Ontwikkeling van waterplanten in Westeinderplassen en Nieuwe Meer

Transcriptie

1 Ontwikkeling van waterplanten in Westeinderplassen en Nieuwe Meer Wat is de rol van de aanwezigheid van een zaadbank en begrazing? OPDRACHTGEVER: RIJNLAND: MET MEDEWERKING VAN BART SCHAUB (PROJECTLEIDING), FRANK VAN SCHAIK, LUCIENNE VUISTER AQUON: MET MEDEWERKING VAN WOUTER BALSTER EN TON VAN SCHIE OPDRACHTNEMER: AQUATISCH KENNISCENTRUM WAGENINGEN (AKWA) PROJECTNUMMER: 7662 NIOO-REFERENTIE: 2015-XX 1

2 COLOFON AUTEURS: DR. L.N. DE SENERPONT DOMIS (AKWA, NIOO-KNAW/WUR) DR. E.S. BAKKER (NIOO-KNAW) CONTACT: L.N. DE SENERPONT DOMIS AQUATISCH KENNISCENTRUM WAGENINGEN AFDELING AQUATISCHE ECOLOGIE, NIOO-KNAW 2

3 Aanleiding...4 Onderzoeksaanpak...6 Gebiedsbeschrijving...7 Kiemproeven...9 Opzet...9 Resultaten Kooiproeven Opzet Resultaten Fysische-chemische parameters Vegetatieontwikkeling Conclusies Kiemproeven Kooiexperimenten Discussiepunten Aanbevelingen Proefopzet Algemeen Gebruikte literatuur Foto s Nieuwe Meer Westeinderplassen

4 Aanleiding Waterplanten zijn essentieel voor de door de Kader Richtlijn Water (KRW) beoogde goede ecologische waterkwaliteit. De KRW-waterlichamen Nieuwe Meer en de Westeinderplassen laten ondanks verbeteringen in het onderwaterlichtklimaat tot 2012 (Fig. 1) niet de gewenste toename in (ondergedoken) waterplanten zien. Nieuwe Meer Westeinderplassen 5,0 A 5,0 B 4,0 4,0 Doorzicht (m) 3,0 2,0 1,0 Doorzicht (m) 3,0 2,0 0,0 1, , Datum Datum Y= *X (P<0.0001) KRW-norm Y= *X (P < ) KRW-norm Doorzicht Figuur 1: Doorzicht in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B) gemeten in de periode Op basis van een bureaustudie heeft Witteveen+Bos in 2013 een aantal factoren naar voren gebracht die volgens door hen geraadpleegde experts debet zouden kunnen zijn aan het uitblijven van herstel van de onderwatervegetatie in beide waterlichamen (zie Tabel 1). Tabel 1: Mogelijke stuurfactoren in het uitblijven van herstel in de Nieuwe Meer en de Westeinderplassen (++= waarschijnlijk, += mogelijk, - = onwaarschijnlijk Factor Nieuwe Meer Westeinderplassen Bodemwoelende vis Toxiciteit waterbodem (sulfide) + ++ Geschiktheid substraat - ++ Vraat + + Scheepvaart + + 4

5 Het NIOO is gevraagd te onderzoeken of de aan- of afwezigheid van kiemkrachtig zaad of stukjes van planten in de waterbodem, en de aanwezigheid van bodemwoelende vis en/of vraat een rol spelen in de vegetatieontwikkeling in de Nieuwe Meer en de Westeinderplassen. Dit zijn twee waterlichamen van de meer dan veertig waterlichamen. Verklaringen en kennis die uit dit onderzoek naar boven komen kunnen worden gebruikt voor andere watersystemen. 5

6 Onderzoeksaanpak In dit onderzoek zijn gedurende met behulp van lab en veld experimenten twee vragen beantwoord: 1. Wordt het herstel van de (ondergedoken) waterplanten beperkt door beperkte kiemkracht van de zaadbank? Herkolonisatie vanuit de zaadbank kan een belangrijke rol spelen in het herstel van ondergedoken waterplanten(van den Berg et al., 2001; Hilt et al., 2006). De aanwezigheid van kiemkrachtige propagulen in voldoende dichtheid is hierbij een vereiste. Propagulen zijn delen van een plant waaruit een nieuwe plant kan ontstaan, bijvoorbeeld zaad, een knop, een wortelstok, een spruit of een spore. De kiemkracht van de propagulebank is door het NIOO onderzocht met behulp van kiemexperimenten, waarbij bodemmonsters afkomstig uit boorkernen uit de twee waterlichamen in de zomer van 2014 gedurende twee maanden zijn blootgesteld aan optimale kiemomstandigheden. 2. Wordt het herstel van de (ondergedoken) waterplanten beperkt door de aanwezigheid van bodemwoelende vissen en/of vraat? Bodemwoelende vis zoals brasem kan het herstel van de watervegetatie tegenhouden door: (1) ontworteling van jonge plantenscheuten; (2) het bedekken van de zaadbank met substraat, (3) het verslechteren van het onderwater lichtklimaat door het in suspensie brengen van fijn bodemmateriaal (Threinen & Helm, 1954); (4) het bevorderen van fosfaatnalevering uit de bodem met verhoogde kans op algenbloei en lichtlimitatie voor de ondergedoken waterplanten (Jeppesen et al., 1997). Met behulp van kooiexperimenten is in de zomer van 2015 het effect van bodemwoelende vis en/of vraat door watervogels, vis of muskusratten op het herstel van de watervegetatie door NIOO- AKWA in Nieuwe Meer en Westeinderplassen nader onderzocht. 6

