Wiki Ecologische Waterbeoordeling WEW-lid? Log dan vooral in:
B. Technisch deel > 4. Instrumenten   |   vorige  |  volgende 
  Geschiedenis
Lezen
Bewerken
Overleg

5. Milieu- en habitat preferenties macrofauna

Milieu- en habitatpreferenties

Achtergrond

Niet elk organisme kan in alle watertypen voorkomen; soorten hebben allerlei eigenschappen om bepaalde milieuomstandigheden te overleven of juist niet. Om dit mogelijk te maken hebben ze allerlei functionele aanpassingen oftewel ‘traits’, bijvoorbeeld de manier waarop ze ademhalen: kieuwen, een ademhalingsbuis, luchtbel of door de huid. De aanpassingen hebben een direct verband met de plek waar de dieren voorkomen en hoe succesvol ze daar zijn; is er weinig zuurstof aanwezig in het water, dan heeft ademhaling via kieuwen of de huid weinig zin, terwijl zuurstof uit de lucht halen met een adembuis wel goed werkt. Een ander voorbeeld is stroming, om te voorkomen dat dieren wegspoelen in stromend water bestaan er verschillende aanpassingen, zoals een zuignap, een afgeplat lichaam of sterke klauwen. Elke soort heeft zo een breed scala aan aanpassingen, variërend van de manier van voortbewegen, voortplanten tot hoe de levenscyclus verloopt. Vergelijkbare combinaties van eigenschappen komen vaak terug in soorten die leven in hetzelfde milieu, omdat aanpassingen in de loop van de tijd steeds verder zijn geëvolueerd en daarmee geoptimaliseerd. Ook bestaan er de zogenoemde trade-offs: een investering van een soort in een bepaalde eigenschap kan ten koste gaan van de mogelijkheid tot investering in een andere eigenschap, waardoor bepaalde eigenschappen elkaar uitsluiten.

Beschikbare gegevens

Kennis van de aanpassingen die organismen hebben betekent dus kennis van de oorzakelijke factoren die spelen in een waterlichaam. Het blijkt dat voor de macrofauna uiteindelijk maar een beperkt aantal factoren een doorslaggevende rol speelt in aquatische systemen; de belangrijkste zijn zuurstof, stroming, temperatuur, droogval, zoutgehalte, zuurgraad en substraat/structuur. We weten maar voor een beperkt aantal soorten waar de exacte tolerantiegrenzen (in termen van extremen, timing tijdens de levenscyclus, duur, frequentie) liggen voor deze parameters. Gelukkig wordt een tussenoplossing geboden via kennis van de verspreiding van soorten. Op basis van veldwaarnemingen is bekend binnen welke range van omstandigheden soorten worden gevonden. Dit worden milieu- en habitatpreferenties genoemd. De subgroep Autecologie van de Werkgroep Ecologisch Waterbeheer heeft deze gegevens samengevoegd tot een databestand (http://www.wew.nu/publicaties.php) (Verberk et al. 2012). In dit bestand zijn gegevens te vinden voor de volgende parameters:

  • Zoutgehalte
  • Zuurgraad
  • Droogval
  • Stroomsnelheid
  • Substraat
  • Diepte
  • Oppervlakte
  • Saprobie
  • Trofie

Toepassing

Wanneer men weet welke macrofauna in een water voorkomt, kan men met de kennis van hun milieu- en habitatpreferenties dit water typeren qua zoutgehalte, zuurgraad, droogval, stroomsnelheid en de andere hierboven genoemde parameters. Voor elke parameter kan men een zogenaamd preferentieprofiel opstellen. Dit profiel weerspiegelt het aandeel macrofaunasoorten met voorkeur voor een bepaalde range van de betreffende parameter (Figuur 1). In het boekje van Verberk c.s. (2012) staat een aantal voorbeelden genoemd.



