Dossier Biodiversiteit in en op de zeebodem

Wat leeft er allemaal in het Belgisch deel van de Noordzee en meer specifiek in/ op de zeebodem?

Het Belgisch deel van de Noordzee (3457 km²) neemt slechts een klein deel van de volledige Noordzee (575.000 km²) in, maar toch is het een zeer divers gebied op vlak van biodiversiteit. Op dit moment zijn er in totaal 2187 soorten waargenomen in ons Noordzeegebied. Een klein deel daarvan is bij ons reeds uitgestorven (14 soorten) of bestaat uit dwaalgasten die slechts occasioneel bij ons gespot worden (bijvoorbeeld bepaalde soorten walvissen, zeeschildpadden…). Van de gewervelden komen voornamelijk vissen en vogels het vaakst voor. De grootste groep bestaat echter uit ongewervelden, die hoofdzakelijk in of op de bodem leven. Dit zogenoemde benthos kan worden onderverdeeld in vijf groepen, afhankelijk van de grootte en de positie in of op de bodem. Zo wordt het hyperbenthos gevormd door organismen die net boven de bodem leven, zoals bijvoorbeeld aasgarnalen en larven van vissen en krabben. Epibenthos, levend op de zeebodem, bestaat onder andere uit ongewervelden zoals garnalen, krabben, slangsterren en zeesterren. Tot deze groep wordt echter ook een groep gewervelden gerekend, namelijk de demersale vissen (zoals bijvoorbeeld schol, schar en tong). Tot slot leeft er ook nog een groot aantal soorten ingegraven in de zeebodem. Deze worden op basis van grootte ingedeeld, i.e. macrobenthos (groter dan 1 mm), meiobenthos (kleiner dan 1 mm) en microbenthos (eencelligen zoals bacteriën en diatomeeën). De meest voorkomende soortengroepen voor macrobenthos zijn onder andere de borstelwormen, tweekleppigen en vlokreeftjes. Voorbeelden van meiobenthos zijn rondwormen en eenoogkreeftjes. Het ILVO-onderzoek focust vooral op macro- en epibenthos.

Waar zijn de bodemorganismen te vinden in het Belgisch deel van de Noordzee?

Niet overal in het Belgisch deel van de Noordzee worden dezelfde bodemorganismen aangetroffen. Sommige soorten geven de voorkeur aan eerder zandige bodems, terwijl andere species bodems met een hoger slibgehalte verkiezen. Nog andere soorten zijn dan weer opportunisten die in meerdere habitats kunnen gedijen. Op die manier kunnen er verschillende bodemgemeenschappen onderscheiden worden, elk gekenmerkt door karakteristieke soorten.

Monitoring van het benthische ecosysteem om de ecologische status op te volgen

In het Belgisch deel van de Noordzee heerst er enorm veel bedrijvigheid. Boomkorvisserij, zandextractie, baggerwerken, offshore windmolenparken en andere menselijke constructies en recreatie zijn een aantal van de belangrijkste activiteiten (zie dossier ‘Ruimte op zee’). Dit alles heeft vanzelfsprekend een invloed op de biodiversiteit in en op de zeebodem. Ook klimaatverandering speelt een significante rol door de verandering van het natuurlijk verspreidingsgebied van soorten. ILVO bemonstert daarom jaarlijks de zeebodem in de zandextractiezones (vb. Thorntonbank, Hinderbanken, Buiten Ratel), op de baggerstortplaatsen nabij de kustzone en in de offshore windmolenparken (vb. C-Power, Belwind). Dit gebeurt volgens een controle-impact ontwerp, waarbij er stalen worden genomen in het geïmpacteerd gebied zelf en in een referentiegebied. De epibenthos-gemeenschap wordt bemonsterd door middel van een boomkor die over de zeebodem wordt gesleept. Macrobenthos-stalen worden genomen met een Van Veen grijper. De epibenthos-slepen worden onmiddellijk aan boord bestudeerd. De macrobenthos-stalen worden aan boord gezeefd over een 1 mm zeef om het zand en slib te verwijderen, waarna het overblijvende schelpengruis en levend materiaal wordt gefixeerd op formol om later in het labo te analyseren. Zo beschikt ILVO over heel wat informatie over de soortenrijkdom en de densiteiten en biomassa per soort, om op die manier de ecologische status op te volgen doorheen de jaren.

