1 Betekenis van klimaatverandering voor de ecologische kwaliteit

Betekenis van klimaatverandering voor de ecologische kwaliteit van
oppervlaktewateren
Achtergrondrapport Ex-ante evaluatie KRW
“The Netherlands is an example of a country
highly susceptible to both sea-level rise and
river flooding because 55% of its territory is
below sea level where 60% of its population
lives and 65% of its Gross National Product
(GNP) is produced”
(IPCC 2007, Fourth Assessment Report)
Miguel Dionisio Pires
Eindrapport 2008
1
Inhoud
1.
Inleiding
1.1 Probleemstelling
1.2 Klimaatscenario’s voor Nederland
1.3 Doel
1.4 Onderzoeksvragen
Leeswijzer
3
3
3
5
6
6
2.
Sturende factoren klimaatverandering
2.1 Temperatuur
2.2 CO2-concentraties
2.3 Neerslagdynamiek
2.4 Wind
2.5 Nattere winters en drogere zomers
Box 1: Noord-Atlantische Oscillatie (NAO)
2.6 Zeespiegelstijging
2.7 Nutriënten
2.8 Licht
8
8
9
10
10
10
12
13
13
13
3.
Klimaatverandering en de ecologische kwaliteit van aquatische ecosystemen
3.1 Moerassen, rivieren, meren en sloten
3.2 Oceanen en zeeën
14
14
15
4.
Gevoeligheid verschillende watersystemen
4.1 Algemeen
4.2 Mariene ecosystemen
4.3 Meren en andere stilstaande wateren
Compositie gemeenschappen
Fenologie
CO2
4.4 Rivieren en andere stromende wateren
4.5 Samenvatting
4.6 Patronen in infectieziekten
Malaria
Water-gerelateerde ziektes
20
20
21
23
24
24
25
26
26
27
27
27
5.
Klimaatverandering en biodiversiteit
5.1 Zoete rijkswateren
5.2 Zoete regionale wateren
5.3 Overgangswateren
5.4 Zoute wateren
29
29
29
30
31
6.
Klimaatverandering en KRW
33
7.
Mogelijkheden voor beleid
38
8.
Samenvatting en conclusies
42
Referenties
49
Bijlagen
60
61
63
67
Bijlage 1: Samenvatting Alterra-rapport 1451
Bijlage 2: Samenvatting IPCC 2007 AR4 rapport, hoofdstuk 12
Bijlage 3: Referenties behorende bij tabel 4.
2
1. Inleiding
1.1 Probleemstelling
Het klimaat verandert en als gevolg van de klimaatverandering zijn sturende
milieucondities nu al waarneembaar gewijzigd (MNP 2005). Deze trend zal naar
verwachting doorzetten. De laatste KNMI scenario’s laten een verwachte
temperatuurstijging zien van 1-2 °C tot 2050 en 2-4 °C voor 2100 (zie § 1.2). Niet uit te
sluiten valt dat de temperatuurstijging harder zal gaan dan nu verwacht, met belangrijke
consequenties voor zomer -en wintertemperaturen en de waterhuishouding. Zo lijkt
recent onderzoek van het Hadley Centre for Climate Prediction and Research aan te
geven dat de meeste jaren na 2009 gemiddeld warmer zullen worden dan de zomer van
1989, het wereldwijd warmste jaar ooit geregistreerd.
Het klimaatsysteem van de aarde vertoont een natuurlijke tijdsvariatie op allerlei soorten
schalen, van seizoenen tot variaties tussen jaren (bijvoorbeeld El Niño) en zelfs over
millennia, zoals perioden tussen ijstijden. Deze natuurlijke variatie is terug te vinden in
evolutionaire adaptaties van soorten en in hun verspreiding. De laatste eeuwen, en dan
vooral sinds de Industriële Revolutie (rond 1750), hebben menselijke activiteiten een
belangrijke (negatieve) bijdrage geleverd aan ons klimaatsysteem. Deze bijdragen
bestaan bijna geheel uit de emissies van broeikasgassen (en dan vooral CO 2) in de
atmosfeer. De toegenomen CO2 in de atmosfeer en de, als gevolg hiervan, toegenomen
temperatuur resulteren vervolgens in een cascade van fysische en chemische
veranderingen in ecosystemen. Deze veranderingen zullen weer leiden tot allerlei
biologische veranderingen.
Klimaatverandering is een onderwerp dat hoog op de agenda staat bij waterbeheerders.
Zij vragen zich af wat de gevolgen van klimaatverandering zullen zijn voor het te voeren
waterbeheer, en hoe zij daar het best op kunnen anticiperen. De invloed van
klimaatverandering op de waterkwantiteit heeft tot op heden in Nederland veel aandacht
gekregen (WB21). Effecten van klimaatverandering op de waterkwaliteit hebben echter
in Nederland nog relatief weinig aandacht gekregen. Over effecten van
klimaatverandering op de ecologische kwaliteit van water is zelfs nog minder bekend. Dit
heeft te maken met het feit dat er nog weinig bekend is over de effecten van
klimaatverandering op de waterkwaliteit en omdat het vrij moeilijk is om een overzicht te
geven aangaande klimaatverandering en ecologische kwaliteit. De variatie in
verschillende watertypen (zee, rivieren, estuaria, meren, beken etc.) maakt het niet
makkelijker om een overzicht te creëren en wellicht is er daarom ook minder
belangstelling voor de problematiek rond klimaatverandering en waterkwaliteit in
tegenstelling tot waterkwantiteit.
