Algenbloeien in ondiepe kustsystemen: trends en risico s

Transcriptie

1 VLIZ studiedag 24 mei 2011 Algenbloeien in ondiepe kustsystemen: trends en risico s Koen Sabbe Vakgroep Biologie Universiteit Gent

2 Intro Wat zijn micro-algen, algenbloeien en plaagalgen? Wat is de huidige situatie aan de Belgische kust wat betreft bloeien van (plaag)algen? Wat kunnen we verwachten in de toekomst: impact kustinrichting, global change,...?

3 Planten: de basis van voedselketens op land...

4 ... dankzij het proces van fotosynthese chlorofyl H CO 2 koolhydraten + O 2 vetten, eiwitten, DNA,... + voedingsstoffen (N, P,...) primaire productie

5 Micro-algen vervullen de rol van planten in de zee... micro-algen fytoplankton 50 % van totale PP op aarde!

6 ... en vormen er de basis van de mariene voedselketens

7 Enorme diversiteit Si Phaeocystis of schuimalg dinoflagellaten of pantserwieren diatomeeën of kiezelwieren

8 Algenbloeien: een natuurlijk fenomeen...

9 ...of onnatuurlijk, bv. veroorzaakt door eutrofiëring

10 Onschadelijke en schadelijke algenbloeien harmful algal blooms (HABs), red tides - plaagalgen

11 Onschadelijke en schadelijke algenbloeien Massale bloeien licht, zuurstof, schuimvorming (< schuimalg), verstoppen voedselapparaat of kieuwen,...

12 Onschadelijke en schadelijke algenbloeien Toxische algen: vooral dinoflagellaten en diatomeeën Productie van neurotoxines die accumuleren in schelpdieren en vis: amnesic shellfish poisoning (ASP), diarrhetic shellfish poisoning (DSP), paralytic shellfish poisoning (PSP),... Totale economische kost enorm: ± 860 miljoen per jaar (Europa)

13 Welke factoren veroorzaken algenbloeien? Licht - troebelheid licht Temperatuur CO 2 Voedingsstoffen: N, P, Si (CO 2 ) - eutrofiëring troebelheid Hydrodynamiek: mixing, troebelheid, aanvoer en uitwisseling voedingsstoffen, stratificatie... mixing Weer en klimaat... begrazing Begrazing N, P, Si

14 Stratificatie hogere temperatuur lagere hydrodynamiek mixing N, P, Si O 2 N, P, Si diatomeeën dinoflagellaten

15 Welke factoren veroorzaken algenbloeien? Margalef s mandala met normale sequentie (blauw) en red tide sequentie (rood)(aangepast van Boyd et al. 2010)

16 Algenbloeien aan de Belgische kust Belgische kust complexe hydrodynamiek, sterke mixing, troebel eutrofiëring (afkomstig van Schelde, Somme en Seine) Eutrofiëringsstatus Noordzee (voor 2002, Lenhart et al. 2010)

17 Algenbloeien aan de Belgische kust ruimtelijke en seizoenale complexiteit in stroming, troebelheid en zoutgehalte (Arndt et al. 2011)

18 Algenbloeien aan de Belgische kust Chlorofyll a concentrations of W01, W02, W03 ( ) concentration (µg/l) Nov-07 Dec-07 Jan-08 Feb-08 Mar1-08 Mar2-08 Mar3-08 Apr1-08 Apr2-08 Apr3-08 May1-08 May2-08 Jun-08 Jul-08 Aug-08 Sep-08 Oct-08 Dec1-08 Dec2-08 Jan-09 Mar1-09 Mar2-09 Mar3-09 Apr1-09 Apr2-09 Apr3-09 May1-09 May2-09 May3-09 Jun-09 Jul-09 Aug-09 Sep-09 Oct-09 Dec-09 Jan-10 Feb-10 Mar1-10 Mar2-10 Mar3-10 Apr1-10 Apr2-10 Apr3-10 May1-10 May2-10 Jun-10 Jul-10 Aug-10 Sep-10 Oct-10 W01 W02 W03

19 Algenbloeien aan de Belgische kust: Phaeocystis vs diatomeeën Dominantie van Phaeocystis en diatomeeën (> 90 %): relatief belang van beide groepen fluctueert van jaar tot jaar Si-limitatie Lancelot et al. (2007)

20 Algenbloeien aan de Belgische kust: Phaeocystis vs diatomeeën Phaeocystis-bloeien: nog niet helemaal begrepen... Van oorsprong natuurlijk fenomeen... maar toename door eutrofiëring (N en P afkomstig van Schelde, Somme en Seine) Relatief tekort aan Si veroorzaakt verschuiving naar Phaeocystis: N:Si idealiter 1, maar nu >>> 1 Ook duidelijke link met lange-termijn klimaatfenomenen (bv. Noord Atlantische Oscillatie - NAO) Kolonievorming!

21 Algenbloeien aan de Belgische kust: Phaeocystis vs diatomeeën gemodelleerde reconstructie voor Phaeocystis aantallen, N en P Lancelot et al. (2009)

22 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien Voorkomen van toxische algenbloeien Dinophysis, Gymnodinium, Prorocentrum, Alexandrium, Pseudo-nitzschia (PSP, DSP, ASP) Nederland en België: regelmatige overschrijding van grenswaarden voor toxische algen, met stopzetting oogsten en verkoop als gevolg.

23 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien Oorzaken van toxische algenbloeien complex en soortspecifiek! Eutrofiëring verstoring balans Si:N:P diatomeeën en toename toxiciteit Toename temperatuur Toename stratificatie

24 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien Waarden van indicator of coastal eutrophication potential met aanduiding gebieden met verhoogd risico op plaagalgen (Billen et al. 2011)

25 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien Toename van toxische algenbloeien wereldwijd Eutrofiëring Verspreiding door mens (ballastwater, aquacultuur) Verstoring mariene voedselweb door overbevissing global change Onbekende factoren, bv. polluenten?

26 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien

27 Algenbloeien aan de Belgische kust: toxische bloeien Verschuivingen in voorkomen van plaagalgen t.g.v. klimaatverandering (Hallegraeff 2010)

28 Algenbloeien aan de Belgische kust: toekomstscenario s? Erg complex, veel interacties (incl. positieve en negatieve terugkoppelingen), maar toch enkele scenario s...

29 global change precipitatie - runoff temperatuur pollutie (mest, riool, etc.) aquacultuur overbevissing kust-hydrodynamiek (reductie, luwtes) eutrofiëring verstoring nutriëntbalans lichtdoordringing klimaatsystemen (cf. NAO) wijziging ecosysteemstructuur baggerwerken pollutie (andere polluenten) stratificatie? plaagalgen