Staalname van het epibenthos (links) en macrobenthos (rechts).

Op de animatie is te zien hoe het macrobenthos wordt bemonsterd met een Van Veen grijper.

Belang van biodiversiteit voor ecosysteemfunctionering

Biodiversiteit kan in eerste instantie gemeten worden aan de hand van de soortenrijkdom in een bepaald gebied. De verschillende soorten in een ecosysteem beschikken echter over enkele biologische functies. Voorbeelden van deze functies zijn de voedingswijze, de opbouw van het organisme, de mobiliteit van het organisme (sessiel, mobiel), het omwoelen van de bodem (i.e. bioturbatie), het al dan niet bouwen van kokers… Door deze intrinsieke eigenschappen spelen organismen onder andere een rol in het marien voedselweb of bij het creëren van habitats. Alle functies samen in een ecosysteem bepalen de functionele diversiteit. Verschillende soorten kunnen beschikken over dezelfde functies en één soort kan meerdere functies hebben. Dit heeft als gevolg dat biologische functies niet noodzakelijk verloren gaan wanneer een soort verdwijnt. Daardoor is de functionele diversiteit eveneens een relevante en complementaire maat voor biodiversiteit. ILVO onderzoekt daarom eveneens de impact van verschillende menselijke activiteiten (baggerstorten, zandextractie, offshore windmolens) op deze functionele diversiteit. Daarvoor worden functionele diversiteitsindices berekend op basis van de biologische functies in de geïmpacteerde gebieden en referentiegebieden.

Hoe evolueert de biodiversiteit in de zeebodem?

Uit het monitoringsonderzoek van het ILVO blijkt dat verschillende activiteiten (baggerstortingen, zandextractie en de constructie van windmolens) nieuwe soorten geassocieerd met fijne sedimenten aantrekken en dus zorgen voor een licht positief effect op de biodiversiteit. Dit komt door een vergelijkbare transitie van zandige bodems naar gemengde bodems (met fijne sedimenten) op de verschillende locaties. De impact hangt echter af van het type habitat en van de intensiteit van de activiteit. Zo zijn bepaalde bodemgemeenschappen bijvoorbeeld gevoeliger dan andere.

In gevoelige habitats kunnen baggerstortingen een effect hebben op de biodiversiteit. De diversiteit en de densiteit aan soorten ligt daar veel lager dan in referentiegebieden. Daarentegen hebben baggerstortingen over het algemeen geen significant effect op de biodiversiteit in minder gevoelige habitats (slibbodem), omdat het sedimenttype vergelijkbaar is met het gestorte materiaal (een hoog slibgehalte). In zandextractiegebieden hangt de impact op het bodemleven af van verschillende factoren, o.a. van de totale hoeveelheid zand dat ontgonnen wordt, van de frequentie van de extractie en van de geologische structuur van de bodem. Op plaatsen waar continue een relatief kleine hoeveelheid zand ontgonnen wordt, is de impact op het bodemleven eerder klein. Door ononderbroken ontginning van grotere hoeveelheden zand komen grind en fijnere sedimenten uit de diepere bodemlagen naar de oppervlakte, wat nieuwe soorten aantrekt en zo een stijging van de soortenrijkdom en aantallen in de zeebodem veroorzaakt.

Door het verbod op boomkorvisserij in de windmolengebieden is er een subtiel positief effect op de benthische gemeenschap door een verhoogde voedselbeschikbaarheid en door het refugium (vluchtplaats) effect. Ook profiteert de demersale visgemeenschap van de afwezigheid van dit type visserij, zoals bijvoorbeeld de populatie van schol in de Zuidelijke Noordzee. Vooral de erosiebeschermingslaag rond de turbines lijkt hierin een belangrijke rol te spelen.

