Kolonisatie van bodemgemeenschappen van zacht substraat in de Oosterschelde en Westerschelde na uitvoering van vooroeververdediging Eindversie 2016-04-26, Martine van den Heuvel-Greve, Marijn Tangelder, Tom Ysebaert, Mario de Kluijver. Review door Johan Craeymeersch. Inhoudsopgave 1. Inleiding... 1 Aanleiding... 1 Doel... 2 Aanpak... 2 2. Ontwikkeling bodemleven van zacht substraat... 3 Stroomsnelheid... 3 Sedimentatie... 4 Sedimentsamenstelling... 5 Zoutgehalte... 5 Levensgemeenschappen... 6 3. Westerschelde monitoringsresultaten... 11 Monitoring vooroeververdediging Westerschelde: wat hebben we tot nu toe geleerd?... 11 Toekomstige bestortingen Westerschelde... 12 4. Oosterschelde monitoringsresultaten... 15 Monitoring vooroeververdediging Westerschelde: wat hebben we tot nu toe geleerd?... 15 Toekomstige bestortingen Oosterschelde... 18 5. Discussie... 19 6. Conclusies... 21 Referenties... 22 Bijlagen... 23 Voorbeelden van kenmerkende klassen van bodemdiersoorten in de Oosterschelde en Westerschelde... 23 Details gemeenschappen BIOMON-analyse... 25 Westerschelde Cluster III locaties... 26 Oosterschelde Cluster III locaties... 34 1. Inleiding Aanleiding Om de dijken in de Oosterschelde en Westerschelde te versterken worden bestaande zachte substraten langs de oever overstort met hard steenachtig materiaal. Dit gebeurt grotendeels in het sublitoraal (beneden de laagwater lijn), al is op enkele locaties bestorting tot boven de laagwaterlijn nodig. Deze vooroeververdediging wordt in clusters uitgevoerd. Cluster-I en -II zijn inmiddels volbracht (zie tabel 2 en 5), Cluster-III is in voorbereiding. Door het storten van hard materiaal verdwijnt op deze plekken het oorspronkelijke bodemleven wat in en op het sediment leeft. Na de bestorting van de vooroever vallen fijne materialen (slib) uit het water neer op deze nieuwe harde ondergrond en wordt door stroming over de bodem zand aangevoerd. Hiermee wordt er een nieuwe zachte ondergrond gevormd die geschikt is voor de ontwikkeling van nieuw bodemleven. De snelheid van het ontwikkelen van nieuw bodemleven van zachte bodems hangt af van fysisch-chemische en biologische processen.
Doel Doel van deze notitie is om op een toegankelijke wijze inzicht te geven in de beschikbare informatie m.b.t. sedimentatie en kolonisatie van bodemleven in de Oosterschelde en Westerschelde na uitvoering van vooroeververdediging. Daarnaast wordt een inschatting gemaakt over de snelheid van sedimentatie en de ontwikkeling van nieuw bodemleven (kolonisatie) op de locaties waar vooroeververdedigingen in de Westerschelde en Oosterschelde zullen plaatsvinden. In deze notitie beperken we ons tot de bodemgemeenschappen van zacht substraat (met name dieren die in en op het sediment leven, het zogenaamde macrozoöbenthos, bodemdieren > 1 mm). Aanpak Eerst zijn op basis van bestaande literatuur de fysisch-chemische eigenschappen van de Westerschelde en de Oosterschelde in kaart gebracht die het voorkomen van bodemgemeenschappen beïnvloeden. Daarna wordt een algemene beschrijving gegeven van de bodemgemeenschappen van de Westerschelde en Oosterschelde. Belangrijke input voor deze beschrijving zijn: 1. De recentste ecotopenkaarten van de Westerschelde (2012) en Oosterschelde (2009). Deze kaarten geven een beeld van ecotopen die voorkomen in de Westerschelde en Oosterschelde. Een ecotoop vertegenwoordigt een landschapselement (boven dan wel onder water) met een relatief homogene ruimtelijke eenheid en eigenschappen. Hiermee geven ze een globaal inzicht in de ecotopen die voorkomen op de te verdedigen locaties. 2. Een gemeenschapsanalyse van de bodemdieren van de Westerschelde en Oosterschelde op basis van de recentste data uit de biologische monitoring binnen het MWTL-programma (BIOMON): 2013 en 2014. 3. De monitoring van effecten van vooroeververdediging (VOV) in de Oosterschelde en Westerschelde. De monitoring omvat onder andere het bepalen van bodemgemeenschappen om een beeld te krijgen van de effecten van de bestorting op zacht-substraatgemeenschappen (Tabel 1). Deze monitoring richt zich op de dieren die leven in het neergeslagen sediment op de nieuwe vooroever. In 2009 (Oosterschelde) is daartoe, voorafgaand aan de werkzaamheden van Cluster-I, op deze locaties een zogenaamd T0-onderzoek (T-nul) uitgevoerd, waarin de soortendiversiteit van flora en fauna op de te verdedigen vooroevers is bepaald. In de Westerschelde is in 2009 geen T0-onderzoek uitgevoerd maar is in 2010 wel een T0-meting voor Cluster-I locatie Borsele uitgevoerd. Na 2009 heeft in de Oosterschelde en in bepaalde jaren in de Westerschelde monitoring plaatsgevonden op VOV stortlocaties (zie monitoringsrapportages Van den Heuvel-Greve e.a., 2010; Van den Heuvel-Greve et al., 2011; Van den Heuvel-Greve et al., 2012, Van den Heuvel-Greve et al., 2013; Tangelder et al., 2014; Tangelder et al., 2015)(Tabel 1). Ook is in 2010, 2011 en 2013 monitoring uitgevoerd op sommige Cluster-II locaties waarbij T0-metingen zijn uitgevoerd voor locaties Burghsluis, Schelphoek en Zierikzee in de Oosterschelde, en Ellewoutsdijk en Hoedekenskerke in de Westerschelde. Momenteel is de vooroeververdediging van Cluster-III locaties in voorbereiding. In 2014 is voor Cluster-III locatie Wemeldinge in de Oosterschelde een T0-meting uitgevoerd. Om resultaten van de veldmonitoring verder te kunnen duiden is in 2015-2016 een gecontroleerde mesocosm studie uitgevoerd. 4. Een quickscan van soorten die voorkomen in de bovenste 10-15 cm van de bodem op locaties in de Westerschelde, waar momenteel voorbereiding plaatsvindt voor vooroeververdediging binnen Cluster-III. Op basis van bovenstaande onderdelen en aan de hand van expert judgement is vervolgens een inschatting gemaakt over de snelheid van de te verwachten sedimentatie en rekolonisatie op de Cluster- III locaties na vooroeververdediging in de Westerschelde en Oosterschelde. In de eerste helft van de notitie wordt de beschikbare informatie voor de Westerschelde weergegeven, in het tweede deel die voor de Oosterschelde. In de eindconclusies worden tevens de verschillen tussen Westerschelde en Oosterschelde weergegeven. 2