7 Gebiedsbeschrijving Beide waterlichamen zijn uitgebreid beschreven in het rapport Afwezigheid van vegetatieontwikkeling bij voldoende licht? van Witteveen + Bos (Puts, 2013), en in gebiedsdocumenten van Rijnland over beide waterlichamen (Kamp- van Hest, 2013; Torenbeek, 2013). In Tabel 2 zijn een aantal van de belangrijkste kenmerken van beide waterlichamen samengevat. Beide waterlichamen hebben-niettegenstaande de verbeteringen in het onderwaterlichtklimaat- een te hoge nutriëntenbelasting, resulterend in hoge totaal-p en totaal-n in de zomer. Tabel 2: Overzicht van waterlichaamkenmerken Nieuwe Meer en Westeinderplassen, gebaseerd op gegevens uit periode (Bron gegevens KRW monitoring Rijnland, (Kamp- van Hest, 2013; Puts, 2013; Torenbeek, 2013)) Kenmerk Eenheid Nieuwe Meer Westeinderplassen Administratief KRW-type M20: Matig grote gebufferde meren M27: Matig grote, ondiepe laagveenplassen Zwemwaterfunctie Ja Ja Hydromorfologie Oppervlakte Ha Gemiddelde/maximale M 31/14 2.8/4 diepte Verblijftijd Maand Bodemtype Zand Veen Talud Steil 2% NVO, rest steil Fysisch-chemisch Doorzicht (2014) m Externe P- g/m 2 /jaar 2/ /0.2 belasting/kritische P belasting Totaal-P mg/l (zomergemiddelde 2014) Totaal-N mg/l (zomergemiddelde 2014) Biologie Chlorofyl-A µg/l (gemiddeld April-Sept 2014) Watervegetatie (2014) % Oevervegetatie (2014 % Zebra of Quagga mossel Ja Ja Biomassa vis (totaal) Kg/ha Biomassa bodemwoelende vis 1 Kg/h Viswatertype 1 benthivore vis > 26cm Blankvoorn-brasem-diepwatertype brasem-snoekbaars viswatertype 7

8 De Nieuwe Meer (Fig. 2)is een diepe recreatieplas vlakbij Amsterdam, en is ontstaan door zandwinning in de jaren 70. De bodem is mogelijk verontreinigd doordat het westelijk deel in de jaren 80 als slibdepot heeft gefungeerd. Om blauwalgengroei tegen te gaan zijn er beluchters aangelegd, die in de zomermaanden de waterkolom verticaal mengen. Ook wordt er koud water uit de dieper gelegen waterdelen (hypolimnion) onttrokken door NUON, om bedrijfspanden langs de zuidas te koelen. De bodem bestaat uit zand met veel puinresten. Er is een vrij steil talud over vrijwel de gehele lengte van de oever. Door de positionering en de langgerekte vorm van de plas heeft de Nieuwe Meer een vrij grote strijklengte. Een hoge strijklengte zorgt er voor dat bij veel wind opwerveling van bodemdeeltjes plaatsvindt in de ondiepere gedeeltes van de plas. Figuur 2: Luchtfoto van de Nieuwe Meer De Westeinderplassen (Fig. 3)is een ondiep waterlichaam, ontstaan door veenafgraving. Het maakt deel uit van het Rijnlandse boezemstelsel en staat in directe verbinding met de Ringvaart. Er vindt veel recreatievaart plaats. Slechts een beperkt gedeelte van de oeverlengte heeft een glooiend talud door de aanleg van natuurvriendelijke oevers (zuidwestoever), langs het overgrote deel van de oever is het talud echter veel steiler. In het zuidwestelijk deel komt een uitgebreid zudden-(drijvende rietvelden) gebied voor. Uit onderzoek is gebleken dat dit een belangrijk habitat vormt voor een meervalpopulatie. Ook de Westeinderplassen heeft een grote strijklengte. 8

9 Figuur 3: Luchtfoto van de Westeinderplassen Kiemproeven Opzet Om de kiemkracht van de bodem in Nieuwe Meer en Westeinderplassen te bepalen is in de zomer van 2014 een kiem experiment uitgevoerd in de kassen van het NIOO. Hiertoe zijn door Aquon op 30 mei 2014 in zowel de Nieuwe Meer (Fig. 4) als de Westeinderplassen (Fig. 5) boorkernen gestoken. De locaties van de boorkernen (BP) liggen vlakbij de KRW monitoring punten (KRW). In juli 2014 heeft Aquon op elk van deze KRW punten ook een waterplantenmonitoring uitgevoerd. Figuur 4: Overzichtskaart van de locaties (5) van de grondboring (BP) en de reguliere KRW (KRW) monitoring in Nieuwe Meer 9

10 Figuur 5: Overzichtskaart van de locaties (6) van de grondboring (BP) en de reguliere KRW (KRW) monitoring in Westeinderplassen Op elke locatie zijn op 30 mei 5 kernen gestoken met een multisampler of zuigboor afhankelijk van de hardheid van het sediment. Van deze elk van deze kernen is vervolgens de diepte van de bovenliggende waterlaag, de dikte van de sliblaag en het hoofd bestanddeel van het sediment genoteerd. Vervolgens is van elke gemonsterde boorkern de bovenste 10 cm genomen en per boorpuntlocatie gemengd. Deze mengmonsters zijn vervolgens op 3 juni 2014 naar het NIOO getransporteerd en bewaard bij 4 C in het donker tot de aanvang van de experimenten op 5 en 6 juni De kiemexperimenten zijn uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden in de kasfaciliteiten van het NIOO gedurende 9 weken van 5/6 juni tot 8 augustus (temperatuur dag (16 uur) 21 C, nacht (8 uur) 16 C, natuurlijk daglicht). Hiertoe is van elk boorpuntlocatie 1 L sediment na homogenisatie- verdeeld over 4 plastic containers (10 cm breedte x 15cm lengte x 9 cm hoogte). Elke container is vervolgens aangevuld met kraanwater, zodat de sedimentlaag in de plastic containers een bovenliggende waterlaag had van ± 3cm. Om verdamping te compenseren is gedurende de duur van het experiment drie keer per week deze waterlaag aangevuld met kraanwater. Op deze dagen werd tevens gecheckt of nieuwe zaailingen uit de sedimentlaag waren opgekomen. Om de blauwalgenbloei (Anabaena met heterocysten) die ontstond in de containers met Nieuwe Meer sediment tegen te gaan is het bovenliggende water vanaf juli op drie momenten voor de helft vervangen met kraanwater. Resultaten De boorkernen van Nieuwe Meer hadden een bovenliggende waterkolom variërend van 105 cm tot 160 cm. De sliblaag had een grijze of bruine kleur. Op een aantal plaatsen was de sliblaag bijgemengd met donkerder materiaal, wellicht door zuurstofarme omstandigheden. De bodem onder het sediment bestond in vrijwel alle kernen uit zand. 10

