Project toepassing edna-techniek voor toestandsbepaling en systeembegrip

Transcriptie

1 Project toepassing edna-techniek voor toestandsbepaling en systeembegrip Kees van Bochove (Datura), Sebastiaan Schep en Marloes van der Kamp (Witteveen+Bos) 13 juni 2017

2 Inhoud teaser Aanleiding voor het project Basisprincipe van de techniek Potenties voor het waterbeheer Testen van prototype in pilot Projectopzet Conclusie Meer informatie en vragen 2

3 Aanleiding voor het project Systeembegrip als uitgangspunt voor handelen Begrip en kennis van: 1. De toestand (hoe ligt het erbij?) 2. De processen die de toestand beïnvloeden (waardoor komt de toestand?) 3

4 Aanleiding voor het project Systeemanalyse: beschouwing toestand in relatie tot processen leidt tot begrip Toestand Nutriëntenbelasting Lichtklimaat Bodem 4

5 Aanleiding voor het project Systeemanalyse: beschouwing toestand in relatie tot processen leidt tot begrip Toestand Nutriëntenbelasting Lichtklimaat Bodem 5

6 Aanleiding voor het project Systeemanalyse: belemmeringen bij het in beeld brengen van de toestand: Nutriëntenbelasting Toestand -Waterkwaliteit (1 x per? maand) - Algen (1 x per maand) - Waterplanten (1 x per jaar)???? - Vis (1 x per 3 jaar) - Zoöplankton (ehm )? -Kosten, snelheid van levering, bias bij interpretatie, etc? Lichtklimaat Bodem 6

7 Aanleiding voor het project Ontwikkeling nieuwe DNA techniek de edna voedselwebanalyse biedt kansen Nutriëntenbelasting Toestand -Waterkwaliteit (1 x per maand) - Algen (1 x per maand) - Waterplanten (1 x per jaar) - Vis (1 x per 3 jaar) - Zoöplankton (ehm ) -Kosten, snelheid van levering, bias bij interpretatie, etc? Lichtklimaat Bodem 7

8 Basisprincipe van de techniek Een enkel monster vrijwel het gehele voedselweb bloot leggen: Vis Algen en blauwalgen Zoöplankton Maar ook Overige bacteriën: Schimmels Protozoa etc 8

9 Basisprincipe van de techniek Kwantificering van hoeveelheid DNA moleculen mogelijk Bacteriën (bacteriën en blauwalgen) kwantitatief Eukaryoten klein (algen, zoöplankton, schimmels) - kwantitatief Eukaryoten groot (vis) - semi-kwantitatief: verhoudingen Mate van kwantificering afhankelijk van grootte organisme Kleine organisme: geheel uit het water gefilterd en dus kwantitatief Grote organismen: alleen sporen worden gedetecteerd en dus semi-kwantitatief 9

10 Basisprincipe van de techniek Karakterisering DNA op verschillende niveaus -Soms op soort niveau -Soms op groep niveau Afhankelijk van bekende stuk DNA sequentie (volgorde ATGC) in referentiedatabase (OTU) 10

11 Potenties voor het waterbeheer Op één moment integraal beeld meerdere groepen: - Beeld van de toestand - Maar nog belangrijker: we leggen verbanden Diagnose Betere duiding van de toestand en inzicht in de processen? We kunnen de effectiviteit van maatregelen beter duiden en volgen? We komen (milieuvreemde) stoffen op het spoor, geen last van detectiegrenzen? 11

12 Potenties voor het waterbeheer Volgen en anticiperen Door de grote informatiedichtheid kunnen we early warning signalen identificeren? Blauwalgenbloeien catastrophic shifts (omslag in toestand, maar ook incidenten) Wetenschappelijk We kunnen gemeenschappen beter beschrijven? We kunnen de verspreiding van soorten beter duiden (mossel, rivierkreeft etc.) We kunnen het voedselweb beschouwen vanuit een ander perspectief (bijv. bacteriën) 12

13 Testen van prototype in pilot 8 pilotlocaties Plas Broekvelden Grote Maarsseveense Plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilheliminapark Bleiswijkse Zoom Langeraarse Plassen Elfhoevenplas Relatief voedselarm, diepe plassen Relatief voedselarm, ondiepe veenplassen Voedselrijk, ondiepe zwemplassen Voedselrijk, ondiepe veenplassen Eerste vingeroefening: geen interpretatie 13