2. Ontwikkeling bodemleven van zacht substraat Bodemdieren (en larven hiervan) kunnen nieuw gevormd sediment koloniseren vanuit omliggende delen en andere gebieden (bv. Voordelta). De ontwikkeling in biodiversiteit en dichtheden van bodemdieren is dan weer in hoofdzaak afhankelijk van lokale omstandigheden. Voordat nieuwe zachtsubstraatgemeenschappen zich kunnen vestigen na een vooroeververdediging zal er eerst een nieuwe zachte ondergrond gevormd worden moeten door sedimentatieprocessen. Sedimentatie hangt af van stroming en beschikbaarheid van sediment in het water. Door de bestorting kunnen luwten worden gecreëerd. In deze luwten kan fijn materiaal ophopen. Daarnaast kan door verticaal zandtransport op de plekken met hogere stroomsnelheden grover zand het hard substraat bedekken. Belangrijke abiotische sturende factoren in de kolonisatie van sublitorale bodemgemeenschappen in de Westerschelde en Oosterschelde zijn hydrodynamiek (stroomsnelheid, en daaraan gekoppeld sedimentatie- en erosieprocessen, sedimentsamenstelling, troebelheid), zoutgehalte (dit laatste met name in de Westerschelde) en water diepte (Craeymeersch, 1999; Ysebaert e.a., 2003). Biologische factoren zijn onder andere de beschikbaarheid van voedsel (vaak algen en voor carnivoren een ontwikkeld bodemleven). Karakteristieken voor de Oosterschelde en Westerschelde staan weergeven in Tabel 1. Tabel 1. Jaarlijkse gemiddelde waarden voor de Westerschelde en Oosterschelde. De door - gescheiden Westerschelde waarden refereren naar de monding (rechts) en 80 km stroomopwaarts (links) (Cozzoli e.a., 2013). Water oppervlak (km 2 ) Getijde verschil (m) Getijde volume (m 3 x 10 9 ) Zoutgehalte ( ) Zout water volume (m 3 /s) Zwevende stof (mg/l) Westerschelde 310 5.20-3.82 1 2.5-29 104 101 Oosterschelde 351 3.25 0.88 30 25 25 Stroomsnelheid Stroomsnelheid is één van de belangrijkste sturende factor voor de verspreiding van bodemdiergemeenschappen in zacht substraat. Bij een hogere stroomsnelheid neemt het percentage grof zand in de bodem toe, en nemen soortenrijkdom, dichtheden en biomassa af (Craeymeersch, 1999). Zones waar gedurende bepaalde tijd relatief hoge maximale stroomsnelheden voorkomen worden geclassificeerd als hoogdynamisch en zones met lagere stroomsnelheden als laagdynamisch. Onder water heeft het bodemleven in laagdynamische zones een relatieve hoge diversiteit in tegenstelling tot hoogdynamische gebieden met een relatief lage diversiteit (Craeymeersch, 1999). De stroomsnelheid neemt over het algemeen toe bij toenemende diepte. De stroomsnelheid in de Westerschelde is relatief hoog, vooral in de vaargeulen (Figuur 1). Het doorstroomoppervlak van de geulen is in de afgelopen eeuw door menselijke ingrepen toegenomen in de oostelijke helft van de Westerschelde met ongeveer 50% (VNSC, 2014). In de rest van de Westerschelde is de omvang van de hoofdgeul ook toegenomen, maar is de mate van verandering minder groot geweest. De Westerschelde is een dynamisch systeem, waarin platen en geulen continu verschuiven. De input van zoet water vanuit de Schelde is gemiddeld 105 m 3 /seconde, en het getijvolume ongeveer 10 9 m 3 (Meire e.a., 1991). Het getijverschil in de Westerschelde ligt tussen de 3.8-5.2 m (Tabel 1), met een hoger getijverschil stroomopwaarts (Meire e.a., 1991). In de Westerschelde wordt de hoogste biomassa aangetroffen in het intergetijde (ondiepe) deel, waar een lagere stroomsnelheid heerst, en neemt de biomassa af naar de diepere delen, waar het harder stroomt (Craeymeersch, 1999; Ysebaert e.a., 2003; Ysebaert e.a. 2009). 3
Figuur 1. Globale impressie van de stroomsnelheid (in cm/s), links: Westerschelde (2012), rechts: Oosterschelde (2009/2010), en de werkvakken van Cluster-III (bron: onderliggende data van de ecotopenkaarten). Hoe donkerder de kleur blauw, hoe hoger de stroomsnelheid. De stroomsnelheden in de Oosterschelde (Figuur 1) verschillen sterk van de Westerschelde en is na de uitvoering van de Deltawerken eveneens ingrijpend veranderd. Het getijvolume in de Oosterschelde is afgenomen en stroomsnelheden zijn met 20-40% verminderd in het westelijk deel, centrale kom en oostelijk deel van het bekken, tot zelfs 80% in de noordelijke tak (Ten Brinke et al., 1994). Het getijverschil in de Oosterschelde is gemiddeld 3.25 m (Tabel 1). Het getijvolume en de daarmee gepaard gaande stroomsnelheden zijn sterk bepalend voor sediment transport, sedimentdynamiek (sedimentatieen erosieprocessen), en de ontwikkeling van bodemgemeenschappen in de Oosterschelde. Sedimentatie Sedimentatiesnelheden zijn sterk gerelateerd aan de stroming en worden ook beïnvloed door weersomstandigheden en menselijke ingrepen (zoals het baggeren en storten elders in het estuarium, inpolderingen en de aanleg van harde structuren). Aanvoer van sedimenten vindt op twee manieren plaats. Tijdens de kenteringen sedimenteren de fijne fracties zoals slib vanuit de waterkolom. Tussen de kenteringen, bij toenemende stroomsnelheden, worden de fijnere fracties afgevoerd en vinden horizontale transporten van grovere fracties zoals zand over de bodem plaats. Bij elk getij komen sedimentdeeltjes dus weer in de waterkolom terecht (resuspensie). Dit is het sterkste bij inkomend tij (Craeymeersch, 1999). In gebieden met sterke stroming zal weinig sedimentatie plaatsvinden of sedimentatie van grover sediment, terwijl in gebieden met lage stroming sneller en fijner materiaal kan neerdalen. In Figuur 2 is een overzicht opgenomen van sedimentatie en erosiegebieden de Westerschelde. Ingrepen in de sedimenthuishouding, zoals baggeren, terugstorten en winnen van zand, het transport van zand en slib door het getij hebben effect op de geulomvang en sedimentatie in de Westerschelde (VNSC, 2014). In de Oosterschelde zijn sedimentatiepatronen sterk veranderd na de uitvoering van de Deltawerken. Als gevolg van zandhonger vindt er transport plaats van zandige fracties van platen en slikken naar de geulen (Van Zanten en Adriaanse, 2008). Anderzijds vindt ophoping plaats van fijne slibfracties, die worden aangevoerd vanuit de Noordzee, op sommige vooroevers van dijken daar waar vroeger hard substraat aanwezig was (Ten Brinke et al., 1994). De hoeveelheid zwevende stof in de waterkolom ligt met 4-9 mg/l in de Oosterschelde veel lager dan in de Westerschelde (27-66 mg/l) (Meire e.a., 1991). De hoeveelheid zwevende stof beïnvloedt het doorzicht, waardoor er in de Oosterschelde een groter doorzicht (2.1-2.3 m) is in vergelijking tot de Westerschelde (0.2-0.8 m) (Meire e.a., 1991). 4
Figuur 2. Overzicht van de persistente ontwikkelingen in de monding van de Westerschelde en op de Voordelta, in de periode 1964-2004 (gebieden met voornamelijk erosie blauw, en gebieden met voornamelijk sedimentatie zijn rood, ongeacht de omvang in meters van de sedimentatie en erosie) (VNSC, 2014). Sedimentsamenstelling Sedimentsamenstelling (m.n. korrelgrootte en slibgehalte (fractie < 63 m)) is een belangrijke factor voor de aanwezigheid van bodemdieren (Craeymeersch, 1999; Ysebaert e.a., 2003). Sediment vormt de fysieke matrix waarin bodemdieren leven, voedsel verzamelen en tunnels graven (Cozzoli e.a., 2013). De ene soort houdt meer van een bodem met een hoog percentage aan kleine sedimentdeeltjes (slib) of organisch koolstof, terwijl andere soorten juist voorkomen in meer zandig sediment. De hoogste dichtheden, biomassa en aantal soorten worden over het algemeen gevonden bij enigszins slibrijk sediment (5-20% slib) (Cozzoli et al., 2013). Sediment korrelgrootte en voorkomende soorten zijn redelijk vergelijkbaar tussen Oosterschelde en Westerschelde, maar aantal en dominantie van soorten verschilt (Cozzoli e.a., 2013). Zoutgehalte Zoutgehalte is tevens van belang voor de verspreiding van bodemgemeenschappen, aangezien er soorten zijn die goed om kunnen gaan met verschillen of fluctuaties in zoutgehalte, terwijl anderen 5
