellaat Noctiluca scintillans, de appenduculair Oikopleura dioica) en de ecosysteem functie na te gaan.
Als steun voor de politieke beslissingen is het algemeen objectief nieuwe ecologische kennis en een verbeterde versie van het bestaande ecologisch model (3D-MIRO&CO) te bezorgen.
Met het oog op:
- voorspelling van de magnitude en de geografische verspreiding van de ongewenste algen bloei van Phaeocystis in de Zuidelijke Bocht van de Noordzee als respons op de variatie aan nutriënten lading en van de klimaatsverandering (Noord-Atlantica Oscillatie);
- De oorsprong en de bestemming van anthropogenische nutriënten in de Belgische kust zone, met de onderscheiding tussen de input van Atlantisch water, de Schelde, de IJzer en de Rijn, lokale pelagisch en bentisch recyclering, en export naar de aangrenzende zones.
Methodologie
De methodologie in het AMORE II Project betrekt en combineert het inzamelen van historische en nieuwe velddata, experimenten op het niveau van processtudies en numerieke tools.
Laboratorium en veld experimenten concentreren zich rond de mechanismen die het begin, de magnitude en de omvang van de algenbloei in de Zuidelijke Bocht van de Noordzee controleren, met als specifieke doelen het begrijpen van:
- de levensstrategie van Phaeocystis, gebaseerd op de identificatie van de wintervormen, en de volledige cyclus, met de hulp van hoge resolutie microscopische technieken, en moleculaire probes;
- de competitieve strategie tussen algen soorten (P.globosa, G.delicatula) en bacteriën voor het verbruik van P gedurende de bloei, met de hulp van zuiver geïsoleerde culturen waar immunofluorescentie en radioactieve technieken toegepast worden;
- de trofische rol van gelatineus plankton, gebaseerd op de kwantitatieve en kwalitatieve determinatie van sleutel organismen, hun dieet en voedingsfunctie
De numerieke experimenten zullen een verbeterde versie van de huidige 3D MIRO&CO ecologisch model bezorgen, teneinde het vermogen te vergroten van de voorspelling van de omvang van de bloei in respons tot terrestrische nutriënten en korte duur klimaatsveranderingen. Het omvat de uitbreiding van het geografisch domein, betere resolutie van forcing functies, upgrading van de MIRO biologische code, gebaseerd op nieuwe experimentele resultaten en data assimilatie, het bijvoegen van een module die de koolstof speciatie en CO2 lucht-zee uitwisseling beschrijft. Het gevalideerd model zal gebruikt worden, om de impact van nutriënt reductie politiek te evalueren op het matigen van algenbloei met het oog op gecontrasteerde klimaatscondities.
Interacties tussen de verschillende partners
De experimentele studies vallen volledig onder de verantwoordelijkheid van ULB-ESA en VUB-ECOL.
Experimenten in microbiële ecologie (nutriënten competitie en Phaeocystis levenscyclus) zullen door ULB-ESA uitgevoerd worden, met de hulp van Observatoire Océanologique de Banuyls voor de elektronen microscopie. Voorts zal ULB-ESA verantwoordelijk zijn voor het bijhouden van fytoplankton culturen, en zal hulp verlenen aan VUB-ECOL met experimenten met gelatineus plankton. KBIN-BMM zal verantwoordelijk zijn voor het verbeteren en het beheer van de numerieke code van het ecologisch model 3D-MIRO&CO, maar ook voor het verbeteren van het hydrodynamisch model. KBIN-BMM zal de hulp krijgen van ULB-ESA and van de Oregon State University voor de geoptimiseerde ecologische parametrisatie, interpretatie van model simulatie, en formulatie van scenario's voor model exploitatie. NIOO-CEME, dank zij zijn erkende internationale expertise zal de gevalideerde bentische diagenetische module bezorgen, en VUB-ECOL zal bijdragen in de parametrisatie van de gelatineus plankton dynamica.
Talrijke gezamenlijke bijeenkomsten tussen modellers en experimenteerders zijn voorzien om de relevantie van de biologische parametrisatie te verzekeren, en om het simulatievermogen te evalueren van ecologische tendensen in de Belgische kust zone.
