Onderzoeksproject MN/DD1/002 (Onderzoeksactie MN)
Het kustwater van de Noordzee ontvangt via de Schelde en de atmosfeer grote hoeveelheden nutriënten van antropogene oorsprong. Deze aanvoer van nutriënten veroorzaakt kusteutrofiëring, die zich uit in ongewenste wijzigingen in het planktonisch trofisch netwerk. Een zichtbaar effect hiervan is tijdelijke accumulatie van vies, onwelriekend schuim op de stranden. Het is momenteel dan ook, zowel nationaal als internationaal, een prioritaire bekommernis om voor de komende generaties een duurzame ontwikkeling van zowel de natuurlijke hulpbronnen als de waterkwaliteit van de Noordzee te garanderen. In de landen langsheen de Noordzee zijn reeds nationale en internationale richtlijnen betreffende waterzuivering en landbouwontwikkelingen, die een reductie van de nutriëntenafvoer naar zee bewerkstelligen, van kracht. Nochtans ontbreekt het momenteel aan voldoende wetenschappelijke kennis om precies uit te maken welke mate van reductie in nutriëntenafvoer noodzakelijk is en welke nutriënten (ammonium, nitraat en/of fosfaat) prioritair moeten worden gereduceerd.
Het Project
Doel
Het onderzoeksproject draagt bij tot het op punt stellen van een geïntegreerde onderzoeksstrategie aangaande de interactie tussen continent en kustwaterzone. De bedoeling is om de graad van eutrofiëring van de Noordzee te bepalen en de hieruit voortvloeiende ongewenste effecten te kunnen voorspellen. Het uiteindelijk doel is het verkleinen van de wetenschappelijke onzekerheidsmarge die momenteel het beleid omtrent eutrofiëring en bescherming van het natuurlijk milieu van de Noordzee bemoeilijkt.
Vragen die zich stellen in verband met het milieu
Wat is de natuurlijke capaciteit van het plankton in de Noordzee om de overmaat aan nutriënten, die er tengevolge van menselijke activiteit in terecht komen, te verwerken?
Hoe sterk moet de afvoer van nutriënten gereduceerd worden om het ecosysteem voor nefaste gevolgen te beschermen?
Wat is de relatieve bijdrage van enerzijds natuurlijke processen en anderzijds menselijke activiteiten aan de eutrofiëring en in hoeverre hebben deze een synergistisch effect?
Methoden
Het oprichten van een permanent monitoringpunt moet het mogelijk maken de evolutie van de kwaliteit van de kustwateren van de Noordzee te volgen, snel ieder voorteken van een mogelijke verstoring te detecteren en de positieve of negatieve resultaten van de toepassing van nieuwe reglementeringen omtrent waterzuivering te evalueren.
Het gekozen bemonsteringsstation 330 ligt zo'n 20 km van de kust, ter hoogte van Oostende, en wordt beïnvloed door de watertoevoer vanuit de Schelde. Dit punt wordt door de ULB-GMMA sinds 1988 bemonsterd in het kader van de nationale Geconcerteerde Onderzoeksacties in de Oceanografie en het Impulsprogramma Zeewetenschappen en het Europese programma Leefmilieu (project Phaeocystis). De verkregen resultaten tonen aan dat het station 330 gevoelig is voor alle verstoringen, zowel van natuurlijke (bijvoorbeeld meteorologische omstandigheden) als van antropogene oorsprong. De monitoring zal nu dankzij de samenwerking met de VUB-ECOL uitgebreid worden tot het tweede niveau van de trofische keten (het zoöplankton).
Het onderzoek is erop gericht die structurerende mechanismen in het trofisch netwerk, die reageren op veranderingen in de nutriëntenaanvoer, te achterhalen.
Volgende twee vragen zullen aan de hand van processtudies, zowel in laboratoriumcondities als in het natuurlijk milieu, prioritair worden behandeld:
- Hoe verandert de structuur van de fytoplanktongemeenschap bij verandering van nutriëntenaanvoer?