soorten hierdoor niet in een bepaald gebied kunnen voorkomen. De Oosterschelde heeft een redelijk constant en hoog zoutgehalte, terwijl de Westerschelde door de continue aanvoer van zoet Scheldewater een gradiënt vertoont van zoeter water in het oosten (stroomopwaarts) naar een zoute zone in het westen (stroomafwaarts) (Figuur 3). Er zijn op basis van het zoutgehalte drie tot vier zones te onderscheiden in de Westerschelde: de westelijke mariene zone (polyhalien) een overgangszone in het midden (polyhalien) de oostelijke brakke zone (mesohalien, eventueel nog in tweeën te splitsen) (Ysebaert e.a., 2003). Afhankelijk van de zoet water aanvoer verschuiven de grenzen voor zoutgehalte per jaar in het bekken. Zoutgehalte bepaalt hiermee de grootschalige horizontale gradiënt van soorten in de Westerschelde. De hoeveelheid biomassa is over het algemeen hoger in het mariene (westelijk) deel van de Westerschelde in vergelijking tot het brakke (oostelijk) deel van de Westerschelde (in de periode 1978-1997 verzameld met Van Veen happer en Reineck box corer) (Ysebaert e.a., 2003). De Oosterschelde heeft een relatief stabiel zoutgehalte rond 30ppt, omdat door de uitvoering van de Deltawerken zoetwater aanvoer is geminimaliseerd (25m 3 /s) en de Oosterschelde veranderde van estuarium naar een zoute getijde baai (Nienhuis en Smaal, 1994). Figuur 3. Overzicht van het zoutgehalte ( ) in de Westerschelde (1992), en de werkvakken van Cluster-III. Levensgemeenschappen Bodemdieren zijn allemaal vroeger of later in hun leven afhankelijk van de waterbodem. Veel bodemdieren zijn in hun larvale stadium pelagiaal. Dat wil zeggen dat ze in de waterkolom zweven of zwemmen en zich dus via de waterkolom verspreiden, vaak over grote afstanden. Soorten kunnen op twee manieren de bodem koloniseren (Craeymeersch, 1999). Tijdens het larvale stadium, als ze zich hechten op de bodem om uit te groeien tot volwassen organismen (de zogenaamde primary settlement); daarbij zoeken ze bij voorkeur gebieden op met een lage stroomsnelheid. Na deze eerste settlement kunnen soorten zich nog verplaatsen, bijvoorbeeld naar gebieden met betere voedselvoorziening (de zogenaamde secondary settlement) in meer dynamische gebieden. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij schelpdieren zoals het nonnetje (Macoma balthica) en de kokkel (Cerastoderma edule). Favoriete gebieden voor primary en secondary settlement kunnen hiermee van elkaar verschillen. Er worden verschillende voedingstypes onderscheiden bij bodemdieren. Bodemdieren worden onderverdeeld in suspension of filter feeders die zich voeden uit de waterkolom (vb. mossel, kokkel, oester, tunicaten, zeepokken), deep deposit feeders (vb. vele wormen) en surface deposit feeders (vb. wadslakje, slijkgarnaaltje) die zich voeden met organisch materiaal dat zich op of in de bodem bevindt, 6
en interface feeders (vb. nonnetje). De laatste kunnen zich afwisselend als filter feeder of als surface deposit feeder gedragen. Verder onderscheidt men nog predatoren (vb. zandzager) en omnivoren (vb. zeeduizendpoot, die zich als predator, als deep deposit feeder en zelfs als filter feeder kan gedragen). Veel van de bodemdieren zijn suspension feeders. Zij domineren vaak de biomassa, zoals ook in de Westerschelde en Oosterschelde. Ze eten wat er uit de waterkolom aan organisch materiaal naar beneden dwarrelt, zoals algen (phytoplankton). In de Westerschelde is licht limiterend voor algengroei, vooral in de brakwaterzone waar de troebelheid toeneemt. De bodemdieren biomassa volgt de hoeveelheid voedsel met een hogere biomassa in het westen (monding), waar er meer licht is en een lagere biomassa in het oosten, waar het water veel troebeler is (Ysebaert e.a., 2003). Bodemdiersoorten die voorkomen in de Oosterschelde en Westerschelde zijn kenmerkend voor soorten die voorkomen in estuaria van noordwest Europa (zie Figuur 4 en bijlage voor een overzicht van veel voorkomende soorten in de Oosterschelde en Westerschelde). De soortenrijkdom van beide estuaria is vergelijkbaar, al heeft de Oosterschelde een iets hogere biodiversiteit (m.n. bij mosselbedden) en biomassa, en bevat de Westerschelde een aantal soorten die karakteristiek zijn voor de brak water zone (Meire e.a., 1991). In de Westerschelde domineren soorten met een voorkeur voor slib, terwijl in de Oosterschelde soorten domineren die een voorkeur hebben voor zand. Op grofzandige sedimenten in de Oosterschelde komt een hogere soortenrijkdom voor dan in de Westerschelde, omdat in de Westerschelde de stroomsnelheden zodanig hoog zijn dat soorten hier niet kunnen vestigen (Cozzoli e.a., 2013). Figuur 4. Gemiddelde biomassa (a) en relatieve aanwezigheid (occurrence) (b) in de monsters van de 25 meest voorkomende bodemdieren in de Westerschelde en Oosterschelde. Een * geeft een significant verschil aan tussen de bekkens (Cozzoli e.a., 2013). 7
De invloed van fysisch-chemische factoren op de ontwikkeling van het bodemleven van zacht substraat kan verder goed geïllustreerd worden aan de hand van ecotopenkaarten van de Westerschelde en Oosterschelde en gegevens van bodemgemeenschappen uit de biologische monitoring (MWTL-BIOMON). Ecotopenkaarten geven een beeld van ecotopen die voorkomen in de Westerschelde en Oosterschelde. Een ecotoop vertegenwoordigt een landschapselement (boven dan wel onder water) met relatief homogene ruimtelijke eenheid en eigenschapen. Bijvoorbeeld, het intergetijdengebied waar stroomsnelheden relatief laag zijn, wordt het ecotoop laagdynamisch litoraal genoemd. In Figuur 5 staat de ecotopenkaart van de Westerschelde en de Oosterschelde weergegeven. Hier wordt 0.8 m/s als grens gebruikt tussen laag en hoogdynamisch in het sublittoraal. De ecotopenkaart is een statische weergave van een dynamisch systeem en geeft een globaal overzicht van begrenzing van aanwezige ecotopen. In werkelijkheid verschuiven deze grenzen continu door de dynamiek in een systeem. Zowel in de Oosterschelde als Westerschelde komen hoogdynamische (sub)litorale en laagdynamische (sub)litorale ecotopen voor. Daarnaast is er hard substraat (steen of veen/klei), en hoger gelegen pionierszones of schorren. De verhoudingen waarin deze ecotopen voorkomen variëren echter per bekken. Zo komen in de Oosterschelde naar verhouding meer