Search

In deze studie werd de performantie van de huidige indexen voor macro-invertebraten (de Multimetrische Macro-Invertebraat Index Vlaanderen – MMIF) en fytobenthos (Procentuele Abundantie van Impact Sensitieve en Impact Geassiocieerde Diatomeeën – PISIAD) geëvalueerd voor het Vlaamse watertype polderwaterlopen (P) met opsplitsing in zoete (Pz) en brakke (Pb) polderwaterlopen. Eveneens werd de fysicochemie van zoete en brakke polderwaterlopen met elkaar vergeleken. Op basis van chlorideconcentraties werd vastgesteld dat enkele waterlichamen die aangeduid staan als type Pb zouden moeten behoren tot het type Pz. Hiervoor werd een voorstel tot wijziging geformuleerd. De PISIAD-index bleek onvoldoende te presteren voor beide types. Voor een zinnige verandering in klasseindeling (de renspercentages van IA en IS taxa) werd namelijk geen bewijs gevonden Het werd duidelijk dat de MMIF voor de zoete(re) punten een associatie heeft met de waterkwaliteit. Voor brakke lopen vertoonde de MMIF geen zinvolle correlatie met de fysisch-chemische karakteristieken, maar eveneens werden er geen goede vervangindexen gevonden Er werd aangeraden om meer onderzoek te doen naar soortgemeenschappe in plaats van familie- en genus-gemeenschappen in brakke polderlopen. Vooral het effect van zoutfluctuatie dient hierin te worden meegenomen.

Zowel de Marker Horizons, als de Surface Elevation Table’s en de Marker Palen geven nog steeds aan dat een sterke opslibbing van het gebied gaande is. De trend die in 2014 reed opgemerkt werd, met name de vermindering van de hoeveelheid jaarlijks afgezette sediment, werd verder doorgetrokken in 2015. De verklaring hiervoor is dat de meeste slikken zich niet ver meer onder de gemiddelde hoogwaterlijn bevinden. Verwacht wordt dat de sedimentatiesnelheden de komende jaren nog verder zullen dalen. Voor de vegetatie is dit positief nieuws. Nu al merken we in het noordwestelijke gedeelte van het gebied, het gebied met de laagste sedimentatiesnelheden, een voorzichtige ontwikkeling van de diverse schorvegetaties op. Andere delen hebben anderzijds nog steeds te lijden onder de hoge sedimentatiesnelheden, waardoor vegetaties niet de kans hebben om de stukken te koloniseren. Een aantal algemene tot schaarse schorrensoorten hebben het gebied ondertussen weten te vinden en zetten de eerste stapjes in het kolonisatieproces. Andere zeldzame, maar te verwachten schorrensoorten, hebben het gebied nog niet ontdekt. Dit is niet geheel onlogisch daar de meeste van deze soorten typisch pas verschijnen in de latere successiestadia van de vegetatie. Verwacht wordt dat het dan ook maar een kwestie van tijd is tot de meeste van deze soorten Burchtse Weel weten te koloniseren.

In high-latitude fjord ecosystems, the spring bloom accounts for a major part of the annual primary production and thus provides a crucial energy supply to the marine food web. However, the environmental factors that control the timing and intensity of these spring blooms remain uncertain. In 2013, we studied the spring bloom dynamics in Godthabsfjord, a large fjord system adjacent to the Greenland Ice Sheet. Our surveys revealed that the spring bloom did not initiate in the inner stratified part of the fjord system but only started farther away from tidewater outlet glaciers. A combination of out-fjord winds and coastal inflows drove an upwelling in the inner part of the fjord during spring (April-May), which supplied nutrient-rich water to the surface layer. This surface water was subsequently transported out-fjord, and due to this circulation regime, the biomass accumulation of phytoplankton was displaced away from the glaciers. In late May, the upwelling weakened and the dominant wind direction changed, thus reversing the direction of the surface water transport. Warmer water was now transported toward the inner fjord, and a bloom was observed close to the glacier terminus. Overall, our findings imply that the timing, intensity, and location of the spring blooms in Godthabsfjord are controlled by a combination of upwelling strength and wind forcing. Together with sea ice cover, the hydrodynamic regime hence plays a crucial role in structuring food web dynamics of the fjord ecosystem.