11 De boorkernen van Westeinderplassen hadden een bovenliggende waterkolom variërend van 95 cm tot 140 cm. De sliblaag had een grijze, bruine of zwarte kleur. Op een locatie (BP 76) was geen sliblaag aanwezig De bodem onder het sediment bestond in vrijwel alle kernen uit veen. De vegetatieopname uit juli 2014 (Fig. 6) laat zien dat zowel in Nieuwe Meer als de Westeinderplassen de vegetatiebedekking erg locatie afhankelijk is, en over het algemeen laag is. Belangrijk is om hierbij op te merken dat het hier om de totale watervegetatie gaat, niet slechts de ondergedoken waterplanten. Nieuwe Meer Westeinderplassen Gemiddelde vegetatiebedekking (%) A Gemiddelde vegetatiebedekking (%) B KRW4_1 KRW4_3 KRW4_5 KRW4_7 KRW4_8 KRW7_1 KRW7_2 KRW7_3 KRW7_4 KRW7_5 KRW7_6 KRW monitoring locatie KRW monitoring locatie Figuur 6: Gemiddelde vegetatiebedekking in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B) door Aquon met de kijkbuis gemonitord in juli 2014 In de Nieuw Meer is de dominante vegetatie op de meeste KRW monitoring locaties Nuphar lutea (gele plomp), op KRW4_08 wordt daarnaast ook relatief veel Phragmites australis (riet) gevonden (Fig.7). 11

12 Figuur 7: Dominante vegetatie in de Nieuwe Meer gevonden in de door Aquon uitgevoerde monitoring in juli Percentages zijn gemiddelde vegetatiebedekking op de KRW monitoring locatie. Nuphar lutea is een drijvende waterplant die zich zowel via zeer kortlevend zaden (< 1 jaar) als via afgebroken wortelstokken kan verspreiden. De soort is kenmerkend voor matig voedselrijk tot voedselrijk water, en komt vaak voor op een modderige bodem, alhoewel de waterbodem in Nieuwe Meer juist door zand gekenmerkt wordt. In de Westeinderplassen wordt in de westhoek de vegetatie gedomineerd door Elodea nuttallii (smalle waterpest; Fig. 8). Elodea nuttallii is een ondergedoken waterplant, oorspronkelijk afkomstig uit Noord-Amerika en kan zich explosief verspreiden door het afbreken van plantfragmenten. Kieming uit zaad komt in Nederland niet voor omdat hier alleen vrouwelijke planten voorkomen. De soort is kenmerkend voor voedselrijk water. In de noordhoek wordt de vegetatie gedomineerd door Typha angustifolia (kleine lisdodde). Typha angustifolia is een emergente waterplant, die zich via wortelstokken verspreid die zowel in de bodem als drijvend in het water kunnen groeien. Daarnaast heeft Typha angustifolia zaad dat onder water kan kiemen waarmee het zich kan vestigen. De soort is kenmerken voor matig voedselarm tot voedselrijk water. 12

13 Figuur 8: Dominante vegetatie in de Westeinderplassen gevonden in de door Aquon uitgevoerde monitoring in juli Percentages zijn gemiddelde vegetatiebedekking op de KRW monitoring locatie. De kiemproeven in de zomer van 2014 uitgevoerd in de kassen van het NIOO laten zien dat de kiemkracht van het sediment afkomstig uit de door Aquon geboorde kernen (Fig. 9) heel laag was. Uit het sediment afkomstig uit BP70 in de Nieuwe Meer kwam op ongeveer drie weken na aanvang van het experiment vier planten Zanichellia palustris subsp.palustris op. Zanichellia palustris subsp.palustris is een eenjarige soort, waarvan het zaad langlevend is. De soort is kenmerkend voor matig tot zeer voedselrijke waterbodems, en wordt gezien als pionier soort. In augustus kwam uit de bodem afkomstig uit BP69 een Juncus bufonius (greppelrus) scheut op, terwijl uit BP70 Juncus articulatus (zomprus) omhoogkwam. Uit BP 71 kwam in augustus een scheut Poa palustris (moerasbeemdgras) omhoog. Vanaf 1 juli kwam de filamenteuze stikstoffixerende blauwalg Anabaena in alle containers voor. Dit is geprobeerd tegen te gaan door het bovenliggende water in de containers te spoelen (zie opzet Kiemproeven). 13

14 Figuur 9: Overzichtskaart van de sedimentlocaties in de Nieuwe Meer waar in het in de NIOO kassen uitgevoerde kiemexperiment planten uit het sediment opkwamen. Ook in de Westeinderplassen was de kiemkracht van het sediment zeer laag. In de Westeinderplassen kwam alleen in het sediment afkomstig uit BP75 1 scheut Typha angustifolia (kleine lisdodde) op. (Fig. 10). De lage kiemkracht van het sediment in beide waterlichamen wijst er op dat de propagulen slechts in zeer kleine hoeveelheden voorkomen of zelfs afwezig zijn in het sediment. Lage dichtheden van propagulen in het sediment zijn belemmerend voor de terugkeer van waterplanten in een systeem (Van den Berg et al., 2001; Hilt et al., 2006). Figuur 10: Overzichtskaart van de sedimentlocaties in de Westeinderplassen waar in het in de NIOO kassen uitgevoerde kiemexperiment planten uit het sediment opkwamen. 14