laagdynamische ecotopen voor (zowel diep als ondiep), terwijl dit ecotoop in de Westerschelde hoofdzakelijk beperkt is tot platen en oever zones (Figuur 5). De resultaten van de analyse van de recentste gegevens van de biologische monitoring (jaren 2013 en 2014) in deze bekkens staan weergegeven in Figuur 6 (voor kenmerkende soorten van deze gemeenschappen zie bijlage). Elke kleur en letter geeft een andere gemeenschap weer. Dezelfde kleuren en letters laten dus overeenkomstige gemeenschappen zien. In de Westerschelde laat de biologische monitoring een duidelijke geografische verspreiding van de sublitorale zacht substraat levensgemeenschappen zien: gemeenschappen A1 t/m C komen vooral voor in het westelijke mariene gebied, terwijl gemeenschappen D t/m F vooral in het oostelijke brakwater-gebied aanwezig zijn (Figuur 6) (De Kluijver & Van Broekhoven, 2016). Verschillende soorten wormen (polychaeten) zijn het sterkst vertegenwoordigd op de westelijke, mariene locaties. Op de oostelijke, meer brakke locaties neemt het aantal soorten schelpdieren en kreeftachtigen toe ten opzichte van de westelijke locaties. Waar op de westelijke locaties vooral lokale abiotische factoren (sterke stroming en erosie) een rol lijken te spelen in het aantal soorten en hun dichtheden op de meetstations, lijkt het zoutgehalte op de oostelijke locaties sturend voor de samenstelling van de bodemgemeenschappen. Wanneer de geografische verspreiding van de gemeenschappen uit de biologische monitoring (Figuur 6) wordt vergeleken met het zoutgehalte (Figuur 3) is te zien dat de gemeenschappen A1 t/m C zich in het zoute westelijke deel van het estuarium bevinden. Een relatie tussen het aantal soorten en hun dichtheden en de mate van dynamiek is op grond van de ecotopenkaarten niet eenduidig. De verspreiding van de gemeenschappen van de biologische monitoring is niet helemaal conform de ecotopenkaart (situatie 2012) wat laat zien dat de Westerschelde een dynamisch systeem is zonder scherpe en vaste begrenzingen van ecotopen. In het hoogdynamische, sublittorale gebied komen op basis van de biologische monitoring hoofdzakelijk soortenarme gemeenschappen voor. Op één locatie, nabij de Sloehaven, is een soortenrijke gemeenschap aangetroffen in het hoogdynamisch gebied. Deze gemeenschap wordt gedomineerd door anemonen en wormen (A3 gemeenschap, zie Figuur 6). In het laagdynamisch gebied komt vooral gemeenschap A1 (gedomineerd door wormen) voor (zie Figuur 6 en bijlage met dominante soorten). Gemeenschappen E1, E3 en E4 bevinden zich hoofdzakelijk in het oostelijke brakke deel, maar de meetstations van gemeenschap E2 bevinden zich volgens de ecotopenkaart in het mariene deel. Bij deze gemeenschappen is de relatie tussen de soortenrijkdom en mate van dynamiek niet duidelijk. Het niet (goed) leggen van een relatie tussen ecotopen en bodemgemeenschappen is ook eerder beschreven voor de Westerschelde door Craeymeersch (1999). In de Oosterschelde vertoont de verspreiding van zacht substraat gemeenschappen een ander beeld (Figuur 6). Hier zijn A1 en A3 de algemene gemeenschappen in het gehele bekken die gedomineerd worden door wormen. Deze gemeenschappen komen in zowel hoog- als laagdynamische gebieden voor volgens de ecotopen kaart (Figuur 5) (De Kluijver & Van Broekhoven, 2016). Uit verdere analyse blijkt dat gemeenschap A1 vaker in hoogdynamische gebieden voorkomt en gemeenschap A3 vaker in laag dynamische gebieden op een slibbige bodem. Gemeenschappen A2, B en C vertonen een meer specifieke verspreiding. Gemeenschap A2 kwam voor op de zandplaten, tussen 2.0 en 2.4 meter diepte. Gemeenschap B kwam vooral voor in het Mastgat en Zijpe voor op bodems met een hoog slibgehalte. Gemeenschap C vormt de oostelijke verspreidingsvariant van gemeenschap B met een hoger slibgehalte. 8
Figuur 5. Ecotopenkaart van de Oosterschelde (2009/2010) en Westerschelde (2012) met de werkvakken en stortlocaties van Cluster-III. 9
Figuur 6. Verdeling van de sublitorale zachtsubstraat gemeenschappen in 2013 en 2014 (De Kluijver e.a., 2016). Boven: Oosterschelde Onder: Westerschelde. De kleuren in het kaartje geven aan welke locaties overeenkomstige gemeenschappen hebben volgens de biologische monitoring. 10
3. Westerschelde monitoringsresultaten Monitoring vooroeververdediging Westerschelde: wat hebben we tot nu toe geleerd? In de Westerschelde zijn in 2009 (Cluster I), 2011 (Cluster-II.1) en in 2014 (Cluster-II.2) vooroeververdedigingsactiviteiten uitgevoerd (Tabel 2, zie bijlage voor een overzicht van alle jaren). Tabel 2. Overzicht van de perioden waarin vooroeververdedigingen hebben plaatsgevonden voor Cluster-I en II in de Westerschelde. Locaties Cluster Toplaag bestorting Periode van aanleg Golfzone* Stroomzone** Zuidwatering/Ritthem (west/midden/oost) I Breukstenen Staalslakken 11/08/2009 01/12/2009 Borsele I Breukstenen Staalslakken 27/07/2009 01/12/2009 Hoedekenskerke (haven/zuid/noord) II.1 Breukstenen Staalslakken 2011 Breskens II.2 Breukstenen Staalslakken 2014 Borsele II.2 Breukstenen Staalslakken 2014 Ellewoutsdijk II.2 Breukstenen Staalslakken 2014 Hoedekenskerke II.2 Breukstenen Staalslakken 2014 *Golfzone: vanaf de laagwaterlijn tot ca. 5 meter onder NAP, **stroomzone: beneden 5 meter NAP. In 2010, 2011 en 2014 is het bodemleven van zacht substraat bij o.a. locatie Ritthem (Cluster I) en Hoedekenskerke (Cluster II) en verschillende referentielocaties onderzocht (zie Tangelder et al., 2015). Dankzij dit onderzoek (wat ook in de Oosterschelde is uitgevoerd) kan inzicht verkregen worden in de ontwikkeling van bodemleven in het sediment wat neerslaat na het bestorten van de vooroever. In Figuur 7 staan de resultaten van de gemeenschapsanalyse weergegeven van het onderzoek in 2010,2011 en 2014 in de Westerschelde. De letters en kleuren staan voor een bepaald type gemeenschap die op die locatie en diepte is aangetroffen. Na twee tot drie jaar is er in ieder geval op de twee diepere bemonsteringspunten (7 en 15 meter) van de vooroevers voldoende sediment gevallen, waarin bodemdiergemeenschappen konden worden bepaald. Dit betekent een diepte van de sedimentlaag van minimaal 30 cm (diepte van een steekbuis). In de Westerschelde accumuleren fijne fracties niet, dit komt vermoedelijk omdat de stroomsnelheden in de Westerschelde zo hoog zijn waardoor deze fijne fracties worden afgevoerd (Tangelder et al., 2016 (in prep.)). Bij Cluster I locatie Ritthem zijn in 2011 en 2014 de soorten in de zachte bodem onderzocht, twee en vijf jaar na het bestorten van de vooroever (Figuur 7). Omdat hier geen T0 meting is gedaan kunnen geen conclusies getrokken worden over de effecten van bestorting. In 2014 is voor het eerst de soortenrijke gemeenschap B gevonden bij Ritthem-midden waar ook relatief hoge