Figuur 1: Preferentieprofielen voor stroomsnelheid en substraat, voor drie verschillende beken (Uit: Verberk et al. 2012)



Multimetric amoebe

Achtergrond

Informatie over hun milieu- en habitatpreferenties is een afgeleide van de eigenlijke aanpassingen die de soorten hebben aan de verschillende milieufactoren. Gevolg is dat afzonderlijke parameters niet altijd één op één vertaald kunnen worden naar de echt sturende milieufactoren. Bijvoorbeeld de factor stroming op basis van habitatpreferenties maakt geen onderscheid tussen de fysieke noodzaak van stroming, bijvoorbeeld om zich te voeden (kriebelmuggen van het genus Simulium zijn voor hun voedselvoorziening afhankelijk van stroming, omdat ze met waaiervormige monddelen deeltjes uit het water zweven) en een hoge zuurstofbehoefte (veel soorten leven in stromend water omdat hier meer zuurstof aanwezig is dan in stilstaand water, maar hebben de stroming zelf niet nodig). Om dit probleem te verminderen kan gewerkt worden met combinaties van preferenties, waarbij bijvoorbeeld de preferentie voor stroming (stroming + zuurstof) en organische belasting (saprobie; tolerantie voor lage zuurstofgehalten) gecombineerd kunnen worden.


Het maken van dit soort combinaties van indicatiewaarden past in de lijn van de wetenschappelijke ontwikkelingen in het beoordelen van de ecologische kwaliteit van waterlichamen op basis van macrofauna, namelijk het gebruik maken van meetbare onderdelen of processen binnen een ecosysteem waarvan aangetoond is dat het op een voorspelbare manier verandert als gevolg van menselijke verstoring: de zogenoemde metrics (Karr & Chu 1999). In deze lijn is voor beken is de zogenoemde ‘multimetric-amoebe’ (MM-amoebe beken) ontwikkeld door Ralf Verdonschot en Piet Verdonschot van Alterra. Hierin zijn zowel de milieu- en habitatpreferenties als de soortenrijkdom van indicatoren gekoppeld aan vier sleutelcomponenten van een beekecosysteem, namelijk stroming, structuren, stoffen en soorten (5-S model; Verdonschot 1995). Voor elke sleutelcomponent zijn telkens één of twee metrics gekozen die de belangrijkste gradiënten weergeven van ‘natuurlijke’ ongestoorde naar gedegradeerde of sterk beïnvloede systemen.

De amoebe

De zeven metrics waaruit de MM-amoebe beken bestaat zijn:

  1. Rheofilie (Stroming). Index die de preferentie van soorten voor bepaalde stroomsnelheden aangeeft en die varieert van soorten die alleen in stilstaand water voorkomen tot soorten die alleen op plekken met hoge stroomsnelheden leven. Een laag aandeel rheofiele soorten geeft aan dat de stroomsnelheid zeer laag is of dat er stagnatie optreedt.
  2. Aantal kokerjuffer (Trichoptera) genera (Soorten): Index die kokerjuffers gebruikt omdat kokerjuffers een goede indicator zijn voor de ecologische kwaliteit van aquatische systemen, zowel voor stromende als stilstaande wateren. Een laag aantal soorten terwijl de andere metrics goed scoren, duidt op een dispersieprobleem: de omstandigheden zijn goed maar de soorten die bij de omstandigheden horen, kunnen de locatie niet bereiken.
  3. Aantal haften (Ephemeroptera) en steenvliegen (Plecoptera) genera (Soorten): Index die de aanwezigheid van veel haften en steenvliegen genera gebruikt omdat die typerend voor stromend water met een hoge ecologische waarde zijn. Een laag aantal soorten terwijl de andere metrics goed scoren, duidt op een dispersieprobleem: de omstandigheden zijn goed maar de soorten die bij de omstandigheden horen, kunnen de locatie niet bereiken.
  4. Aandeel waterplanten-bewonende soorten (Structuren): Ten opzichte van stromende wateren herbergen moerassen, sloten, afgesloten beekarmen en andere stilstaande plantenrijke wateren een hoog aandeel fytomacrofauna. Deze index gebruikt soorten die waterplanten nodig hebben om te kunnen leven, bijvoorbeeld voor voortplanting, emergentie, vestigingssubstraat en voedselvoorziening. Massale waterplantengroei is negatief in een beeksysteem en is vaak het gevolg van een combinatie van te weinig beschaduwing van het beeksysteem, een verstoorde hydrologie en veel voedingsstoffen.
  5. Aandeel slib-bewonende soorten (Structuren): Verslibbing, bijvoorbeeld als gevolg van stagnatie, leidt tot een grote toename van soorten die leven in of zich voeden met slib. Deze index is hierop gebaseerd.
  6. Saprobie (Stoffen): Index waarin de gevoeligheid van soorten voor organische belasting en de daarmee gepaard gaande lage zuurstofbeschikbaarheid en het vrijkomen van toxische verbindingen verwerkt is.
  7. Saliniteit (Stoffen): Index waarin de gevoeligheid van soorten voor hoge ionen-concentraties, waaronder chloride, verwerkt is. Hoge of wisselende ionen-concentraties duiden op verstoringen zoals het inlaten van gebiedsvreemd water of inspoeling van stoffen vanaf aanliggende landbouwgronden. Veel soorten zijn hier slecht tegen bestand.