15 Kooiproeven 15

16 Opzet Om het effect van bodemwoelende vis en vraat op de waterplantenvegetatie te onderzoeken zijn in april 2015, kooiproeven ingezet in Nieuwe Meer (17 april 2015); Westeinderplassen (14&15 april 2015) en Reeuwijkse plassen (16 april 2015). De resultaten van de kooiproeven in de Reeuwijkse plassen zijn in een aparte memo beschreven. Om het effect van bodemwoelende vis te scheiden van het effect van vraat zijn naast volledig gesloten graaskooien (Fig. 11A,), ook matten (Fig. 11B,) geplaatst. Om de natuurlijke ontwikkeling van de waterplanten te volgen zijn op elke locatie ook referentiepalen geplaatst. A B = Myriophyllum spicatum (aarvederkruid) Figuur 11: Ontwerp van kooi (A) en mat (B) 16

17 De kooien zijn gemaakt van kippengaas (gaasmaat 25x0.8mm), wat afdoende is om gewervelde grazers zoals vis, watervogels en muskusratten uit te sluiten, maar ongewervelde grazers zoals de Amerikaanse rivierkreeft niet. Het volledig uitsluiten van ongewervelde grazers is niet mogelijk zonder gebruik te maken van fijnmazig gaas, wat bij dergelijke langdurige experimenten (>maand) kan leiden tot volledig dichtgroeien door perifyton. Omdat de kiemexperimenten uit 2014 hebben laten zien dat de beperkte aanwezigheid van propagulen in de zaadbank mogelijke een belemmerende factor is voor vegetatie ontwikkeling, zijn er ook 6 bakjes met waterplanten ingezet op zowel de matten als de kooien. Aangezien vanwege het relatief koude voorjaar niet voldoende stekmateriaal aanwezig was uit het veld, is gekozen om het entmateriaal, Myriophyllum spicatum (aarvederkruid) te betrekken van een kweker (Zuurstofplantgigant). Elk van de potjes is verzwaard met gebiedseigen sediment, en vervolgens geënt met een 16cm lange ent van Myriophyllum spicatum. De constructie met 6 bakjes is met touwen verankerd aan een van de hoekpalen van de mat dan wel kooi. Enten van de waterplanten vond plaats op 21 mei (Westeinderplassen en op 11 juni (Nieuwe Meer). Om de resultaten statistisch te kunnen onderbouwen is elke behandeling, 6 keer gerepliceerd. De kooien zijn in elk van de drie plassen geplaatst op locaties waar eerder vegetatieopnamen lieten zien dat vegetatieontwikkeling het meest kansrijk is (zie Fig. 12, overzichtskaart van de geplaatste kooibehandelingen in Nieuwe Meer, en Fig. 13, overzichtskaart van de geplaatste kooibehandelingen in de Westeinderplassen). Om lichtdoordringing in de waterkolom niet op voorhand een beperkende factor te laten zijn voor de vegetatieontwikkeling, zijn de kooien geplaatst op maximaal 1.25 m waterdiepte. Tijdens het plaatsen van de kooien werd duidelijk dat in Nieuwe Meer, de combinatie van glooiend talud, en geschikt substraat een beperkende factor zou kunnen zijn voor vegetatieontwikkeling, aangezien veel potentiele locaties in Nieuwe Meer ofwel te diep of wel ongeschikt substraat hadden (zand met grote puinbrokken). In de Westeinderplassen was opvallend dat de sliblaag relatief dik was ( ± 50 cm). In beide plassen hebben we de ruime aanwezigheid van driehoeksmosselen geconstateerd. Door Aquon zijn in de periode april-september om de zes weken met behulp van een waterkijker vegetatieschattingen gemaakt in de kooibehandelingen (percentage bedekking van het bodemoppervlak van de behandeling). Tijdens de vegetatieopnamen zijn ook bijzonderheden genoteerd, zoals de aanwezigheid van vissen in nabijheid van de behandelingen, of de aanwezigheid van dode vissen. Daarnaast heeft Aquon in een parallelle veldwerkcampagne, ook een aantal fysischchemische parameters gemeten in de kooibehandelingen, te weten: totaal stikstof, totaal fosfor, licht extinctie in de waterkolom, monsterdiepte, temperatuur en zuurgraad. Volgend op de laatste vegetatieopname door Aquon (Nieuwe Meer uitgezonderd, hier is de laatste vegetatie door AKWA/NIOO gedaan tijdens het uithalen van de kooien), zijn de kooibehandelingen afgebroken op 31 augustus (Nieuwe Meer) en 3 september (Westeinderplassen). Op elke locatie is in een cilinder met een vast oppervlak (0.21 m 2 ) al snorkelend- de aanwezige vegetatie bovengronds geoogst. Ook is het in de potjes aanwezige entmateriaal bovengronds geoogst. De vegetatie is vervolgens in plastic zakken naar het NIOO lab vervoerd en bij 4 C gekoeld in het donker bewaard. Zo snel mogelijk is het plantenmateriaal gespoeld, gesorteerd op soort, behandeling en locatie. Na tenminste drie dagen drogen in een droogstoof bij 60 C, is van dit materiaal het drooggewicht bepaald. 17

18 Figuur 12: Overzichtskaart locaties referenties, matten en kooien in Nieuwe Meer Figuur 13: Overzichtskaart locaties referenties, matten en kooien in Westeinderplassen 18

