Thema: ecosysteem consequenties van het verlies van biobouwers (en mogelijkheden voor herstel) ZKO project (gefinanc. door NWO): experimenteel onderzoek naar interactie tussen wadpieren, garnalen, schelpdieren en vogels
“Waddensleutels” project (ingediend bij Waddenfonds):
Han Olff – Rijksuniversiteit Groningen
Getijdebasins (kombergingsgebieden) 18,000 ha (71% droogv.)
28,000 ha (69 % droogv.)
19,000 ha (71 % droogv)
70,000 ha (52% droogv.)
63,000 ha (17% droogv.) Totaal litoraal + sublitoraal: 260,000 ha
49,000 ha (40% droogv) 17,000 ha (74 % droogv)
A current ‘abiotically driven’ spatial distribution of fine sediment?
Data: Zwarts 2004 / Rijkswaterstaat
A current ‘abiotically driven’ spatial distribution of fine sediment that has replaced a ‘biotically driven’ distribution?
Data: Zwarts 2004 / Rijkswaterstaat
Biobouwers: soorten “maken” hun abiotische omgeving
Reise 1985
Verandering in abiotische gradienten Consequentie vroegerverlies van biobouwers: meer uniformiteit, minder biodiversiteit hoog water
mosselbank laag water zandplaat
Lage slibvlakte
zandplaat
Zeegras veld
Hoge slibvlakte
kwelder
nu hoog water
laag water
zandplaat
Hoge slibvlakte
kwelder
Flow-dependent multiple stable states in sediment stability
Thema: ecosysteem consequenties van het verlies van biobouwers (en mogelijkheden voor herstel) ZKO project (gefinanc. door NWO): experimenteel onderzoek naar interactie tussen wadpieren, garnalen, schelpdieren en vogels Vraag: bewijs voor meerdere stabiele toestanden en non-lineariteiten? “Waddensleutels” project (ingediend bij Waddenfonds): a) Verhelpen van bottlenecks bij herstel van littorale mosselbanken (herstel in combinatie met procesonderzoek) b) Bepaling van ruimtelijke variatie in structuur voedselweb van de waddenzee c) Opstellen van nieuw natuurkwaliteit en kansrijkdom kaarten op basis van sleutelprocessen
Vertical dimension, increasing trophic level, body size
Mogelijke voedselwebstructuur waddenzee Chemolithotroph-based toppredators
spec. predators
detritusbased toppred.
spec. predators
spec. predators
bacterivores bacterivores chemolithotrophic bacteria
sulfatereducing bacteria
H2S HSCO2
SO4-2
mixed toppredators
Plant-based toppredators
Specialist predators
mixed mesopredators
mixed microbivores
fungi vores
Mycorrhizae
suspended phot. bact. & microalgae
heterotrophic bacteria
labile fine detritus
Mega herbivores
Grazers
microbial crusts microphytobenthos
saprophytic fungti
macroalgae, seagrasses,
resistant fine detritus 5
macro detrivores
coarse detritus
Solar radiation
Horizontal dimension, increasing structural support, C/N ratio, body size, longevity, detrital fragment size Olff et al (in press) Proc Roy Soc Biol Sci B
• Low turbidity • Many seagrass and mussel beds • Complex food web
• High turbidity • Few seagrass and mussel beds • Simple food web
Ecosystem state
Potential multiple stable state dynamics due to feedbacks
Recovery
Collapse Disturbance intensity (sediment disturbance, eutrophication)
Relative abundance
Reef building filter feeders Mytilus Ostrea Sessilia e
Free living filter feeders Cerastoderma Free living deposit feeders nc a b Sediment feeders Macoma, Mya tur Corophium Arenicola
dim e s
dis t en
m
Fine texture (clay)
p eso
red
r at o
re
bir
e* s a le
red p d
Sediment stability
on i t a
Coarse texture
2a
10 m
3
4 2c 2b
2b
2b
2b
Treatments ZKO project 1) Control (no treatment) 2) Sediment destabilisation by mechanical dredging 3) Sediment stabilisation with shell fragments hold down by a net First removal of lugworms and bivalves, then add 4) lugworms (Arenicola) 5) cockles (Cerastoderma) and mussels (Mytilus) 6) Removal control, no addition
Deelstudies ZKO project A human-driven regime shift through the loss of ecosystem engineers? (RuG-NIOZ-NIOO) 1) Interacties tussen schelpdieren, wormen en sedimenteigenschappen (Els van der Zee, aio) 2) Ruimtelijke drempelwaarden voor stabiliteit van litorale mosselbanken (Quan-Xing Lui, aio) 3) Voedselweb relaties tussen vissen, krabben en garnalen in relatie tot substraatstabilitiet (Serena Donadi, aio) 4) Integratie: betekenis van biobouwers voor functioneren van Wadden ecosysteem(Tjisse van der Heide, postdoc)
A current ‘abiotically driven’ spatial distribution of fine sediment?
Data: Zwarts 2004 / Rijkswaterstaat
