Onderzoeksproject EV/25 (Onderzoeksactie EV)
Context
TROPHOS bundelt de krachten van vijf Belgische instellingen (RUG-Mariene Biologie, KULeuven-Aquatische Ecologie, Instituut voor Natuurbehoud, BMM en VLIZ) en een Nederlands instituut (NIOO-CEMO, Yerseke) om een inzicht te verkrijgen in de processen die de hogere trofische niveaus in de Noordzee structureren. Dit zal toelaten om een betere inschatting te verkrijgen van de reacties van dit ecosysteem op antropogene druk of natuurlijke variaties. De koppeling tussen processtudies en de biodiversiteit van het ecosysteem kan gebruikt worden als basisinformatie voor het opstellen van een duurzaam beheer van mogelijke mariene reservaten op het Belgisch Continentaal Plat (BCP).
Beschrijving van het project
Doelstellingen
Het onderzoek binnen TROPHOS is geconcentreerd rond de studie van de processen die de hogere trofische niveaus in het Noordzee-ecosysteem sturen. Hierbij zal aandacht worden geschonken aan de volgende aspecten:
- Voedselwebinteracties die de bentische gemeenschappen structureren, zodat kan worden nagegaan hoe voedsel wordt omgezet in dierlijke biomassa. Verdere aandacht zal gaan naar de kringlopen binnen het bentische voedselweb.
- Dispersiemechanismen van sleutelsoorten op het BCP. Dit is van groot belang om de verspreiding te begrijpen van soorten die een pelagische fase in hun levenscysclus doormaken. Hierbij wordt rekening gehouden met het effect van sommige gedragspatronen (bijv. zwemmen, zinken, ...) om het mechanisme rond de verspreiding van soorten te achterhalen.
- Het belang van benthische gemeenschappen in het functioneren van het BCP. Er zal worden nagegaan of Phaeocystis een belangrijke voedselbron vormt voor het endobenthos. Metingen van het zuurstofverbruik van het benthos zullen toelaten om het totale benthische metabolisme in te schatten.
- Het internationaal belang van de Belgische kustwateren is voor zee- en kustvogels zeer groot. Aan de hand van de verspreidingspatronen van de voedselbronnen van de zeevogels (i.c. pelagische vis) zal een beter inzicht in ruimtelijke verspreiding bekomen worden. Daarnaast wordt aandacht geschonken aan de populatiedynamica van meeuwen en sternen in de voorhaven van Zeebrugge.
Methodologie
- Voedselwebinteracties: Deze studies zullen worden uitgevoerd door RUG-Mariene Biologie en NIOO-CEMO en worden voornamelijk geconcentreerd op het meiobenthos. Door middel van een maandelijkse bemonstering van twee stations, die een duidelijk verschillende voedselwebstructuur vertonen, wordt nagegaan hoe de samenstelling en de dichtheden van het meiobenthos veranderen als de primaire productie in de waterkolom verandert. Deze primaire produktie zal naar de bodem zinken en daar een belangrijke voedselbron voor het benthos vormen. Door de natuurlijke stabiele isotopen in de meiobenthos te vergelijken met die van het fytoplankton kan worden nagegaan of dit fytoplankton inderdaad geconsumeerd wordt. Veranderingen in bacteriële diversiteit zal worden nagegaan door middel van DGGE. Experimenten met aangerijkt en gemerkt voedsel (stabiele isotopen 13C en 15N) zullen worden uitgevoerd om de respons van het benthos op de sedimentatie van de voorjaarsbloei van het fytoplankton na te bootsen. Door middel van inverse modellering zullen de C-kringlopen in het benthos in kaart worden gebracht en zal het belang van het benthische aandeel in het metabolisme van het ecosysteem bepaald worden.