Despite increasing recognition of the relevance of biological cycling for Si cycling in ecosystems and for Si export from soils to fluvial systems, effects of human cultivation on the Si cycle are still relatively understudied. Here we examined stable Si isotope (δ(30)Si) signatures in soil water samples across a temperate land use gradient. We show that - independent of geological and climatological variation - there is a depletion in light isotopes in soil water of intensive croplands and managed grasslands relative to native forests. Furthermore, our data suggest a divergence in δ(30)Si signatures along the land use change gradient, highlighting the imprint of vegetation cover, human cultivation and intensity of disturbance on δ(30)Si patterns, on top of more conventionally acknowledged drivers (i.e. mineralogy and climate).

Deelstudie 9 volgt de ontwikkeling op in estuariene herstelprojecten. Hierbij kunnen we twee types monitoring onderscheiden: onderzoeksmonitoring en projectmonitoring. In Lippenbroek wordt onderzoeksmonitoring verricht in het kader van OMES. In een zeer gedetailleerde proefopzet wordt de ontwikkeling van het gebied opgevolgd, met als doel kennis te vergaren. Lippenbroek is immers het eerste gecontroleerd overstromingsgebied met gecontroleerd gereduceerd getij. Een tweede type van monitoring vormt de projectmonitoring. Deze monitoring is minder intensief en gaat via een aantal sleutelparameters hoe de gebieden evolueren. Binnen OMES worden Bergenmeersen, Burchtse en Bazel opgevolgd.

Despite increasing recognition of the relevance of biological cycling for Si cycling in ecosystems and for Si export from soils to fluvial systems, effects of human cultivation on the Si cycle are still relatively understudied. Here we examined stable Si isotope (d30Si) signatures in soil water samples across a temperate land use gradient. We show that – independent of geological and climatological variation – there is a depletion in light isotopes in soil water of intensive croplands and managed grasslands relative to native forests. Furthermore, our data suggest a divergence in d30Si signatures along the land use change gradient, highlighting the imprint of vegetation cover, human cultivation and intensity of disturbance on d30Si patterns, on top of more conventionally acknowledged drivers (i.e. mineralogy and climate).

Water Quality

Based on an analysis in the frequency domain of the governing equation of oxygen dynamics in aquatic systems, we derive a new method for estimating gross primary production (GPP) from oxygen time series. The central result of this article is a relation between time averaged GPP and the amplitude of the diel harmonic in an oxygen time series. We call this relation the Fourier method for estimating GPP. To assess the performance and accuracy of the method, we generate synthetic oxygen time series with a series of gradually more complex models, and compare the result with simulated GPP. We demonstrate that the method is applicable in systems with a range of rates of mixing, airwater exchange and primary production. We also apply the new method to oxygen time series from the Scheldt estuary (Belgium) and compare it with 14C-based GPP measurements. We demonstrate the Fourier method is particularly suited for estimating GPP in estuarine and coastal systems where tidal advection has a large imprint in observed oxygen concentrations. As such it enlarges the number of systems where GPP can be estimated from in situ oxygen concentrations. By shifting the focus to the frequency domain, we also gain some useful insights on the effect of observational error and of stochastic drivers of oxygen dynamics on metabolic estimates derived from oxygen time series.

De ecosysteemdienst regulatie waterkwaliteit (mbt. nutriënten) wordt optimaal geleverd in de overgang tussen zuurstofrijke en zuurstofarme omstandigheden in de (water)bodem of in het sediment, die vaak voorkomen in moerassige gebieden.De mechanismen van nutriëntenverwijdering en hun biologische componenten zijn vrij goed gekend maar door de grote ruimtelijke variatie moeilijk in kaart te brengen op grote schaal.De vraag naar stikstof- en fosfor verwijdering uit afval- en oppervlaktewater is erg hoog door de hoge emissies van nutriënten door huishoudens, industrie en landbouw naar het milieu, en de daaruit volgende slechte toestand van de waterlichamen.Een groot deel van de huishoudelijke en industriële vuilvracht wordt gezuiverd in waterzuiveringsstations, maar deze zuivering is momenteel niet voldoende om, samen met het huidige zelfzuiverend vermogenaan de kwaliteitsnormen voor oppervlaktewater (vraag) te voldoen.Het vermogen tot regulatie van waterkwaliteit door ecosystemen wordt verlaagd door hun slechte ecologische en hydromorfologische toestand.Weloverwogen morfologische en hydrologische ingrepen in oeverzones en waterlopen kunnen het zelfzuiverend vermogen van ecosystemen sterk doen toenemen en kunnen een mogelijk efficiënte maatregel zijn om de waterkwaliteit verder te verbeteren.Een monetaire waardering van regulatie waterkwaliteit is eventueel mogelijk via vermeden boetes of het milieukostenmodel, maar de grootste waarde van deze dienst ligt echter in het ondersteunen van een (verbeterde) levering van andere ecosysteemdiensten.Een verbeterde ecologische en morfologische toestand van waterlopen en oeverzones kan mee zorgen voor een hogere biodiversiteitswaarde en een betere levering van andere ecosysteemdiensten.De dienst regulatie waterkwaliteit, met de maatregelen qua aanbod, vraag en gebruik, valt beleidsmatig perfect onder de kaderrichtlijn water en gerelateerde normen en beheermaatregelen. De grote hoeveelheden beschikbare data en indicatoren zouden mits doorgedreven analyse, aanvullend onderzoek en invulling van een aantal belangrijke kennishiaten kunnen worden gebruikt om effectieve indicatoren voor deze ecosysteemdienst te ontwikkelen.

