TOPICS DE TOEKOMST VAN DE HEDWIGE-PROSPERPOLDER RESULTATEN VAN EEN MODELSTUDIE

Transcriptie

1 ONDERZOEK OVER DE SCHELDE VANDAAG EN MORGEN DE TOEKOMST VAN DE HEDWIGE-PROSPERPOLDER RESULTATEN VAN EEN MODELSTUDIE > In de Hedwige-Prosperpolder ontstaat in de komende jaren maar liefst 465 hectare nieuwe natuur in de vorm van brakke schorren en slikken. Om te kunnen voorspellen hoe de Hedwige-Prosperpolder zich gaat ontwikkelen in de komende decennia, hebben onderzoekers van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) in opdracht van de Vlaams-Nederlandse Scheldecommissie (VNSC) gewerkt aan een ecologisch en hydrodynamisch model. De Hedwige-Prosperpolder De inrichting van de Hedwige-Prosperpolder tot een slikken- en schorrengebied is samen met een aantal andere natuurherstelmaatregelen opgenomen in het Verdrag Ontwikkelinsschets 2010 Schelde-estuarium. De uitvoering van deze maatregelen is op grond van Natura 2000 nodig om de natuur in het Schelde-estuarium in een goede staat van instandhouding te brengen. Door de ontpoldering ontstaat er 465 hectare nieuwe getijdennatuur: 295 hectare daarvan ligt in Nederland, de overige 170 in Vlaanderen. Het nieuwe natuurgebied verbindt aan de linkeroever de Vlaamse schorren Ouden Doel en het Paardenschor met het Nederlandse Verdronken Land van Saeftinghe tot één groot, grensoverschrijdend landschapspark. Dat is goed voor zo n 4700 hectare getijdennatuur en wordt daarmee het grootste brakwaterschorrengebied van West-Europa. 01 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1

2 Voorspelling van de vegetatiegroei en opslibbing Om te kunnen voorspellen hoe met name de bodem en vegetatie zich in de Hedwige-Prosperpolder gaan ontwikkelen, is er een model ontwikkeld door het NIOZ. Het Paardenschor als uitgangspunt Het Paardenschor, een lang uitgestrekt schor ten noorden van de Hedwige-Prosperpolder, heeft vergelijkbare eigenschappen. Deze leende zich perfect om metingen en experimenten in het veld uit te voeren. Hier zie je bijvoorbeeld dat wanneer er ergens een plant groeit, deze zich voort kan planten en er zo een kleine groepen plantjes ontstaan. Je weet nooit precies waar. Dit kan berekend worden met een stochastisch model: een model dat rekening houdt met al die verschillende variabelen en onzekerheden. Totstandkoming ecologisch en hydrodynamisch model Er zijn verschillende modellen die opslibbing, waterstroming of vegetatiegroei kunnen voorspellen. Maar een model dat rekening houdt met al deze processen was er nog niet. Bestaande modellen over elkaar heen leggen kan eigenlijk niet, omdat er teveel factoren, planten, waterbeweging, bodemophoging en geulvorming bij komen kijken die ieder hun eigen ruimte- en tijdschalen hebben. Daarnaast hebben al deze factoren ook invloed op elkaar. Zo is een plek waar de bodem boven water komt niet altijd geschikt voor vegetatie. Bestaande modellen vormden de basis om met nieuwe technieken tot een ecologisch en hydrodynamisch model te komen. Dit model voorspelt de wisselwerking tussen waterstroming, sedimentatie, erosie en vegetatiegroei. Met alle factoren bij elkaar zou het een miljoen jaar kunnen duren om de voorspelling uit te rekenen. Om de simulatie van het model en de voorspelling sneller uit te kunnen rekenen, is de Vlaamse nationale supercomputer met veel rekenkracht ingezet. Dit model voorspelt de wisselwerking tussen waterstroming, sedimentatie, erosie en vegetatiegroei. Afbeelding: Simulatie van de voorspellingen die zijn gedaan. 02 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1