14 Eukaryoten Plas Broekvelden Grote Maarsseveens plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilhelmina park Bleiswijkse zoom Langeraarse plassen Elfhoevenplas Alg Blad- of kieuwpootkreeftjes Diatomeeën Dinoflagellaat Kreeftachtige (Malacostraca) Kreeftachtige (Maxillopoda) Protozoa Raderdiertje Schimmel Waterschimmel Overig Bacteriën Plas Broekvelden Grote Maasseveense Plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilhelminapark Bleiswijkse Zoom Langeraarse plassen Elfhoevenplas Actinobacteria Chitinophagia Cyanobacteria Cytophagia Deltaproteobacteria Flavobacteriia Gammaproteobacteria Haptophyceae Opitutae Planctomycetia Spartobacteria Sphingobacteriia Stramenopiles Verrucomicrobiae Other 14

15 100% Visgemeenschap 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Plas Broekvelden Grote maarseveens plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilhelmina park Bleiswijkse zoom Langeraarse plassen Elfhoevenplas Brasem Kolblei Rivierdonderpad Karper Snoek Driedoornige stekelbaars Pos Vetje Baars Bittervoorn Blankvoorn Snoekbaars Ruisvoorn Zeelt Overig 15

16 edna Alg + cyanobacteriën (edna equivalents) % edna barsem en karper 100% Aandeel brasem en karper 80% 60% 40% 20% 0% Plas Broekvelden Grote maarsseveens plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilhelmina park Bleiswijkse zoom Langeraarse plassen Elfhoevenplas 0.7 Primaire productie Plas Broekvelden Grote Maarseveens plas Naardermeer Loenderveense plas Plas Wilhelmina park Bleiswijkse zoom Langeraarse plassen Elfhoevenplas edna ( )

17 Chlorofyl-a (µg/l) edna Groenalg + cyanobacteriën (edna equivalents) Algen en blauwalgen Chlorofyl-a (gemiddelde mei/juni 2014) edna ( ) 17

18 Ordinatie: Clustering op basis van de DNA analyse Resultaten gaven voldoende vertrouwen om project op te starten 18

19 Projectopzet Meerjarig onderzoeksproject met meerdere fasen Doel project: belemmeringen voor (grootschalige) toepassing wegnemen, door: Met waterbeheerders ervaring op te bouwen in praktijkcasussen (toetsen geldigheid, toepasbaarheid en betrouwbaarheid) Vragen te alloceren als input voor wetenschappelijke verdieping (validatie, verbetering techniek, etc) Na denken over benodigdheden voor beleidimplementatie Gezamenlijke database opbouwen voor duiding en interpretatie individuele monsters 19

20 Projectopzet 2017: 7 deelnemende partijen Techniek confronteren met specifieke praktijkvraag, waarbij onderliggende vragen getoetst worden: Helpt de edna-voedselwebanalyse meer grip te krijgen op de ecologische toestand? Helpt de edna-voedselwebanalyse meer grip te krijgen op de achterliggende oorzaken van de toestand? Hoe verhouden de edna voedselwebresultaten zich met de beschikbare resultaten van de conventionele monitoring? Oplevering: Dataset Meetrapport per casus Overkoepelend strategierapport 20

21 Projectopzet Waterschap Locatie Vraag HHNK Park van Luna Verschil inlaatwater - plas Delfland Wilhelminapark Delftse Hout Effect drooglegging Effect waterstofperoxide Brabantse Delta Cruijslandse Kreken Info systeemanalyse Waternet Molenpolder Stichtse Ankeveense plassen Spiegelplas Grip krijgen op de ontwikkelingen Wetterskip Sneekermeer Toestand in beeld brengen WDOD 5 plassen in de Wieden Grip krijgen op de ontwikkelingen Hunze en Aas 12 (zwem)plassen Beeld krijgen zwemwaterkwaliteit 21

22 Wetenschappelijk spoor Wageningen Universteit en Naturalis Biodiversity Center werken aan een voorstel voor een wetenschappelijk traject; 22

23 Afsluiting Conclusies: De eerste resultaten op basis van de acht pilots in 2016 zijn veelbelovend Komend najaar weten we meer en zullen we de resultaten van 2017 bekend maken 19 april 2017 Monstername door Datura op Belterwijde West 23

24 Afsluiting Conclusies: De eerste resultaten op basis van de acht pilots in 2016 zijn veelbelovend Komend najaar weten we meer en zullen we de resultaten van 2017 bekend maken En verder: Er is ruimte om mee te denken en mee te doen Tips en suggesties voor de analyse zijn welkom! Meld je aan voor onze nieuwsbrief als je op de hoogte wilt blijven van de ontwikkelingen 19 april 2017 Monstername door Datura op Belterwijde West 24

25 Vragen of meer informatie? elwebanalyses_voor_toestandsbepaling_en_systee mbegrip 25