Waterproductie omvat het geheel van hydrologische en ecologische processen die productie van voldoende kwaliteitsvol water voor menselijk gebruik ondersteunen.Vlaanderen kampt met een “ernstig watertekort”, de beschikbaarheid van water per persoon is zeer laag in vergelijking met de andere OESO landen. Duurzaam gebruik van water is dus erg belangrijk. Tal van sectoren hangen af van waterproductie van verschillende kwaliteit: zoet of zout, en in verschillende zuiveringsgraden afhankelijk van het gebruik. Verbruik is het gebruik van water dat daarna niet meer beschikbaar is. De grootste (zoet oppervlakte-) waterverbruikers zijn de scheepvaart, de energiesector en de industriesector (samen 90%).Data over grondwaterverbruik en oppervlaktewaterverbruik zitten verspreid over verschillende administraties en zijn vaak moeilijk vergelijkbaar want gemeten met verschillende bedoelingen. Zowel de aanbodprocessen als de gebruikseffecten voor beide bronnen zijn sterk grensoverschrijdend. Ruimtelijke indicatoren voor deelprocessen kunnen wel worden opgesteld.De data van de watermaatschappijen laten toe trends in aanbod en gebruik van drinkwater na te gaan, maar deze volumes vormen slechts een klein gedeelte van het totale waterverbruik.Gespannen grondwaterlagen zijn erg kwetsbaar voor niet-duurzame ontginning. Hierbij wordt rekening gehouden met de aanvullingssnelheid en met mogelijke negatieve effecten op waterafhankelijke habitats.Verandering in landgebruik is de belangrijkste driver voor wijzigingen in het aanbod van deze ESD. Ook wetgeving speelt een belangrijke rol, zoals de kaderrichtlijn water, en de normen rond waterkwaliteit en grondwaterwinning.Het begrijpen van deze ecosysteemdienst, en het beantwoorden van vragen rond aanbod, vraag en duurzaam gebruik vereist een integratie van de vaak complexe data en modellen mbt waterhoeveelheid en -kwaliteit, gebruik en verbruik. Gezien de lage waterbeschikbaarheid en grote maatschappelijke afhankelijkheid is deze integratie dringend nodig.

Several recent studies have revealed the impacts of the climate variability in the dynamic of zooplankton in different estuarine ecosystems, imposing a need for more and continued global studies. Presently, there is a growing appreciation in international collaborations to compare and contrast estuarine ecosystem response to climate variability across geographical gradients, including long-term changes in zooplankton. We performed a meta-analysis comprising field data from 7 location (Mondego estuary-Portugal, Seine estuary- France, Sheldt estuary- Belgium, Kiel fjord - Germany, Gulf of Riga- Latvia, Gulf of Bothnia – Sweden and Finland Archipelagos). The use of climatic modes (e.g. NAO, ENSO) has proven useful in investigating links between climatic variations and ecological patterns. Therefore, the main focus will be to test the influence of the NAO on abundance of organisms, key species, local environment and whether these relationships are generally positive, whether they are sensitive to methodological differences among studies, between taxonomic group and key species. The knowledge gained will contribute to quantitatively evaluate the multi-scale structure of climate and marine environment and to identify a set of environmental indicators to assess the estuarine ecosystem state and risks for ecological shifts.

Water Quality

Eco-Hydraulics and Eco-Hydrology