soortenrijkdom en dichtheden zijn waargenomen. Bij Cluster II.1 locatie Hoedekenskerke is de zachte bodem zowel voor als na het bestorten van de vooroever bemonsterd (Figuur 7). Hier treedt drie jaar na de bestorting van de vooroever (2014) duidelijk herstel op van de gemeenschap A2 op 7 en 15 meter in het nieuwe sediment dat op de harde vooroeverbestorting is neergeslagen. Dit is een soortenrijke gemeenschap gedomineerd door borstelwormen (Polychaeten) die vooral in het middendeel van de Westerschelde voorkomt. Zowel soortenrijkdom als dichtheden zijn echter nog aanzienlijk lager als bij naastgelegen referentielocatie Kapellebank waar deze gemeenschap ook is gevonden. Ook de soortenrijke gemeenschap C1 is nog niet terug gekeerd. Dit heeft vermoedelijk te maken met de veranderende sedimentatie patronen (hoger slibgehalte). Het is onduidelijk of verandering in sedimentatie te relateren is aan een mogelijke invloed van de bestorting. Wat echter duidelijk naar voren komt is dat het type materiaal wat gebruikt wordt voor bestortingen geen invloed heeft op de kolonisatie van bodemdier gemeenschappen. Voor meer details over de resultaten van dit onderzoek zie Tangelder et al (2015). 11
Figuur 7. Boven: Schematische verdeling van bodemgemeenschappen in de Westerschelde (van west naar oost) voor drie verschillende dieptes in de jaren 2009-2014 (uit: Tangelder e.a., 2015). Rit-w=Ritthem-west, Rit-m=Ritthem-midden, Rit-o=Ritthem-oost, R-Rit=Ritthem-referentie, Bor=Borsele, El-w=Ellewoutsdijk-west, El-m=Ellewoutsdijk-midden, El-h=Ellewoutsdijk-haven, Hd-z=Hoedekenskerke-zuid, Hd-h=Hoedekenskerkehaven, Hd-n=Hoedekenskerke-noord, Slijkpl=Slijkplaat, Paulina=Paulinaschor, Kapel=Kapellebank, Osse=Platten van Ossenisse. Onder: beschrijving van de bodemgemeenschappen voor dichtheid en aantal soorten. De kleuren in de tabel geven aan welke locaties overeenkomstige gemeenschappen hebben volgens de monitoring van de vooroevers. De verdeling van de sedimenten laat duidelijk zien dat op de mondingslocatie Ritthem de zandfractie 0.3-0.15 mm, al of niet met een verhoogde bijdrage van de fracties van <0.09 mm, dominant aanwezig is, maar dat op de meeste oostelijke locaties in het westelijke deel van de Westerschelde de sedimenten vooral bestaan uit fracties kleiner dan 0.09 mm (slib) (Figuur 7) (Tangelder et al., 2016 (in prep)). In erosiegebieden, zoals op de platen van Ossenisse, kunnen de sedimenten ook uit zand bestaan, met een lage bijdrage van de fijnere fracties. Verder oostwaarts is de samenstelling van de bodemsedimenten niet onderzocht, maar hier neemt het percentage aan fracties <0.063 mm sterk toe en wordt de bodem dus slibrijker (Ysebaert e.a., 2003). Toekomstige bestortingen Westerschelde De volgende ronde vooroeverbestortingen in de Westerschelde, Cluster III, zal op acht locaties plaatsvinden (Figuur 8 en Tabel 3). De stortlocaties Breskens-C, Eendragtpolder, Margarethapolder en Nieuwe-Neuzenpolder (Tabel 3) liggen volledig in het sublitoraal (permanent onder water). De stortlocaties Vlissingen, Kleine Huissenspolder, Molenpolder en Waarde-Westveerpolder worden tot de laagwaterlijn bestort. 12
Figuur 8. Locaties waar voor Cluster-III vooroeververdediging is gepland in de Westerschelde. Tabel 3. Detailinformatie m.b.t. de stortvakken van Cluster III. Werkvakken Lengte (m) Breedte (m) Opp. Werkgebied (ha) Diepte (m-nap) Diepte bestorting volgens profielschets (m-nap) Vlissingen 500 140 7 0-15 0-15 Breskens-C 565 213 11 0-20 -10-20 Nieuwe-Neuzenpolder 1430 200-250 31 0-30 -25-30 Margarethapolder 520 325 17 0-25 -20-35 Kleine Huissenspolder 1000 250 20 0-30 0-25 Eendragtpolder 1600 300 39 0-35 -20-30 Molenpolder 400 200 7 0-15 0-10 Waarde-Westveerpolder 450 175 8 0-10 0-10 Totaal werkvakken 140 Om inzicht te krijgen in de abiotische en biotische karakteristieken van Cluster III stortlocaties in de Westerschelde is informatie verzameld over plaatselijke diepte, diepteprofiel, stroomsnelheden en ecotopen. Voor de Cluster-III locaties zijn geen BIOMON bemonsterpunten beschikbaar, waardoor er geen directe relatie kan worden gelegd tussen BIOMON-gemeenschappen en Cluster-III locaties. Wel is er in januari 2016 een quick scan uitgevoerd in de Westerschelde om een grof beeld te krijgen van het bodemleven en bodemsubstraat van de te bestorten Cluster-III locaties t.b.v. de Passende Beoordeling (Jentink & Bijleveld, 2016). Hierbij is afgeweken van de MWTL standaard methodiek, waardoor de data niet aan de BIOMON-clustering kunnen worden toegevoegd. Met behulp van een Box-core (789 cm 2 ) zijn ongestoorde monsters genomen van de onderwaterbodem. De bovenste 10-15 cm van het verzamelde sediment is uit de Box-core geschept en gezeefd over een 500 mu zeef. Hierin is het aanwezige grote macrofauna bepaald aan boord. Er is geen kleuring uitgevoerd van het monster, waardoor hele kleine kreeftachtigen en wormen worden gemist. Verder is per monster het sedimenttype vastgelegd en bepaald of het om een hard of zacht substraattype gaat. In Tabel 4 staat de informatie die verzameld is van de abiotische en biotische karakteristieken van de te bestorten locaties binnen Cluster III in de Westerschelde weergegeven. In bijlage 1 zijn per locatie kaarten opgenomen met informatie over diepte, diepteprofiel, stroomsnelheden, ecotopen en resultaten van de quickscan (Jentink & Bijleveld, 2016) ter plaatse van het stortvak. 13
Tabel 4. Abiotische en biotische karakteristieken van de stortlocaties van Cluster III in de Westerschelde: stortdiepte (afgeleid uit multibeam opnames, Jentink & Bijleveld, 2016), zoutgehalte (o.b.v. zoutgehalte kaart 1992), stromingssnelheiden (modelberekening, als basis voor de ecotopenkaart 2012), dynamiek (o.b.v. ecotopenkaart 2012) en sediment en bodemdieren (o.b.v. de quick scan (Jentink & Bijleveld, 2016) en ecotopenkaart 2012). Locatie Stortdiepte (t.o.v. NAP) Zoutgehalte Maximale stroomsnelh eid Dynamiek Sediment Bodemdieren zacht substraat Vlissingen Breskens-C Ondiep tot diep (-5 tot -15 m) Diep (-10 tot -15 m) Marien Hoog (wordt lager dichter naar de kust toe) Grotendeels hoogdynamisch Marien Hoog (>100 cm/sec) Hoogdynamisc h Quick scan: Sediment: variërend van zand tot grof zand met schelpresten Quick scan: variërend van grof zand met schelpresten en kleibrokje, klei en slibhoudend zand Quick scan: arm Ecotopenkaart: geen informatie Quick scan: natuurlijk hard substraat (stenen bestorting) Ecotopenkaart: Hoogdynamisch sublitoraal / hard substraat Nieuw- Neuzenpolder Diep (-25 tot -30 m) Marien Hoog (>70 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Hoogdynamisc h sublitoraal Quick scan: variërend van grof zand, schelpresten tot slibhoudend zand Quick scan: geen leven tot een paar wapenwormen Ecotopenkaart: Hoogdynamisch sublitoraal