Band met internationale programma’s
Amore draagt bij de objectieven van IGPB- LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone) en GEOHAB/EUROHAB (Harmful Algal Blooms) bij.
Verwachte resultaten en producten
Verbeterde kennis van de oorsprong en het determinisme van Phaeocystis bloeien in de Belgische kust zone, en hun verband met nutriënten lading.
Eerste estimatie van het trofisch status van gelatineus plankton in Belgische waters en hun verband met algen bloei.
Geoptimiseerde 3D ecosysteem model van Belgische en aangrenzende waters (Zuidelijke Noordzee, Oost-Engels Kanaal) , geschikt voor toepassing van het beheer van eutrofiëring (wat "als?" scenario's), wetenschappelijke begrijpen van het ecosysteem, en , dank zij het bijvoegen van de koolstof cyclus dynamica, toekomstige toepassing aangaande globale klimaatsverandering.
Partners
Activiteiten
ULB-ESA: Coördinatie, fytoplankton en bacterieplankton ecofysiologie, ecosysteem modelling
VUB-ECOL: Zooplankton ecologie
KBIN-BMM: Modelling
NIOO-CEME : Bentische diagenesis modelling
Oregon State University: Inverse modelling en data assimilatie
Observatoire Océanologique de Banuyls: fytoplankton taxonomie
Coördinaten
Promotor
Christiane Lancelot
Université Libre de Bruxelles (ULB)
Ecologie des Systèmes Aquatiques (ULB-ESA)
Campus de la Plaine, CP 221, Boulevard du Triomphe, B-1050 Brussel
Tel: +32 (0)2 650 59 88; Fax: +32 (0)2 650 59 93
lancelot@ulb.ac.be
Partners
Kevin Ruddick
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen - Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (KBIN-BMM)
Gulledelle 100, B-1200 Brussel
Tel: +32 (0)2 773 21 31; Fax: +32 (0)2 770 69 72
K.Ruddick@mumm.ac.be
http://www.mumm.ac.be
Marie-Hermande Daro
Vrij Universiteit Brussel
Laboratorium voor Ecologie en Systematiek (VUB-ECOL)
Pleinlaan 2, B-1050 Brussel
Tel: +32 (0)2 629 34 06; Fax: +32 (0)2 629 34 03
ndaro@vub.ac.be
Karline Soetaert
Nederlands Instituut voor Ecologie - Centrum voor Estuariene en Mariene Ecologie (NIOO-CEMO)
Korringaweg, 7, NL-4401 NT Yerseke
Tel: +31 (0)113 577 300; Fax: +31 (0)113 573 616
soetaert@cemo.nioo.knaw.nl
http://www.nioo.nl
Yvette Spitz
Oregon State University
College of Oceanic and Atmospheric Sciences, Corvallis
OR 97331, USA
Tel: +1 541 737 35 04; Fax: +1 541 737 20 64
yvette@coas.oregonstate.edu
http://www.coas.oregonstate.edu
Marie-Josèphe Chrétiennot-Dinet
Université P. & M. Curie, UMR-CNRS 7621 - Observatoire Océanologique de Banuyls
B.P. 44, F-66651 Banyuls-sur-mer
Tel: +33 (0)4 688 873 07; Fax: +33 (0)4 688 816 99
mjdinet@obs-banuyls.fr
Gerbruikerscomité
Het gebruikerscomité is samengesteld uit wetenschappers die actief aan onderzoek doen dat complementair is aan de expertise ontwikkeld in Amore en dat betrekking heeft tot het beheer van kusteutrofiëring.
Alain Ménesguen - Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la MER (IFREMER) - Centre de Brest - Frankrijk
Wanda Zevenboom - RWS-North Sea Directorat - Nederland
George Pichot - Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen - Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (KBIN-BMM)
Jan Mees - Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ)
Rudolf De Clerck - CLO-Department Zeevisserij
Magda Vincx - Universiteit Gent - Marine Biologie
Advanced modeling and research on eutrophication (AMORE II) : final report
Lancelot, Christiane - Rousseau, Véronique - Gypens, Nathalie ... et al Brussels : Belgian Science Policy, 2006 (SP1681)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
Bibliografische referenties :