19 Resultaten Fysische-chemische parameters De door Aquon verzamelde gegevens van Totaal fosfor (Fig.14) laten zien dat de hoeveelheid fosfor in de waterkolom zeer hoog is in beide plassen (KRW oordeel zeer slecht ). De kooibehandelingen hebben geen significant effect op de hoeveelheid fosfor in de waterkolom (ranova voor Nieuwe Meer, P =0.48; ranova Westeinderplassen, P =0.85). In de Nieuwe Meer neemt de hoeveel totaal fosfor in de waterkolom significant toe over de zomer (ranova, P <0.001), in de Westeinderplassen neemt de hoeveelheid totaal fosfor eerst af, en vervolgens toe (ranova, P <0.001). Aangezien opgelost fosfor niet is gemeten is het moeilijk aan te duiden of de hoeveelheid toegenomen fosfor komt door vrijkomen van fosfaat uit afbraakprocessen of doordat gebonden fosfor in het fytoplankton. Nieuwe Meer Westeinderplassen 0,30 0,30 0,28 A 0,28 B Totaal fosfor (mg/l) 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 Totaal fosfor (mg/l) 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,16 0,12 0,14 mei jun jul aug sep Maand 0,10 mei jun jul aug sep Maand Referentie Mat Kooi Figuur 14: De hoeveel maandelijks door Aquon gemeten hoeveelheid totaal fosfor in de waterkolom in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B). Waardes geven gemiddelde ± standard error weer. De door Aquon verzamelde gegevens van totaal stikstof(fig.15) laten zien dat de hoeveelheid stikstof in de waterkolom ook hoog is in beide plassen. Opnieuw heeft de kooibehandeling geen significant effect op de hoeveelheid totaal stikstof in de waterkolom (ranova Nieuwe Meer, P= 0.06; ranova Westeinderplassen, P= 0.98). De hoeveelheid totaal stikstof neemt af gedurende het seizoen (ranova Nieuwe Meer, P <0.001; ranova Westeinderplassen, P <0.001), wat suggereert dat naar het einde van de zomer stikstof limiterend wordt in plaats van fosfor, hetgeen heel gebruikelijk is in voedselrijke systemen. 19

20 Nieuwe Meer Westeinderplassen 2,8 A 2,8 B 2,6 2,6 Totaal stikstof (mg/l) 2,4 2,2 2,0 Totaal stikstof (mg/l) 2,4 2,2 2,0 1,8 1,8 1,6 1,6 mei jun jul aug sep mei jun jul aug sep Maand Maand Figuur 15: De hoeveel maandelijks door Aquon gemeten hoeveelheid totaal stikstof in de waterkolom in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B). Waardes geven gemiddelde ± standard error weer. De door Aquon maandelijks verzamelde lichtextinctie gegevens laten zien dat lichtuitdoving toeneemt over het seizoen in Nieuwe Meer (Fig. 16A, ranova, P <0.01), alhoewel er in alle plots bodemzicht was (bij ~1.25 m diepte). Toenemen van de lichtextinctie kan een aantal factoren hebben, o.a. toenemen van zwevende deeltjes, toename van fytoplankton, en toename van humuszuren. In de Westeinderplassen blijft de lichtextinctie gelijk gedurende het seizoen (Fig. 16B, ranova, P = 0.30). In geen van beide waterlichamen heeft de kooibehandeling een significant effect op de lichtuitdoving (Nieuwe Meer ranova, P= 0.47; Westeinderplassen ranova, P =0.85). Andere kooiexperimenten laten zien dat de gereduceerde windwerking in kooien kan leiden tot een verminderde lichtuitdoving (Threinen & Helm, 1954), waarschijnlijk vanwege de relatief grote maasgrootte van het voor de kooien gebruikte gaas is dit niet het geval in de kooiexperimenten in Nieuwe Meer en Westeinderplassen. 20

21 Nieuwe Meer Westeinderplassen 2,8 2,8 2,6 A 2,6 B 2,4 2,4 Lichtextinctie (m -1 ) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 Lichtextinctie (m -1 ) 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,2 1,0 1,0 0,8 0,8 mei jun jul aug sep mei jun jul aug sep Maand Maand Referentie Mat Kooi Figuur 16: De hoeveel maandelijks door Aquon gemeten lichtextinctie in de waterkolom in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B). Waardes geven gemiddelde ± standard error weer. Ook de door Aquon gemeten zuurstof en ph gegevens laten geen significant effect zien van de kooibehandeling (ranova Nieuwe Meer ph, P =0.6; ranova Nieuwe meer zuurstof P =0.41; ranova Westeinderplassen ph, P =0.6; ranova Nieuwe meer zuurstof P =0.26). Er was dus geen effect van kooien of matten op de abiotische groeiomstandigheden voor de waterplanten. Vegetatieontwikkeling Begrazing lijkt geen rol te spelen in het belemmeren van de vegetatieontwikkeling in de Westeinderplassen, de groei van Elodea nuttallii lijkt zo massaal toe te zijn genomen in vergelijking tot voorgaande jaren dat grazers niet in staat zijn de biomassa weg te eten. In conversaties met omwonenden kwam naar voren dat de explosieve groei van Elodea nuttallii afwijkend is van vorige jaren, wat bevestigd wordt door de vegetatiegegevens uit Mogelijk speelt de relatief milde winter, gevolgd door een relatief koud voorjaar een rol in het geven van een competitief voordeel van de op voedselrijke waterbodems voorkomende Elodea nuttallii ten opzichte van de fytoplankton populatie. Wanneer echter door bijvoorbeeld een extreem koude winter, Elodea nuttallii niet in staat is een dergelijke explosieve groei te ontwikkelen, kan begrazing een significante rol spelen. De door Aquon met de onderwaterkijker maandelijks gemonitorde waterplantgegevens (Fig.17) laten zien dat zowel in de Nieuwe Meer (ranova, P <0.001)als in de Westeinderplassen (ranova, P <0.001) de vegetatiebedekking initieel toeneemt. De totaalbedekking lijkt lager te zijn in de Westeinderplassen dan in de Nieuwe Meer, maar de oogst aan het eind van het experiment laat het tegengestelde zien, aanzienlijk hogere biomassa in de Westeinderplassen, dan in de Nieuwe Meer (Fig.18). Dit onderstreept het belang van destructief monsteren aan het eind van dergelijke experimenten, omdat het in tegenstelling tot het observeren met de onderwaterkijker een driedimensionale weergave is van de onderwatervegetatie. 21