- Dispersiemechanismen van sleutelsoorten: Dit onderdeel van TROPHOS is een samenwerking tussen KULeuven, RUG en BMM. Zowel vislarven, postlarven van vissen en Mesopodopsis, tong en grondel zullen met aangepast staalnamemateriaal bemonsterd worden. Populatie-speciefieke levensgeschiedenis eigenschappen (bijv. fertiliteit, overleving, groei...) zullen verzameld worden. Genotypering vindt plaats met minstens 8 DNA microsatelietten per vis (KULeuven) of met SSCP gecombineerd met sequenering van een variabel aantal loci in de kern of de mitochondrieën (Mesopodopsis (RUG) en Gyrodactylus (KULeuven)). Het gedrag van de planktonische fazes van de vissen en Mesopodopsis zal gemodelleerd worden door middel van een gecombineerd 3-D hydrodynamisch model en een "particle tracking" model, dat door BMM ontwikkeld zal worden.
- Kust- en zeevogels: De studie naar de voedselbeschikbaarheid van zeevogels is een samenwerking tussen RUG en IN. Pelagische vissen zullen op 7 locaties op het BCP maandelijks worden verzameld met een MIC-net bij het oppervlak en bij de bodem. De staalnamefrequentie zal verminderen naar het einde van het project. De soortensamenstelling, lengteverdeling, abundantie, zooplanktondichtheden en een aantal omgevingsvariabelen zullen telkens bepaald worden. De verspreiding van de visdief, de grote stern, de alk, de zeekoet en de fuut zullen vergeleken worden met de horizontale distributie van hun prooisoorten. De maaginhoud van kadavers van zeekoet, alk en fuut die gevonden worden langsheen de kust, samen met die van vogels die per toeval in visnetten verzeild raken, zal worden onderzocht. Verder zal de populatiegrootte van zeevogels die broeden in de voorhaven van Zeebrugge, bepaald worden. De datum van eiafzet, leggrootte, predatiedruk, ontluikingssucces, groei en overleving zal bepaald worden. Het verblijf op het nest en de tijd nodig om te fouragen wordt gemeten. Verder zal de voedselopname en de dieetsamenstelling van kuikens van de visdief en de grote stern gevolgd worden vanuit schuilhutten. De voedselsamenstelling van adulte sternen wordt nagegaan aan de hand van otolithen en andere voedselresten in hun uitwerpselen. De variatie in samenstelling van dit voedsel zal worden vergeleken met de variabiliteit van de voedselbeschikbaarheid, zoals blijkt uit de maandelijkse staalnames. Ringgegevens van visdief, grote stern, zilermeeuw en kleine mantelmeeuw zullen worden geanalyseerd om migraties tussen kolonies na te gaan.
Interacties tussen de verschillende partners
In dit project worden sterke interacties tussen de verschillende partners voorzien. Het luik waarin de bentho-pelagische koppeling wordt onderzocht is een intense samenwerking tussen RUG en CEMO, terwijl het VLIZ hier voor de nodige boottijd zorgt aan boord van hun onderzoeksschip de Zeeleeuw. Staalnamecampagnes zullen gezamenlijk worden uitgevoerd, en ook het experimenteel onderzoek wordt verricht door onderzoekers van beide instellingen. KULeuven en RUG zullen samen instaan voor het onderzoek naar de dispersiemechanismen van soorten met pelagische levensstadia. In samenwerking met BMM zullen deze mechanismen dan gemodelleerd worden. IN en RUG zullen samen het onderzoek verrichten naar de causale aspecten die de verdeling van zeevogels bepalen: RUG zal de vissen verwerken, terwijl op het IN de vogeldata worden geanalyseerd.
Databeheer en disseminatie van de resultaten: Het VLIZ is verantwoordelijk voor het databeheer en de valorisatie en exploitatie van de data. Door de ontwikkeling van databanken en websites zullen gegevens, verzameld binnen het project, publiekelijk bekend gemaakt worden. Verder zal het VLIZ modaliteiten en technische oplossingen voor de uitwisselingen van data tussen de verschillende partners binnen het project uitwerken.
Band met internationale programma’s
- DIVERSITAS (ICSU, SCOPE, IUBS, IUMS, UNESCO-MAB).
- GBP (International Geosphere - Biosphere Programme).
- LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone, IGBP, ICSU).
Verwachte resultaten en/of producten
- Wetenschappelijke resultaten zullen worden gepubliceerd in de wetenschappelijke literatuur.