1.2 Klimaatscenario’s voor Nederland
Omgaan met onzekerheden
Welke onzekerheden zijn er?
De uitkomsten van de modelberekeningen van de toekomstige temperatuurstijging op
aarde verschillen onderling aanzienlijk. Dit hangt samen met:
3
1) onzekerheid over de toekomstige bevolkingsgroei en de economische,
technologische en sociale ontwikkelingen, en de daarmee samenhangende
uitstoot van broeikasgassen en stofdeeltjes;
2) onvolledige kennis van de complexe processen in het klimaatsysteem. Zo
is de invloed van waterdamp, wolken, sneeuw en ijs op de
stralingshuishouding en de temperatuur nog niet goed gekwantificeerd.
Sommige processen worden in de modelberekeningen zelfs nog helemaal
niet meegenomen. Zo heeft geen van de gebruikte klimaatmodellen een
koolstofkringloop. Bovendien zijn er ook fundamentele grenzen aan de
voorspelbaarheid van complexe systemen zoals het klimaatsysteem.
Voor kleinschaliger regio’s, zoals West Europa of Nederland, is de onzekerheid nog
groter. Dan speelt de luchtstroming een belangrijke rol. De meeste klimaatmodellen
berekenen een duidelijke verandering in de luchtstromingspatronen boven West Europa,
maar de uitkomsten verschillen sterk in de aard en grootte van die verandering.
Scenario’s of verwachtingen?
Om met deze onzekerheden om te gaan, heeft het KNMI uit de brede waaier van
toekomstberekeningen vier verschillende oplossingen (scenario's, Figuur 1) geselecteerd.
Voor die situaties wordt een zo compleet mogelijk beeld geschetst van ons toekomstig
klimaat.
Bij verwachtingen wordt meestal aangegeven hoe waarschijnlijk ze zijn. De KNMI
scenario’s zijn stuk voor stuk aannemelijk, maar met de huidige kennis is niet aan te
geven welk scenario het meest waarschijnlijk is.
4
Code
G
Naam
Gematigd
G+
Gematigd
+
W
Warm
W+
Warm+
Toelichting
1°C temperatuurstijging op aarde in 2050 t.o.v. 1990
geen verandering in luchtstromingspatronen in West-Europa
1°C temperatuurstijging op aarde in 2050 t.o.v. 1990
+ winters zachter en natter door meer westenwind
+ zomers warmer en droger door meer oostenwind
2°C temperatuurstijging op aarde in 2050 t.o.v. 1990
geen verandering in luchtstromingspatronen in West-Europa
2°C temperatuurstijging op aarde in 2050 t.o.v. 1990
+ winters zachter en natter door meer westenwind
+ zomers warmer en droger door meer oostenwind
Figuur 1. De vier KNMI scenario’s. Bron: KNMI.
Voor 2100 gelden temperatuurstijgingscenario’s van 2 en 4°C in plaats van 1 en 2°C.
1.3 Doel
Doel van de studie:
ii)
iii)
op basis van nu bestaande kennis, beschikbare informatie en lopend
onderzoek het in beeld brengen wat de gevolgen van de te verwachten
klimaatverandering kunnen zijn voor de ontwikkeling van de ecologische
kwaliteit van aquatische ecosystemen in Nederland.
Op basis van de analyse na te gaan wat dit betekent voor het behoud van
biodiversiteit op langere termijn, voor de ecologische doelen die momenteel
worden opgesteld ten behoeve van de KRW en voor het beleid (aanpassing
nodig? Waar liggen aangrijpingspunten?).
Focus van de analyse ligt daarbij op de mogelijke invloed van klimaatverandering op:
i)
het functioneren van aquatische ecosystemen
ii)
biodiversiteit: het voorkomen van aquatische soorten, in het bijzonder de
soortgroepen relevant voor de Kaderrichtlijn water (KRW): algen,
macrofauna, waterplanten, vissen
5
iii)
de risico’s van eutrofiëring en blauwalgenbloei, botulisme, voorkomen giftige
algen en andere ongewenste effecten (risico’s gezondheid).
1.4 Onderzoeksvragen
Richtinggevende onderzoeksvragen
Aangezien in de Kaderrichtlijn Water doelen worden geformuleerd voor de periode tot
2027 en daarna, is het van belang na te gaan wat de mogelijke interferentie is van de
verwachte klimaatverandering op de ecologische kwaliteit van het Nederlandse
oppervlaktewater.