22 In de Nieuwe Meer lijken zowel de vegetatiebedekking door de tijd (Fig.17A; ranova, P= 0.07) een licht effect zien van de aanwezigheid van de kooien op de vegetatieontwikkeling. Ook de biomassabepaling aan het eind van het experiment (Fig. 18A) laat een trend zien van hogere biomassa in de kooibehandeling, die is echter niet significant (Oneway ANOVA, P=0.71), de variatie binnen de referentiebehandeling was te groot om tot significante verschillen te leiden. Bij het afbreken van de kooien in de Nieuwe Meer, werden de locaties waar de kooien zich bevonden onmiddellijk bezocht door watervogels (pers. obs.). Aanvullende adhoc power statistische testen laten zien de hoeveelheid herhalingen binnen een behandeling aan de lage kant is om significante verschillen te krijgen. Om de trend die zichtbaar lijkt te zijn in de vegetatiedata beter te onderbouwen, is het raadzaam om meer herhalingen binnen een behandeling te hebben (nu 6) en de kooien langer te laten staan. De vegetatie werd in de Nieuwe Meer gedomineerd door Nuphar lutea (Fig. 19A), met in mindere mate Elodea nuttallii, Zannichellia palustris en Potamogeton pectinatus. Nieuwe Meer Westeinderplassen Percentage vegetatiebedekking A Percentage vegetatiebedekking B apr mei jun jul aug sep okt apr mei jun jul aug sep okt Maand Maand Referentie Mat Kooi Figuur 17: Vegetatieontwikkeling door de tijd uitgedrukt in percentage bedekking van het oppervlak van de behandelingslocaties in Nieuwe Meer (A) en Westeinderplassen (B). Waardes geven gemiddelde ± standard error weer. 22

23 Nieuwe Meer Totaal biomassa vegetatie Westeinderplassen Totaal biomassa vegetatie Biomassa (gram drooggewicht/m 2 ) Biomassa (gram drooggewicht/m 2 ) Referentie Mat Kooi Behandeling Referentie Mat Kooi Behandeling Referentie Mat Kooi Figuur 18: Gemiddeld totaalgewicht vegetatie in de referentie, op de mat of in de kooi in de Nieuwe Meer (A) en in de Westeinderplassen (B). In de Westeinderplassen echter, lijkt de vegetatieontwikkeling op de matten juist sterker te zijn dan in de referenties of in de kooien, deze trend is niet significant in de vegetatiegegevens door de tijd (Fig. 17B; ranova, P=0.525), maar wel in de biomassabepaling aan het eind van het experiment (Fig. 18B; oneway ANOVA, P<0.001). Figuur 18B laat zien dat de vegetatie in de Westeinderplassen gedomineerd werd door Elodea nuttallii, wellicht dat door de grote strijklengte van de Westeinderplassen, de kooien de verspreiding van de niet sterk gewortelde ronddrijvende Elodea nuttallii, tegenhouden. Persoonlijke observaties AQUON van vegetatie op het gaas aan de buitenkant van de kooien door onderbouwen deze hypothese. Lamers et al.(2012) suggereren dat de toestand van helder water met massale groei van snelgroeiende soorten zoals Elodea nuttallii een gevolg is van de met fosfaat opgeladen waterbodems. In een conceptueel model laten ze zien, dat in aanvulling op de alternatieve toestanden geformuleerd door Scheffer in ondiepe meren (Scheffer, 1990, 1998), er een derde alternatieve toestand bestaat wanneer de externe belasting is teruggebracht, maar de interne belasting nog erg hoog is, waar de snelgroeiende ondergedoken waterplanten gebruik van kunnen maken. Deze explosieve groei kan ook weer een positieve terugkoppeling hebben op de helderheid van het water, onderstreept door de wat lagere lichtuitdoving in de Westeinderplassen ten opzichte van de Nieuwe Meer. 23

24 Nieuwe Meer Gemiddeld gewicht per soort 180 Gemiddeld gewicht per soort (g Drooggewicht/m 2 ) A Draadalg Elodea nuttallii Myriophyllum spicatum Nuphar lutea Zanichellia palustris subsp. palustris 20 0 Referentie Mat Kooi Behandeling Westeinderplassen Gemiddeld gewicht per soort 180 Gemiddeld gewicht per soort (g Drooggewicht/m 2 ) B Ceratophyllym demersum Draadalg Elodea nuttallii Myriophyllum spicatum Nuphar lutea Sparganium emersum Typha angustifolia 20 0 Referentie Mat Kooi Behandeling Figuur 19: Gemiddeld gewicht gevonden per soort in de referentie, op de mat of in de kooi in de Nieuwe Meer (A) en in de Westeinderplassen (B). N.B. Myriophyllum spicatum planten zijn naar alle waarschijnlijkheid uit de transplantatiepotjes verspreidt. In de Nieuwe Meer heeft de aanwezigheid van de kooien ook een positief effect te hebben op het aantal soorten waterplanten(fig. 20A; oneway ANOVA, P<0.05), in de Westeinderplassen gaat de 24