Naast de monitoring van het marien milieu op de baggerstortplaatsen en zandextractiezones, wat noodzakelijk is vanuit de overheid, bestudeert het ILVO eveneens de effecten van visserij op het bodemleven. De visserij in onze regio wordt gedomineerd door mobiele bodemberoerende visserijtechnieken, waaronder de boomkorvisserij. Deze hebben een duidelijke impact op de bodem, waardoor de intensief beviste gebieden gedomineerd worden door een benthos gemeenschap met meer kortlevende en snel groeiende soorten (minder dan 1 jaar). Daardoor is het voorkomen en de grootte van langlevende soorten er sterk op achteruitgegaan. Om deze populaties te herstellen zijn daarom visserij-exclusiezones nodig binnen de Natura 2000 gebieden of kunnen windmolengebieden opportuniteiten voor herstel bieden.

Klassieke monitoring versus DNA-gebaseerde monitoring

Op dit moment worden de organismen in en op de zeebodem geïdentificeerd aan de hand van morfologische kenmerken via microscopie-onderzoek, wat eerder tijdrovend is en taxonomische expertise vereist. Naast deze klassieke monitoring bekijkt ILVO daarom eveneens de mogelijkheid om de organismen tot op soort te brengen aan de hand van genetische technieken. In het kader van het project GEANS (Genetic tools for Ecosystem health Assessment in the North Sea Region) werd een gestandaardiseerde en tijd- en kostenefficiënte methode (i.e. DNA metabarcoding) ontwikkeld, waarbij een referentiedatabank voor mariene soorten werd aangemaakt met unieke DNA-sequenties (DNA barcodes). Streefdoel was om uiteindelijk DNA uit bodemstalen te vergelijken met die sequenties en zo efficiënt de impact van menselijke activiteiten op het benthische ecosysteem te bepalen. Op basis van dezelfde principes werkt ILVO ook aan methodes om ‘environmental’ DNA (eDNA) rechtstreeks uit het omgevingswater te extraheren binnen het project ZERO-impact. Bedoeling is om op basis van DNA te bepalen welke soorten voorkomen op verschillende locaties in de Belgische wateren, zonder de organismen te verstoren. Op dit moment kunnen soorten al gedetecteerd worden aan de hand van DNA-sequenties. Het is echter nog niet mogelijk om abundanties te bepalen op basis van genetische technieken.

Niet-inheemse soorten in het Belgisch deel van de Noordzee

De introductie van uitheemse soorten, zogenaamde exoten, heeft eveneens een belangrijk effect op de biodiversiteit. Soorten kunnen van overal ter wereld in de Belgische wateren worden geïntroduceerd via ballastwater van schepen of door aanhechting op scheepsrompen (‘fouling’), in associatie met voor maricultuur geïmporteerde organismen of door opzettelijke uitzetting door de mens. Wanneer deze exoten op een bepaalde plaats buiten hun natuurlijke verspreidingsgebied zijn terechtgekomen, kunnen ze zich er afhankelijk van hun overlevingskansen vestigen en op die manier in competitie treden met de inheemse populatie. Een voorbeeld is de Amerikaanse zwaardschede die tientallen jaren geleden in onze wateren is terechtgekomen als larve via ballastwater, maar hier op dit moment zeer talrijk aanwezig is en de inheemse zwaardscheden bijna volledig heeft verdrongen. Andere exoten die een gevestigde populatie hebben of aan een opmars bezig zijn in onze wateren, zijn bijvoorbeeld de Amerikaanse boormossel, de Amerikaanse strandschelp, de Japanse oester en het muiltje.

Alle rechten voor de foto’s en animaties voorbehouden aan © Hans Hillewaert (tenzij anders vermeld).