Toepassing

Om de metrics onderling te kunnen vergelijken zijn de scores lineair geschaald van 0 naar 1 en hiervoor geijkt op een reeks Nederlandse wateren met een toenemende mate van verstoring. Er worden vijf scoreklassen onderscheiden: 0-0.2 = uitstekend, 0.2-0.4 = goed, 0.4-0.6 = middelmatig, 0.6-0.8 = slecht, 0.8-1.0 = zeer slecht. Deze uitkomst wordt weergegeven in een zogenoemd amoebe-diagram (Figuur 2). In het diagram wordt aan de hand van metrics voor de verschillende componenten weergegeven of deze onder druk staan, wat gevisualiseerd wordt als een uitstulping (vandaar de naam amoebe) in het diagram (Figuur 3). In het voorbeeld vertelt de macrofauna ons dat de beek een te lage stroomsnelheid heeft en dat er te veel waterplanten voorkomen in de stroomgeul. Op basis van deze diagnose kunnen passende maatregelen genomen worden om de situatie te verbeteren, zoals in dit geval beschaduwen om waterplantengroei tegen te gaan en het verkleinen van de stroomgeul om sterkere en meer continue stroming te realiseren.

 

Figuur 2: De multimetric-amoebe beken integreert de sleutelcomponenten van beekecosystemen op basis van ecologische preferenties en soortenrijkdom van macrofaunasoorten.

 

Figuur 3: Voorbeeld score beeksysteem, de ‘uitstulpingen’ geven de ernst van de problemen weer.

 

Literatuur

  • Karr, J.R and E.W. Chu. 1999. Restoring life in running waters: better biological monitoring. Island Press, Washington, D.C.
  • Verberk, W.C.E.P., Verdonschot, P.F.M., van Haaren, T., van Maanen, B. (2012). Milieu- en habitatpreferenties van Nederlandse zoetwatermacrofauna. WEW Themanummer 23, Van de Garde-Jémé, Eindhoven. 32 pp.
  • Verdonschot, P.F.M. (1995). Beken stromen. Leidraad voor ecologisch beekherstel. Werkgroep Ecologisch Waterbeheer, Subgroep Beekherstel, Publicatie WEW-06/Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer, Publicatie 95-03, Utrecht.

 

 


Bijgewerkt: 18 maart 2016   door: Ronald Bijkerk - versie 4
Grootste bijdrage door: Ralf Verdonschot ( 91 % )
Tweede lezer: Ronald Bijkerk
Openbaar: voor iedereen zichtbaar