Margarethapolder Molenpolder Kleine Huissenspolder Eendragtpolder Waarde- Westveerpolder Diep (-20 tot -35 m) Ondiep (0 tot - 25 m) Diep (-20 tot -30 m) Ondiep (0 tot - 10 m) Ondiep (0 tot - 10 m) Midden Laag tot hoog (<70 cm/sec tot <160 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Midden Laag tot hoog (<70 cm/sec tot <160 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Midden Hoog (>160 cm/sec) Hoogdynamisc h sublitoraal Midden Laag tot hoog (<70 cm/sec tot ~160 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Brak Laag tot hoog (<70 cm/sec tot 130 cm/sec) (wordt lager dichter naar de kust toe) Laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Laag tot hoogdynamisch (sub)litoraal Quick scan: variërend van zandig slib met oesters, alleen oesters, bakstenen Quick scan: variërend van zand met schelpen en organisch materiaal, zand Quick scan: grof zand, zand met schelpen en stenen Quick scan: grof zand, grof zand met schelpen (bemonsterd buiten het stortvak?) Quick scan: Zand met kleibrokken, klei met schelpen en organisch materiaal Quick scan: relatief rijk vanwege oesterbank (hard sub.) Ecotopenkaart: Laag tot hoogdynamisch sublitoraal Quick scan: arm (maar niet op ondiepere plekken gemonsterd) Ecotopenkaart: Hoogdynamisch sublitoraal Quick scan: arm m.u.v. hard substraat monster (rijker) Ecotopenkaart: Hoogdynamisch sublitoraal Quick scan: arm (vanwege praktische redenen bemonsterd buiten/op de rand van het stortvak) Ecotopenkaart: Hoogdynamisch sublitoraal, hard substraat veen/klei, hard substraat steen Quick scan: Arm tot rijker met snoerwormen en nonnetjes Ecotopenkaart: Hoogdynamisch (sub)litoraal 14
4. Oosterschelde monitoringsresultaten Monitoring vooroeververdediging Westerschelde: wat hebben we tot nu toe geleerd? In de Oosterschelde zijn in 2009 (Cluster I), 2014 (Cluster-II.2) vooroeververdedigingsactiviteiten uitgevoerd (Tabel 5). Tabel 5. Overzicht van de perioden waarin vooroeververdedigingen hebben plaatsgevonden voor Cluster-I en II in de Westerschelde. Locaties Cluster Toplaag bestorting Periode van aanleg Golfzone* Stroomzone** Schelphoek I Breuksteen Staalslakken 16/12/2009 29/03/2010 (west/midden/oost) Cauwersinlaag/ Lokkersnol-oost I Breuksteen Staalslakken 01/12/2009 22/01/2010 Zuidhoek-De Val/Zeelandbrug (west/midden/oost) I Breuksteen West: staalslakken met daarop een ecorif van breuksteen in verschillende vormen Midden: staalslakken met daarop breuksteen rondom de pijlers Oost: staalslakken met breuksteen in de golfzone 07/12/2009 23/02/2010 Burghsluis I.2 Breuksteen Zeegrind 2014 Schelphoek I.2 Breuksteen Zeegrind 2014 (Schelphoek-westII) Zierikzee I.2 Breuksteen Zeegrind 2014 Oost-Bevelandpolder III Onbekend onbekend 2017/2018 Wemeldinge (west/oost) III Onbekend onbekend 2017/2018 *Golfzone: vanaf de laagwaterlijn tot ca. 5 meter onder NAP, **stroomzone: beneden 5 meter NAP. Van 2009-2015 is o.a. monitoring uitgevoerd op stort- en referentielocaties in de Oosterschelde. Bij locatie Zeelandbrug (Cluster) zijn ieder jaar de zacht substraat gemeenschappen onderzocht en bij andere stortlocaties is in sommige jaren onderzoek gedaan (zie Tangelder et al., 2015 en Tangelder et al., 2016 (in prep.)). In Figuur 9 staan de resultaten van de analyse van zacht substraat gemeenschappen weergegeven in de Oosterschelde. De letters en kleuren staan voor een bepaald type gemeenschap die op die locatie en diepte is aangetroffen. Binnen een half jaar tot een jaar na uitvoering zijn de eerste soorten bodemdieren aangetroffen in het zachte substraat daar waar een nieuwe sedimentlaag zich heeft gevormd op de nieuwe ondergrond (Schelphoek-oost en Zeelandbrug-oost). Na anderhalf tot twee jaar na uitvoering is op sommige plekken (vooral in de diepere zone) een eerste herstel opgetreden van bodemdiergemeenschappen, zowel op staalslakken als op breuksteen hoewel de samenstelling van de gemeenschap nog niet hetzelfde was dan voor de uitvoering van de bestorting. Deze zacht substraat gemeenschappen hebben zich in de jaren daarna nog verder ontwikkeld met een toename van soorten en dichtheden. Circa 3-5 jaar na de bestorting is dit herstel nog duidelijker. Zes jaar na het aanbrengen van de bestorting bij de Zeelandbrug en Lokkersnol is de soortenrijke B gemeenschap zelfs op alle diepten terug gekeerd (Tangelder et al, 2016 (in prep.)). Deze B gemeenschap bij de Zeelandbrug is in 2015 veranderd ten opzichte van vorige jaren en maakt een ontwikkeling door. Los van de vooroeverbestortingen zijn er omgevingsvariabelen die het voorkomen van soorten sterk kunnen beïnvloeden zoals veranderingen in sedimentatiepatronen en meer sedimentatie van slib. Ook een strenge winter kan een populatie verstoren (Coosen et al., 1994). Uit de monitoring blijkt dat het type materiaal wat gebruikt wordt voor bestortingen geen invloed heeft op de kolonisatie van bodemdier gemeenschappen. Naast de monitoring is in 2015-2016 een mesocosm studie uitgevoerd. Ook hierin had het gebruikte testmateriaal (zeegrind, breuksteen, staalslak) geen aantoonbare invloed op de infauna gemeenschap (Foekema e.a., 2016, in prep). Vergelijking tussen de gemeenschappen van de monitoring van de vooroeververdediging en de biologische monitoring (BIOMON) is lastig, omdat bemonsteringsmethoden (steekbuizen versus boxcore) en de manier waarop de monsters gedetermineerd zijn (tot op verschillende taxonomische niveaus) zodanig uiteen lopen dat de gemeenschappen niet één op één te vergelijken zijn. Wat wel zichtbaar is dat de B2 en A5 gemeenschappen uit de monitoring van de vooroevers hoge similariteit vertonen met de A3 gemeenschap uit de BIOMON, met veelal dezelfde dominante soorten. 15
In 2015 is een proef uitgevoerd met sedimentvallen op acht vooroevers in de monding, Hammen en centrale kom (tussen 3m en 15m diepte) in de Oosterschelde (De Kluijver, 2016). Hieruit blijkt dat sedimentatiepatronen afhankelijk zijn van het weertype (vnl. windkracht en windrichting). Sedimentatie van slibfracties is met westelijke wind het hoogste in monding-noord en het Hammen. Het horizontaal transport van zandig materiaal is het hoogste in de noordelijke monding en bij Wemeldinge. Met matige oostelijke wind heeft ook bij Wemeldinge relatief hoge sedimentatie van slibfracties plaatsgevonden (De Kluijver, 2016). Na uitvoering van de vooroeverbestorting op Cluster I locaties Zeelandbrug, Cauwersinlaag en Schelphoek met staalslakken en breuksteen is anderhalf-twee jaar later bijna overal (tussen 3-15m diepte) een sedimentlaag van 30 cm of dikker gevormd op de nieuwe bestorting (Van den Heuvel-Greve et al., 2012). Bij de Zeelandbrug accumuleerde het sediment alleen op luwe plekken en was de bestorting niet volledig onder gesedimenteerd. Dit toont aan dat het zacht substraat in dit