3 Vegetatiegroei de komende 50 jaar Vegetatiegroei in de komende jaren - rijke slikken en geulen De eerste jaren zal het gebied door de lage ligging voornamelijk bestaan uit slikken en geulen. De Hedwige- Prosperpolder ligt diep waardoor het voor kleine planten moeilijk is om te overleven in het zachte sediment dat vaak wordt overspoeld. Er is dus nog weinig begroeiing. Daarnaast leven er in de bodem veel zeeduizendpoten en andere bodemdieren die ontkiemende plantjes opeten. Daarom zal het een tijd duren voor vegetatie echt een kans krijgt om te groeien. De bodemdieren zorgen er wel voor dat het gebied aantrekkelijk wordt voor vogels. Vegetatiegroei in de komende 30 jaar - een divers gebied van slikken en schorren Het gebied wordt gaandeweg hoger waardoor meer vegetatie zich kan vestigen. Daardoor wordt het gebied ook steeds hoger. Zo ontstaat er een gevarieerd en gemengd landschap. Het Hedwige-Prosperpolder gebied over 50 jaar - hoge schorren en veerkrachtige natuur Na meer dan 50 jaar herken je de Hedwige-Prosperpolder niet meer terug. Het zal een uitgestrekt intergetijdengebied worden, vergelijkbaar met het buurgebied Het Verdronken Land van Saefthinghe. Er lopen grote en kleinere geulen en kreken door het gebied die zorgen voor een goede afwatering. Op hoger gelegen grond zal riet en strandkweek gaan groeien en er zullen vele, diverse vogelsoorten op het gebied afkomen. Vegetatiegroei in de komende 10 jaar - de eerste planten vestigen zich Wanneer er na ongeveer 10 jaar kleine verhogingen komen, ontstaat voorzichtig de eerste vegetatie. Nopjeswier maakt het voor andere planten mogelijk om te groeien. Er ontkiemen zeeasters en later zal ook zeebies zich vestigen. Zeebies zal met behulp van zijn wortelstokken uitbreiden en zo langzaam het gebied veroveren. Na meer dan 50 jaar herken je de Hedwige- Prosperpolder niet meer terug. Het zal een uitgestrekt intergetijdengebied worden. 03 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1

4 ONGEWERVELDE BODEMDIEREN: EEN ESSENTIEEL ONDERDEEL VAN HET ECOSYSTEEM Ongewervelde bodemdieren zijn soorten zoals wormen, schelpdieren en kreeftachtigen die in en op de bodem van de Schelde leven. Ze zijn een voedselbron voor onder andere vogels en vissen en daarom een essentieel onderdeel van het ecosysteem in het Schelde-estuarium. Daarnaast hebben ze een grote invloed op de water- en bodemkwaliteit, omdat ze de uitwisseling van stoffen tussen de bodem en de waterkolom beïnvloeden. Om meer te weten te komen over de rol van ongewervelde bodemdieren op deze uitwisseling, is er een onderzoek uitgevoerd. De resultaten van het onderzoek leveren ons inzicht op over hoe de uitwisseling van stoffen varieert door het estuarium heen en hoe dit door veranderingen in de omgeving beïnvloed kan worden. Invloed op de water- en bodemkwaliteit Ongewervelde bodemdieren beïnvloeden de uitwisseling van nutriënten en zuurstof tussen de bodem en de waterkolom. Dat doen ze door water in de bodem te pompen voor hun ademhaling (bio-irrigatie) of door sediment in de bodem om te woelen tijdens het graven (bioturbatie). Dit gedrag heeft een grote invloed op de kwaliteit van het water en de bodem, omdat chemische stoffen zo in het sediment van de bodem vermengd worden. Omdat bodemdieren in hoge dichtheden kunnen voorkomen, is dit gedrag belangrijk voor het reguleren van de kringlopen van chemische elementen in het water en dus in zijn geheel voor het functioneren van het ecosysteem. Belang van omgevingsfactoren In hoeverre bodemdieren een bijdrage leveren aan de kwaliteit van het water en de bodem, hangt af van omgevingsfactoren. Estuaria bestaan uit verschillende leefgebieden. Elk leefgebied heeft specifieke eigenschappen en ze verschillen onder meer op het gebied van: Zoutgehalte Droogvalduur Hydrodynamiek (stroming, golven) Samenstelling van het sediment Hoeveelheid organisch materiaal 04 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1

5 Dit kan per seizoen ook weer anders zijn. Omdat bodemdieren speciale eisen stellen aan hun leefgebied, is de samenstelling van bodemdieren wisselend per leefgebied en seizoen. Dit heeft effect op het functioneren van het ecosysteem. Het graaf-en pompgedrag verschilt namelijk per bodemdier. Daarom wisselt de bijdrage van bodemdieren aan de uitwisseling van nutriënten en zuurstof per leefgebied en seizoen. De leefgebieden van bodemdieren Zoutgehalte Eén van de belangrijkste factoren bij het bepalen van waar welk bodemdier zich bevindt, is het zoutgehalte. In het estuarium van de Schelde neemt het zoutgehalte geleidelijk af stroomopwaarts vanaf de monding. Dit resulteert ruwweg in een verdeling van drie verschillende zones: 1. Voorbij de mariene zone in het mondingsgebied begint een polyhaliene zone die ongeveer van Vlissingen tot Hansweert loopt; deze zone is het rijkst aan bodemdieren. 2. Een mesohaliene zone loopt tot het havengebied van Antwerpen; in deze zone komen minder soorten bodemdieren voor, maar vaak veel bij elkaar. 3. Daarop volgt een oligohaliene zone die geleidelijk overgaat naar zoet water; hier komen slechts enkele soorten bodemdieren voor. In het zoete deel neemt het aantal soorten bodemdieren weer toe. Zanderig of slibrijk Intergetijdengebieden zijn afhankelijk van de stroming zanderig of slibrijk. Langs het gehele estuarium zijn intergetijdengebieden te vinden. Per gebied verschilt ook de samenstelling van bodemdieren. Zo bevinden nonnetjes (Limecola balthica) zich vooral in zanderige sedimenten van de poly- en mesohaliene zone, terwijl in de slibrijke sedimenten van de oligohaliene zone vrijwel enkel borstelarme wormen (oligochaeten) voorkomen. Warm vs. koud De meeste bodemdieren komen in de zomer in hogere dichtheden voor dan in de winter. Ook gedragen ze zich anders. Zo graaft de veelkleurige zeeduizendpoot (Hediste diversicolor) dieper in de winter, waardoor het sediment meer wordt verplaatst. Slijkgarnalen (Corophium spp.) verminderen hun pompgedrag bij hoge dichtheden, waardoor ze in de zomer relatief minder bijdragen aan het pompen van water in de bodem. Afbeelding: Hediste diversicolor en schelp nonnetje. Afbeelding: vijf kokkels, twee nonnetjes. 05 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1