- Hoe reageert het tweede trofisch niveau, het zoöplankton, op deze veranderingen in de fytoplanktongemeenschap?
De verkregen gegevens zullen worden geïntegreerd in een mathematisch model. Dit koppelt een hydrodynamisch model met fijne resolutie, dat de verspreiding van de Schelde-afvoer in de kustzone simuleert, met een mechanistisch biochemisch model. Dit laatste is een verbeterde versie van het MIRO-model dat werd opgesteld aan de hand van reeds eerder uitgevoerde processtudies.
MIRO is een ecologisch model dat werd ontwikkeld door de ULB-GMMA. Het beschrijft de dynamiek van de Phaeocystis-bloei in de kustgebieden van de Noordzee in functie van de nutriëntentoevoer vanuit de rivieren. Alhoewel reeds operationeel heeft het model nog een aantal zwakke punten: met name de zwakke resolutie wat de hydrodynamische processen en het sedimenttransport betreft. Ook zijn een aantal fysiologische factoren onvoldoende gekend omdat geschikte technieken om ze te meten nog ontbreken. Het wegwerken van deze onzekerheden zal de belangrijkste taak van de BMM zijn, in samenwerking met de ULB-GMMA.
Verwachte concrete resultaten
Een lijst van fysico-chemische en biologische indicatoren die een snelle diagnose van probleemsituaties toelaten zal worden samengesteld. Tevens dienen deze indicatoren om belangrijke trofische veranderingen en hun nefaste gevolgen in de Belgische kustzone te voorzien. Een "groen boekje" met een overzicht van de indicatoren en een handleiding voor staalnames en analyses zal gepubliceerd worden.
Men zal komen tot een gevalideerd mathematisch model dat als wetenschappelijk instrument kan gebruikt worden om het verloop van de eutrofiëring in de Belgische kustzone en naburige zones te voorspellen. Dit model zal richtinggevend werken voor beslissingen omtrent de reductie van nutriëntentoevoer naar zee.
Een databank van fysico-chemische en biologische gegevens, verzameld sinds 1988 op het station 330 van het Belgische monitoringnet, zal bruikbaar zijn voor (i) de lange termijn evaluatie van trofische veranderingen in het ecosysteem, (ii) de validatie van het mathematisch model en (iii) de evaluatie van de reeds verkregen en te verwachten resultaten van het waterzuiveringsbeleid.
De Partners
De coördinator, de Groupe de Microbiologie des Milieux Aquatiques (ULB-GMMA) van de Université Libre de Bruxelles (Dr. C. Lancelot) is internationaal erkend als expert op het vlak van eutrofiëring in kustgebieden. De medewerkers van dit laboratorium namen in 1988 het initiatief voor de monitoring op het "station 330" en ontwierpen het MIRO-model.
Het Laboratorium voor Ecologie en Systematiek (VUB-ECOL) van de Vrije Universiteit Brussel (Dr. M. Tackx) is reeds 20 jaar gespecialiseerd in onderzoek naar de dynamiek en de trofische rol van zoöplankton.
De Beheerseenheid van het Mathematisch Model van de Noordzee (BMM) (Dr. Ir. G. PIchot) is actief op het vlak van de modellering en vormt de schakel tussen het wetenschappelijk onderzoek en de beleidsondersteuning.
Voor meer informatie:
Groupe de Microbiologie des Milieux Aquatiques (ULB-GMMA)
Campus de la Plaine CP 221, Boulevard du Triomphe, 1050 Brussel
Tel: (02) 650 59 88 Fax: (02) 650 59 93 E-mail: lancelot@ulb.ac.be
Study and modeling of eutrophication-related changes in coastal planktonic food-webs : final report
Lancelot, Christiane - Rousseau, Véronique - Becquevort, Sylvie ... et al Brussels : Federale Science Policy, 2004 (SP1382)
[Om te downloaden]
[Uitgeput]