25 grotere biomassa op de matten echter niet gepaard met een hogere soortsdiversiteit (Fig. 19B; oneway ANOVA, P= 0.27). Nieuwe Meer Totaal aantal soorten Westeinderplassen Totaal aantal soorten 4,5 4,5 4,0 A 4,0 B 3,5 3,5 Aantal soorten 3,0 2,5 2,0 Aantal soorten 3,0 2,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 Referentie Mat Kooi 0,5 Referentie Mat Kooi Behandeling Behandeling Referentie Mat Kooi Figuur 20: Totaal aantal soorten gevonden in de referentie, op de mat of in de kooi in de Nieuwe Meer (A) en in de Westeinderplassen (B). In de Nieuwe Meer werd bij het afbreken van de experimenten geen Myriophyllum spicatum teruggevonden in de plantenbakjes. De gegevens van Aquon laten zien dat dit aantal sterk afnam na plaatsing. Nadere inspectie van de bakjes liet zien dat ook het substraat volledig verdwenen was uit de bakjes, waarschijnlijk door uitspoeling van het zanderig substraat. In de Westeinderplassen werd slechts in een kooibehandeling en 4 matbehandelingen Myriophyllum spicatum teruggevonden. In de matbehandeling was de Myriophyllum spicatum wel in lengte toegenomen, en bevond zich zelfs buiten de plantenbakjes (Fig. 19B). 25

26 Conclusies Kiemproeven 1. Die kiemproeven uitgevoerd in de NIOO kassen met sediment afkomstig uit boorkernen van beide waterlichamen laten zien dat de kiemkracht van het sediment zeer beperkt is 2. De lage kiemkracht wordt zeer waarschijnlijk veroorzaakt door lage dichtheden propagulen in het sediment. 3. Lage dichtheden propagulen in het sediment werken belemmerend voor de terugkeer van waterplanten. Kooiexperimenten 1. De kooiexperimenten voldeden aan hun doel: bekijken van het uitsluiten van gewervelde begrazers en bodemwoelende vis op vegetatieontwikkeling. De kooibehandelingen hebben slechte weersomstandigheden doorstaan, en zijn niet beschadigd door vandalisme, ondanks hun relatief goede bereikbaarheid. 2. De kooibehandelingen hebben geen invloed op de ontwikkeling van fysisch-chemische parameters door de tijd heen: er zijn geen significante verschillen in Totaal fosfor, Totaal stikstof, lichtextinctie, zuurstof en ph tussen mat, referentie en kooi in zowel de Nieuwe Meer als de Westeinderplassen. 3. Zowel de totaal fosfor als de totaal stikstof gehaltes zijn erg hoog in de Nieuwe Meer en de Westeinderplassen. Deze hoge nutriëntengehaltes, en de door Witteveen en Bos gemaakte berekening van een P belasting die bijna een factor 10 boven de kritische P belasting ligt, maakt dat het risico op een troebele door algen gedomineerde toestand, i.p.v. de gewenste door waterplanten gedomineerde heldere toestand hoog is. 4. De lichtextinctie in beide waterlichamen, is niettegenstaande de hoge nutriëntengehaltes relatief laag, wat in het bijzonder geldt voor de Westeinderplassen. Een hoog nutriëntengehalte gaat vaak gepaard met hogere fytoplanktonbiomassa, wat lichtuitdoving veroorzaakt (Scheffer, 1998). Licht is niet belemmerend voor de ontwikkeling van waterplanten. 5. In de kooiproeven werd de vegetatie in de Nieuwe Meer gedomineerd door Nuphar lutea (gele plomp) en in de Westeinderplassen door Elodea nuttallii (smalle waterpest) 6. De kooiproeven laten zien dat in de Nieuwe Meer begrazing een belemmerende factor lijkt te zijn, dit is echter niet statisch significant in de gegevens van vegetatiebedekking. Het aantal soorten neemt echter wel significant toe in de Nieuwe Meer. Aanvullende statistische testen laten zien, dan de hoeveelheid behandelingen aan de lage kant is om een solide statistische onderbouwing te geven voor de waargenomen trends. In een vervolgonderzoek zouden er meer herhalingen van de kooibehandelingen moeten zijn, bijvoorbeeld 9 in plaats van In de Westeinderplassen wordt er significant meer vegetatiebiomassa gevonden aan het eind van het experiment op de matten in vergelijking tot de referenties en de kooien. Veel vegetatie werd op het gaas aan de buitenkant van de kooien waargenomen. Waarschijnlijk zorgt windwerking op ronddrijvende Elodea nuttallii biomassa ervoor dat de volledig gesloten kooien eerder belemmerend dan bevorderen werken. Het aantal soorten was echter niet significant hoger. 26