deel van de Oosterschelde relatief snel terugkeert na het bestorten van de vooroever. Op alle locaties sedimenteert fijn slib tijdens de kentering vanuit de waterkolom, de mate waarin het sediment wordt afgevoerd in de stromingsfase bepaalt wat voor type sediment er blijft liggen. Op vooroevers langs stroomgeulen (Schaar van Colijn) wordt zandig sediment aangetroffen tot fijnzandig in de zuidelijke centrale kom langs de kust van Zuid-Beveland en Tholen. In het Hammen en de ondiepe zones van de monding en centrale kom domineren slibfracties (De Kluijver, 2016). Uit de monitoring blijkt dat de meest soortenrijke gemeenschap bij de Zeelandbrug voorkomt op een fijn zandige tot slibbige bodem (met een optimum tussen 40-60% droge stof). In een zeer slibbige bodem met een laag percentage droge stof komt een soortenarmere gemeenschap dan in een bodem met een hoger droog stof gehalte met zandfracties en minder organische stof. Met betrekking tot eventuele uitloging van zware metalen uit het vooroeververdedigingsmateriaal zijn tijdens de monitoring rond stortlocaties geen aanwijzingen gevonden dat de bodemgemeenschappen op de substraten of in/op de nabijgelegen zachte sedimenten op een directe wijze beïnvloed worden door uitlogende stoffen uit staalslakken of breukstenen (Tangelder e.a., 2015). Dit komt overeen met de bevindingen in de mesocosmstudie (2015-2016), waar zelfs bij een lage waterverversing geen effecten op de benthosgemeenschap zijn aangetoond (Foekema e.a., 2016, in prep). 16
stations bij clustering t/m 2015 OS-2009 Sch-w Sch-o Lok-a Lok-b Zeel-w Zeel-m Zeel-o 0-5 A1 A5 A5 A5 B2 A5 5.1-10 B1 B1 A5 A6 B2 A5 >10.1 B1 B1 B2 B2 B2 B1 Uitvoering vooroeververdediging Cluster I najaar 2009 OS-2010 Burgh-wSch-wII Sch-o Zeel-o 0-5 B1 A1 M 5.1-10 G B1 O >10.1 A1 B1 I D OS-2011 Wb Sch-w Sch-m Sch-o Lok Zie Zeel-w Zeel-m Zeel-o Zb 0-5 B1 E B2 A5 B1 E B2 E G G 5.1-10 B1 B1 A5 A5 B1 N B1 A5 A5 A5 >10.1 B1 B1 B2 B1 A5 B2 A7 B2 B2 B2 A5 oud B2 B2 B2 B2 T0 meting Schelphoek en Zeelandbrug T1 T2 ecorif B2 B2 ecorif B2 B2 B2 B2 ecorif B2 Sophia Zandh Katsh 0-5 B1 G A5 5.1-10 B1 H A5 >10.1 B1 B1 B1 OS-2012 Wb Zeel-w Zeel-m Zeel-o Zb 0-5 E B2 B2 E A5 5.1-10 I B2 B2 B2 A5 >10.1 E B2 B2 B2 A5 oud B2 B2 B2 OS-2013 Wb Zie Zeel-w Zeel-m Zeel-o Zb 0-5 E A5 A6 B2 A5 H 5.1-10 A5 - B2 A5 B2 A5 >10.1 B3 K B2 B2 B2 H oud B2 B2 B2 OS-2014 Wb Sch-wII Sch-w Sch-m Sch-o Zeel-w Zeel-m Zeel-o Zb 0-5 B1 A4 A5 A5 A4 B2 D A5 A5 5.1-10 D B1 A5 A5 H B2 A5 B2 A5 >10.1 B1 B1 E B2 B2 B2 B2 B2 A5 oud B2 B3 B2 T3 T4 T5 We-w We-o Gor 0-5 B2 A5 H 5.1-10 A5 H H >10.1 B2 H H 30 B2 Uitvoering vooroeververdediging Cluster II najaar 2014 T0 meting Wemeldinge OS-2015 Wb Lok Zeel-w Zeel-m Zeel-o Zb 0-5 A5 B2 B2 B2 B2 B1 5.1-10 A7 B2 B2 B2 B2 A5 >10.1 G B2 B2 B2 B2 A5 T6 oud B2 B2 B2 B2 A1 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 D E G H I K M N O leeg gemiddeld aantal soorten 7 5 10 15 5 15 24 17 12 4 4 6 5 3 1 1 1 0 dichtheid 4219 703 3889 2687 326 4574 12573 3064 1574 1055 964 898 452 301 50 50 50 0 totaal aantal soorten 12 8 70 22 7 95 163 27 29 13 15 26 9 3 1 1 1 1 n stations 3 2 38 2 2 27 72 2 3 8 5 9 2 1 1 1 1 1 Figuur 9. Boven: Schematische verdeling van bodemgemeenschappen in de Oosterschelde (van west naar oost) voor drie verschillende dieptes in de jaren 2009-2015 (uit: Tangelder e.a., 2016 (in prep.)). In de kantlijn staan de diepten (m) aangegeven. De kleuren corresponderen met typen gemeenschappen die zijn aangetroffen. Wb = Westbout, Burgh-w = Burghsluis-west, Sch-wII = Schelphoek-westII, Sch-w= Schelphoekwest, Sch-m = Schelphoek-midden, Sch-o = Schelphoek-oost, Lok-a = Lokkersnol-a, Lok-b = Lokkersnol-b, Zie = Zierikzee, Zeel-w= Zeelandbrug-west, Zee-m = Zeelandbrug-midden, Zee-o = Zeelandbrug-oost, Zb = Zuidbout, Sophia = Sophiahaven, Zandh = Zandhoek, Katsh = Katshoek. Onder: beschrijving van de bodemgemeenschappen voor dichtheid en aantal soorten. De kleuren in de tabel geven aan welke locaties overeenkomstige gemeenschappen hebben volgens de monitoring van de vooroevers. 17
Toekomstige bestortingen Oosterschelde Cluster III van de vooroeverbestortingen in de Oosterschelde zal op drie locaties plaatsvinden langs de noordkust van Zuid-Beveland (Figuur 10): Oost Bevelandpolder, Wemeldinge-West en Wemeldinge-Oost. Om inzicht te krijgen in de abiotische en biotische karakteristieken van Cluster III stortlocaties in de Oosterschelde is informatie verzameld over plaatselijke diepte, diepteprofiel, stroomsnelheden en ecotopen. Op locatie Wemeldinge-Oost en Wemeldinge-West is in 2014 het sediment bemonsterd en onderzocht op bodemsoorten tussen 0-10 meter NAP. Op locatie Wemeldinge-West is ook een diep meetstation op 30 meter NAP bemonstert (zie Figuur 9). In Tabel 6 staat deze verzamelde informatie weergegeven. In bijlage 1 zijn per locatie kaarten opgenomen met informatie over diepte, diepteprofiel, stroomsnelheden, ecotopen. Figuur 10. Locaties waar voor Cluster-III vooroeververdediging is gepland in de Oosterschelde. 18
Tabel 6. Abiotische en biotische karakteristieken van de stortlocaties van Cluster III in de Oosterschelde: stortdiepte (afgeleid uit dwarsprofielen RWS), maximale stromingssnelheden (afgeleid uit kaarten RWS), dynamiek (o.b.v. ecotopenkaart 2009) en sediment en bodemdieren (uit gegevens monitoring vooroevers (Tangelder et al., 2016 (in prep.)) en ecotopenkaart). Locatie Stortdiepte (t.o.v. NAP) Maximale stroomsnelheid (cm/s) Dynamiek Sediment Bodemdieren zacht substraat Oost Bevelandpolder Wemeldinge West Diep (-25 tot -45 m) Diep (-25 tot -40 m) Hoog (>70 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Hoog (>70 cm/sec)(wordt lager dichter naar de kust toe) Laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Geen gegevens Zeer fijn zand tussen 0-30 meter NAP Monitoring: geen gegevens Ecotopenkaart:Diep laag tot grotendeels hoogdynamisch sublitoraal Monitoring: soortenrijke gemeenschap B gedomineerd door wormen soorten met hoge dichtheden op 30m NAP en een soortenarmere gemeenschap A5 met hoger slib gehalte tussen 5 en 10 m NAP. Wemeldinge Oost Ondiep (0 tot -20m) Laag tot hoog (<70 tot <100)(wordt lager dichter naar de kust toe) Hoog tot grotendeels laagdynamisch Slib in de ondiepe zone en zeer fijn zand tussen 5 en 10 meter NAP Ecotopenkaart:Diep laag tot hoogdynamisch sublitoraal Monitoring: gemeenschap A5 van een slibrijke bodem met relatief lage dichtheden in de ondiepe zone tot 5m NAP en een typische komgemeenschap H in de diepere delen Ecotopenkaart: ondiep tot diep laagdynamisch sublitoraal Op de te verdedigen vooroevers kwamen in 2013 en 2014 de gemeenschappen A1 en A3 voor. Het zijn de meest soortenrijke gemeenschappen in de Oosterschelde, die algemeen voorkomen. Tezamen zijn zij op 83% van de meetstations gevonden. Gemeenschap A1, met gemiddeld 12.1 soorten per station, kwam op 56% van de stations voor, en gemeenschap A3, met gemiddeld 31.7 soorten per station, op 27% van de stations. 