- Data omtrent het benthos en de zeevogels op het BCP, zullen publiek gemaakt worden via de website. Een atlas met verspreidingskaartjes zal tevens beschikbaar zijn;
- Monitoringsprogramma’s voor de potentiële mariene reservaten zullen worden opgesteld.
- Bio-indicatoren en -gemeenschappen voor antropogene invloeden zullen worden vooropgesteld en getest.
- Een gedetailleerde beschrijving van de voedselwebinteracties tussen de hogere trofische niveaus van de Noordzee zal voor de eerste keer worden beschreven.
- De koppeling tussen hydrodynamische modellen en dispersiemechanismen van geselecteerde soorten zal worden verklaard.
- Populatiedynamische gegevens van meeuwen en sternen zullen helpen om criteria voor te stellen voor de bescherming van speciale gebieden, habitaten en soorten.
- De resultaten zullen worden bekend gemaakt aan het grote publiek, eindgebruikers, overheid,...
Partners
Activiteiten
- RUG-Sectie Mariene Biologie: algemene coördinatie, diversiteit, densiteit en biomassa van het meiobenthos, diversiteit van de bacteriegemeenschappen, stabiele isotopen.
- NIOO-CEMO: experimenteel werk met stabiele isotopen, modelleren van de voedselweb-kringlopen.
- KULeuven-Aquatische Ecologie: Levensgeschiedenis en dispersie van organismen met pelagische levensstadia.
- BMM: ontwikkelen van een dispersiemodel voor organismen met pelagische levensstadia.
- IN: Causale aspecten van de verspreiding van zeevogels.
- VLIZ: Databeheer, valorisatie en exploitatie van de resultaten.
Coördinaten
Promotor
Magda Vincx
Universiteit Gent (RUG)
Vakgroep Biologie - Sectie Mariene Biologie
K.L. Ledeganckstraat 35, B-9000 Gent
Tel: + 32 (0)9 264 52 10; Fax: +32 (0)9 264 53 44
magda.vincx@rug.ac.be
http://allserv.rug.ac.be/~gdsmet/MarBiolwebsite
Partners
Carlo Heip
Nederlands Instituut voor Ecologie
Centrum voor Estuariene en Mariene Ecolo (NIOO-CEMO)
Korringaweg 7, NL-4401 NT Yerseke
Tel: +31 (0)113 577 300; Fax: +31 (0)113 573 616
heip@cemo.nioo.knaw.nl
http://www.nioo.nl
Filip Volckaert
Katholieke Universiteit Leuven (KULeuven)
Laboratorium Aquatische Ecologie
Ch. De Bériotstraat 32, B-3000 Leuven
Tel: +32 (0)16 32 39 66; Fax: +32 (0)16 32 45 75
filip.volckaert@bio.kuleuven.ac.be
http://www.kuleuven.ac.be/bio/eco/index.php
Eckhart Kuijken
Instituut voor Natuurbehoud
Kliniekstraat 25, B-1070 Brussel
Tel: +32 (0)2 558 1811; Fax: +32 (0)2 558 18 05
eckhart.kuijken@instnat.be
http://www.instnat.be
Jan Mees
Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ)
Vismijn, Pakhuizen 45-52, B-8400 Oostende
Tel: +32 (0)59 34 21 33; Fax: +32 (0)59 34 21 31
jan.mees@vliz.be
http://www.vliz.be
Georges Pichot
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN)
Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (BMM)
Gulledelle 100, B-1200 Brussel
Tel: +32 (0)2 773 21 11; Fax: +32 (0)2 770 69 72
g.pichot@mumm.ac.be
http://www.mumm.ac.be
Gebruikerscomité
Bernard De Putter - AWZ-WWK
Georges Pichot - BMM
Christiane Lancelot - ULB-ESA
Walter Roggeman - Natuurpunt
Higher trophic levels in the Southern North Sea (TROPHOS) : final report
Vanaverbeke, J. - Franco, M. - Remerie, T.... et al Brussels : Federal Science Policy, 2007 (SP1796)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
Bibliografische referenties :