27 Discussiepunten 1. Tegen de verwachting in vond in de Westeinderplassen in 2015 een explosieve groei van Elodea nuttallii plaats. Deze vegetatie bevond zich overal in de plas, en op de experimentele locaties, vooral op de matten en aan de buitenzijde van de kooien. Deze explosieve vegetatie groei wordt niet bijgebeend door grazers. 2. De massale toename van vegetatie in de Westeinderplassen, in combinatie met de helderheid van de waterkolom zou conform Lamers et al er op kunnen duiden dat nalevering van fosfaat uit de waterbodem een rol speelt in de Westeinderplassen, een aanvulling op de alternatieve toestanden voor ondiepe meren gedefinieerd door Scheffer. 3. In zowel de Nieuwe Meer als in de Westeinderplassen komen hoge dichtheden driehoeksmosselen voor, door hun hoge filtercapaciteit hebben de mosselen een positief effect op de helderheid van het water. Dit zou verklaren waarom de hoge nutriënten gehaltes in beide waterlichamen niet gepaard gaan met een afname in het doorzicht door hoge algenbiomassa s. 4. Tijdens het plaatsen van de kooibehandelingen in de Nieuwe Meer werd duidelijk dat de ongeschiktheid van het substraat, d.w.z. het snel aflopend talud, en de met grof puin bezaaide waterbodem mogelijk een belemmerende factor is voor vegetatieontwikkeling. In de Westeinderplassen lijkt de geschiktheid van het substraat niet belemmerend te zijn voor vegetatie, onderstreept door de explosieve vegetatietoename tijdens de zomer van Aanbevelingen Proefopzet 1. De resultaten van de kiemproef laten zien dat de lage kiemkracht van de bodem beperkend is voor plantenontwikkeling. Een mogelijkheid om plantengroei te bevorderen is het actief enten van waterplanten. De kooiexperimenten laten zien, dat wanneer geënt wordt met transplants, het substraat goed verankerd moeten worden. 2. Aanvullende statistische testen (adhoc power testen) laten zien dat het aantal herhalingen in de kooiexperimenten aan de lage kant is, vooral in de Nieuwe Meer. Dit houdt in dat met de huidige proefopzet het detecteren van significante verschillen moeilijk is, d.w.z. er moet een zeer sterk effect zijn, anders zijn er geen significante verschillen. Het is raadzaam om in vervolgkooiexperimenten het aantal herhalingen per behandeling te verhogen. Daarnaast kunnen de effecten van begrazing ook beter gevolgd worden, wanneer de kooien meer dan één groeiseizoen blijven staan in het veld. 3. Het opzetten van de kooiexperimenten werd vertraagd door moeilijke toegang tot geschikte locaties. Het is raadzaam om bij een vervolgonderzoek, mogelijke geschikte locaties van te voren te bezoeken. Ervaring leert in dit project dat de beschikbare gegevens uit de KRW monitoring e.d. niet voldoende zijn voor het selecteren van locaties. Daarnaast is het belangrijk om de vergunning en/of toegang van de locaties ruim van te voren te regelen. Dit voorkomt dat kooibehandelingen nodeloos opgebouwd en afgebroken moeten worden. Algemeen 1. Het in elkaar klappen van de mosselpopulatie in zowel de Nieuwe Meer als de Westeinderplassen zou er echter voor kunnen zorgen dat de waterlichamen weer in de 27

28 troebele toestand kunnen komen. De fosfor verdwijnt namelijk niet uit het systeem. Door mosselen te oogsten haal je fosfor weg uit het systeem, en voorkom je dat plotselinge mosselsterfte tot de troebele algen gedomineerde toestand leidt. 2. Een goed overzicht van de abundantie en het aantal soorten vis in de Nieuwe Meer en de Westeinderplassen is nodig om de rol van begrazing nader te bepalen. 3. Het aanleggen van meer glooiende oevers in de Nieuwe Meer kan het begroeibare areaal voor waterplanten verhogen. 4. Door naleveringsproeven, dan wel P fractioneringen(hupfer et al., 2009) is te bepalen of een waterbodem opgeladen met fosfor inderdaad een rol speelt in de vegetatietoename in de Westeinderplassen. Een opgeladen waterbodem vereist een specifiek waterbodembeheerplan (Lürling & van Oosterhout, 2009; Lamers et al., 2012). 28

29 Gebruikte literatuur Hilt, S., Gross, E.M., Hupfer, M., Morscheid, H., Mählmann, J., Melzer, A., Poltz, J., Sandrock, S., Scharf, E.-M., Schneider, S. & van de Weyer, K. (2006) Restoration of submerged vegetation in shallow eutrophic lakes A guideline and state of the art in Germany. Limnologica - Ecology and Management of Inland Waters, 36, Hupfer, M., Zak, D., Rossberg, R., Herzog, C. & Pothig, R. (2009) Evaluation of a well-established sequential phosphorus fractionation technique for use in calcite-rich lake sediments: identification and prevention of artifacts due to apatite formation. Limnology and Oceanography-Methods, 7, Jeppesen, E., Sondergaard, M., Sondergaard, M. & Kristoffersen, K. (ed.^eds) (1997) The structuring role of submerged macrophytes in lakes. Springer, New York, USA. Kamp- van Hest, N. (2013) Gebiedsdocument Nieuwe Meer. Mogelijke maatregelen voor verbetering van de ecologische kwaliteit. In, p. 34. Hoogheemraadschap van Rijnland, Leiden. Lamers, L.P.M., Schep, S., Geurts, J. & Smolders, A.J.P. (2012) Erfenis fosfaatrijk verleden: helder water met woekerende waterplanten. H2O, 45, Lürling, M. & van Oosterhout, J.F. (2009) Flock & Lock in de Rauwbraken. In. WUR, Wageningen. Puts, T.J.A. (2013) Afwezigheid van vegetatieontwikkeling bij voldoende licht? In, p. 38. Witteveen + Bos, Deventer. Scheffer, M. (1990) Multiplicity of stable states in fresh water systems. Hydrobiologia, 200, Scheffer, M. (1998) Ecology of shallow lakes. Chapman & Hall, London. Threinen, C.W. & Helm, W.T. (1954) Experiments and observations designed to show carp destruction of aquatic vegetation. Journal of Wildlife Management, 18, Torenbeek, R. (2013) Gebiedsdocument Westeinderplassen. In, p. 33. Hoogheemraadschap van Rijnland, Leiden. Van den Berg, M.S., Coops, H. & Simons, J. (2001) Propagule bank buildup of Chara aspera and its significance for colonization of a shallow lake. Hydrobiologia, 462,

30 Foto s Nieuwe Meer Figuur 20: Kooi in de Nieuwe Meer (Foto: Liesbeth Bakker) 30

31 Figuur 22: In elkaar zetten van de kooien op de oever van de Nieuwe Meer (Foto: Ton van Schie) 31

32 Figuur 23: Overzicht kooibehandelingen Nieuwe Meer (Foto: Ton van Schie) 32

33 Westeinderplassen Figuur 24: Kooi, mat en referentie in de Westeinderplassen (Foto: Lisette N. de Senerpont Domis) 33

34 Figuur 25: Overzicht van kooibehandelingen in de Westeinderplassen (Foto: Lisette N. de Senerpont Domis) 34