5. Discussie Deze notitie geeft een overzicht van de belangrijkste beschikbare informatie over sedimentatie en kolonisatie van bodemleven van zacht substraat in de Ooster- en Westerschelde na vooroeververdediging. Fysisch-chemische factoren De literatuurstudie en monitoringsdata geven aan dat abiotische factoren (stroomsnelheid, sedimentdynamiek (sedimentatie- en erosieprocessen, sedimentbeweging), diepte en zoutgehalte) sturend zijn voor de verspreiding van het bodemleven in zachte substraten. Stroomsnelheid is de belangrijkste sturende factor voor verspreiding van bodemdiergemeenschappen van zacht substraat. Het percentage grof zand in de bodem neemt toe met toenemende stroomsnelheden en soortenrijkdom, dichtheden en biomassa nemen af. Onder water vertoont het bodemleven een relatieve hoge diversiteit in laagdynamische zones in tegenstelling tot hoogdynamische gebieden met een relatief lage diversiteit. Daarnaast blijkt ook het zoutgehalte een sturende factor te zijn in een estuarium als de Westerschelde. In de Oosterschelde is het zoutgehalte min of meer constant vanwege beperkte zoetwater aanvoer en daarom geen belangrijke sturende factor. Onderzoek in de Westerschelde heeft aangetoond dat de hoogste diversiteit en biomassa in het zoute deel van het estuarium wordt aangetroffen en dat soortenrijkdom geleidelijk afneemt naarmate het water brakker wordt. Ook uit de monitoring van vooroevers komt naar voren dat er een zonering van gemeenschappen bestaat in de Westerschelde. Dit wordt verder onderbouwd door de analyse van de data uit de biologische monitoring waarin wordt aangetoond dat er een zonering bestaat van westelijke mariene gemeenschappen naar oostelijke brakke gemeenschappen. De Oosterschelde heeft een heel ander karakter, omdat het geen estuarium meer is. Na de uitvoering van de Deltawerken is het getijvolume afgenomen en zijn stroomsnelheden verminderd met gemiddeld 30%. Slib krijgt de kans om te accumuleren in bepaalde zones zoals vooroevers van dijken, met name in de Hammen, terwijl het proces van zandhonger zorgt voor transport van zand van de ondiepe delen (intergetijdengebieden) naar de geulen. 19
Effecten van vooroeverbestortingen Dankzij monitoring van vooroeverbestortingen sinds 2009 is kennis opgedaan over effect en herstel van bodemdiergemeenschappen in de Ooster- en Westerschelde. Hieruit komt naar voren dat vooroeverbestortingen in eerste instantie een duidelijke invloed hebben op bodemgemeenschappen van het zacht substraat. Door het overstorten van de zachte bodem met hard substraat verdwijnen de oorspronkelijke levensgemeenschappen. Monitoring van vooroeverbestortingen (2009-2014) laat zien dat na circa 3-5 jaar na de bestorting herstel kan optreden van zacht substraat en diversiteit en dichtheden van bodemdieren op verdedigde locaties in de Westerschelde en Oosterschelde. Met name de dieper gelegen meetstations (7 en 15 meter) lijken gezien de monitoringsresultaten het snelst te koloniseren, en er lijkt herstel op te treden hoewel samenstelling van gemeenschappen, aantallen en dichtheden (nog) niet hetzelfde zijn als in de T0-situatie voor bestorten. Bodemdieren profiteren van het nieuw gevormd habitat in de kuilen van de bestorting waar sediment neerslaat. Een heterogeen patroon van zacht en hard habitat kan (tijdelijk) voor meer diversiteit in soorten zorgen ten opzichte van de T0- situatie. Het materiaal dat gebruikt wordt bij vooroeververdediging (breukstenen, staalslakken, zeegrind) laat zowel in de veldmonitoring als in een mesocosm studie geen invloed zien op de bodemgemeenschappen, die zich ontwikkelen in het nieuwe zachte substraat dat op de harde ondergrond neer is gevallen. Evenmin is eventuele uitloging van zware metalen uit het gebruikte materiaal bepalend voor de samenstelling van de bodemgemeenschap, gezien de resultaten van de veldmonitoring en de mesocosm studie. Wel kunnen structuren als ecoriffen op de vooroeververdediging de sedimentatiesnelheid en sedimentsamenstelling beïnvloeden, en hiermee de kolonisatie en samenstelling van bodemgemeenschappen. Veranderende sedimentatiepatronen zorgen voor verschuivingen in bodemgemeenschappen, ook op de referentielocaties. Jaarlijks vinden er, onafhankelijk van de vooroeververdedigingsactiviteiten, fluctuaties in soortenrijkdom en dichtheden plaats in bodemgemeenschappen, doordat er constant veranderingen plaatsvinden in hydro- en morfodynamiek van de Wester- en Oosterschelde en tevens door biologische variatie (auto-ecologie, populatiedynamiek, effect van strenge winters). Cluster III locaties: vooruitblik Westerschelde Als de Cluster-III locaties zich gedragen als Cluster-I en Cluster-II.1 in de Westerschelde kunnen de bestortingen binnen twee tot drie jaar onder sedimenteren, afhankelijk van de lokale stroming en sedimentatieprocessen. Sedimentatie zal naar verwachting sneller gaan in de diepste delen en minder snel naar het ondiepe toe. Stortlocaties Waarde-Westveerpolder, Molenpolder, Kleine Huissenspolder en Vlissingen liggen (deels) ondieper dan 10 meter beneden NAP en sedimenteren mogelijk langzamer dan de dieper gelegen stort vakken (Nieuw-Neuzenpolder, Margarethapolder, Eendragtpolder en Breskens-C). Dit is uiteraard afhankelijk van lokale omstandigheden en dit valt niet met zekerheid te voorspellen. De ontwikkeling van gemeenschappen in het nieuw gevormde sediment is voornamelijk afhankelijk van het type sediment dat zich op het stortvak gevormd heeft. Qua bodemgesteldheid is over het algemeen het oosten van de Westerschelde slibrijker (alhoewel er lokaal op erosiegebieden ook grof zand voorkomt) en bestaat de bodem in de monding met name uit grover zand. Dit heeft invloed op het type bodemgemeenschappen dat zal ontwikkelen in en op het sediment. Naast de ruimtelijke verschillen tussen het oostelijk en westelijk deel van de Westerschelde is de verwachting dat er ook verschillen in gemeenschappen in het diepte profiel zullen optreden waar de stroomsnelheid over het algemeen hoger is. Enkele van de stortvakken komen tot het litoraal (Kleine Huissenspolder, Molenpolder, Waarde- Westveerpolder en Vlissingen) en bevinden zich voor een (klein) deel in het laagdynamische sublitoraal/litoraal (Molenpolder, Waarde-Westveerpolder). De overige delen liggen in hoogdynamisch gebied. De verwachting is dat het bodemleven in de hoogdynamische zones over het algemeen een relatief lage diversiteit zal vertonen in vergelijking tot de laagdynamische delen van de stortvakken. De stortvakken in de Westerschelde zijn voor een (groot) deel gelegen in hoogdynamisch gebied. Dit beeld wordt 20