6 Effecten van veranderingen in de omgeving Nitraat en nitriet Aangezien de bijdrage van bodemdieren aan het functioneren van het ecosysteem sterk afhangt van de omgevingscondities, kan ook aangenomen worden dat wijzigingen in de omgeving een belangrijke invloed kunnen hebben. Zo kan een toename aan zwevend stof, bijvoorbeeld door stormen of door bagger- en stortactiviteiten, een negatief effect hebben op filtervoeders. Deze dieren filteren hun voedsel uit het water, maar riskeren bij hoge sedimentconcentraties dat hun voedingsstructuren verstoppen. Uit laboratoriumexperimenten met schelpkokerwormen (Lanice conchilega), die in het polyhaliene deel en de mondingszone van het estuarium voorkomen, blijkt dat het verhogen van de concentratie zwevend stof in de waterkolom inderdaad problemen kan veroorzaken. De wormen worden minder efficiënt in het selecteren van het juiste voedsel en moeten zo noodgedwongen hun activiteit verhogen, waardoor ze meer water door hun kokers pompen. Dit leidt uiteindelijk tot het vrijkomen van nitraat en nitriet in de waterkolom, die daar het ecosysteem kunnen beïnvloeden. Tijdens het experiment stierven geen wormen door de hoge sedimentconcentraties, maar dit kan bij langdurige blootstelling niet worden uitgesloten. Zuurstoftoevoer Als omgevingscondities door natuurlijke variaties of menselijke activiteiten veranderen, kan ook de sedimentatie op de bodem beïnvloed worden. Hierdoor kan bijvoorbeeld een extra sedimentlaag op de bodem worden afgezet. Dit vermindert de zuurstoftoevoer naar de bodemgemeenschap, wat vooral een probleem vormt voor minder mobiele soorten die van nature nabij het oppervlak leven. Actievere soorten zullen aanvankelijk nog een zuurstofrijke plek op kunnen zoeken, maar bij te dikke lagen wordt ook hun activiteit minder goed waarneembaar. De daling van de zuurstoftoevoer naar de bodemgemeenschap heeft niet alleen een negatieve invloed op de bodemdieren, maar ook op microben die een rol spelen bij belangrijke biochemische processen. Toepassen van de kennis Op welke manier wijzigingen in de sedimentatie het bodemecosysteem beïnvloeden hangt dus zowel af van de intensiteit van de verandering, als van de samenstelling van de bodemgemeenschappen. Op plaatsen waar minder of geen filtervoeders leven, zal een toename van zwevend stof een kleinere impact hebben, en gemeenschappen met meer mobiele soorten zijn waarschijnlijk robuuster tegen begraving. Het beter in kaart brengen van de relatie tussen bodemdieren in het Schelde-estuarium en de uitwisseling van stoffen tussen bodem en waterkolom, kan bovendien helpen om zones af te bakenen die belangrijk zijn voor het reguleren van de waterkwaliteit. Zo zou ook een beter oordeel kunnen geveld worden over mogelijke bescherming van deze zones tegen verstoringen. Conclusie Uit dit onderzoek blijkt duidelijk dat de bijdrage van bodemdieren aan het functioneren van het ecosysteem sterk afhangt van het leefgebied en de seizoenen. De nog weinig bekende verbanden tussen bodemdieren en het uitwisselen van stoffen werden aan het licht gebracht. Hoewel verder onderzoek nuttig kan zijn voor het verfijnen van deze inzichten, werpen de hier gevonden resultaten al een mooi licht op de samenhang tussen bodemdieren, de omgeving en het functioneren van het ecosysteem in het Schelde-estuarium. Het beter in kaart brengen van de relatie tussen bodemdieren in het Schelde-estuarium en de uitwisseling van stoffen tussen bodem en waterkolom, kan bovendien helpen om zones af te bakenen die belangrijk zijn voor het reguleren van de waterkwaliteit. 06 MAART 2019 JAARGANG 4, EDITIE 1