Richtinggevend zijn de volgende vragen:
1. Wat betekent de verwachte klimaatverandering voor het functioneren van de
Nederlandse oppervlaktewateren als ecosysteem
2. Wat betekent de verwachte klimaatverandering voor de ecologische kwaliteit van
de Nederlandse oppervlaktewateren en het voorkomen van aquatische soorten,
vooral de voor de KRW relevante soortgroepen algen, macrofauna, waterplanten
en vissen
3. Wat betekent de verwachte klimaatverandering voor de nu bekende relaties tussen
abiotiek en biotiek en (dus) voor de mogelijke doelbepalingen binnen KRW
setting. Door de veranderingen in temperatuur, neerslagdynamiek en
verblijftijden, verschuiving van soorten e.d. zal de voorspelbaarheid op
systeemniveau en soortniveau afnemen. (Kunnen KRW normen behouden blijven
met klimaatverandering?)
4. Wat betekent de verwachte klimaatverandering voor de gevoeligheid van de
Nederlandse oppervlaktewateren voor eutrofiëring, blauwalgenbloei, botulisme en
andere “plagen”?
5. En wat betekent in deze context een standstil van de P en N concentraties in de
Nederlandse wateren op grond van het huidige mestbeleid? Worden de risico’s
groter of kleiner?
Leeswijzer
Bovengenoemde vragen zullen in de komende hoofdstukken (vanaf hoofdstuk 3) worden
beantwoord. Waar mogelijk zal een onderscheid worden gemaakt in zoete rijkswateren
(moerassystemen, meren en rivieren), zoete regionale wateren (moerassystemen, beken,
sloten), overgangswateren en zoute wateren (zee en oceanen). Hoofdstuk 2 geeft een
overzicht van mogelijke stuurfactoren van klimaatverandering. In hoofdstuk 3 komt het
hierboven genoemde eerste doel van de studie aan bod, tezamen met de eerste vraag. In
hoofdstuk 4 zal worden ingegaan op de gevoeligheid van aquatische systemen voor
klimaatverandering, welke risico’s ze lopen en welke stuurfactoren daarbij kritiek zijn.
Ook vraag 4 komt hier aan bod. Het tweede doel komt aan bod in de hoofdstukken 5, 6 en
7. In hoofdstuk 5 wordt het behoud van biodiversiteit behandeld. Meerdere van
bovengenoemde vraagstellingen komen hierbij aan bod. In hoofdstuk 6 (het KRW
hoofdstuk) worden vraagstukken 3 en 5 behandeld. In hoofdstuk 7, komt de relevantie
van klimaatverandering voor het beleid in aquatische ecosystemen (vanuit natuur -en
6
biodiversiteitsoogpunt) aan bod en wordt er aangegeven wat de mogelijkheden zijn om
biodiversiteit te behouden. In hoofdstuk 8, tenslotte, wordt alles nog eens samengevat en
worden er conclusies getrokken. In dit laatste hoofdstuk wordt getracht een overzicht te
presenteren over welke stuurfactoren van klimaatverandering in welke watertypen
belangrijk zijn, en wat voor (waargenomen) effecten ze hebben.
7
2. Sturende factoren klimaatverandering
2.1 Temperatuur
Door Verdonschot et al. (2007) is onlangs een rapport verschenen over effecten van
temperatuur en aquatische biodiversiteit. Om zo min mogelijk overlap tussen deze studie
en die van Verdonschot et al. (2007) te hebben, zal in deze studie veel aandacht uitgaan
naar andere factoren van klimaatverandering en zijn de belangrijkste bevindingen van
Verdonschot et al. (2007) opgesomd in Bijlage 1 van dit rapport. Uiteraard kan in deze
studie niet worden voorbijgegaan aan toenemende temperatuurseffecten en deze zullen
daarom ook aan bod komen, maar is de informatie hier meestal niet dezelfde als die van
Verdonschot et al. (2007), o.a. omdat het areaal aan watermassa’s die hier behandeld
worden veel breder zijn dan die van Verdonschot et al. (2007).
Klimaatverandering als gevolg van menselijke ingrepen gebeurt vooral door de emissie
van broeikasgassen (vooral CO2) richting atmosfeer. Samen met CO2 leidt een toename
in temperatuur tot een cascade aan fysische, chemische en biologische veranderingen in
aquatische systemen. Op fysisch gebied leidt een hogere temperatuur tot stijging van de
zeespiegel. Omdat opwarming boven land sneller gaat dan boven zee, zal er een
verandering plaatsvinden in luchtdrukgradiënten tussen land en zee. Hierdoor zullen
winden sterker en frequenter worden en er zullen vaker stormen zijn. Als gevolg hiervan
zal opwelling dichtbij de kust toenemen en daardoor zal de nutriëntenconcentratie aan het
oppervlak van zeeën toenemen (Figuur 2, Harley et al. 2006). Op chemisch gebied zal
een toename van broeikasgassen in de atmosfeer ertoe leiden dat de CO2-concentratie in
het oppervlaktewater toeneemt (zo wordt momenteel ongeveer 30% van de, in de
atmosfeer, uitgestoten CO2 door de oceanen opgeslagen). Het in de toekomst opslaan van
CO2 zal leiden tot een daling van de pH in oceanen, die dus zuurder zullen worden
waardoor de CO2 opnamecapaciteit zal afnemen (deze is afhankelijk van de partiële
drukgradiënt over het water-atmosfeer grensvlak). Verder zullen stijgende CO2concentraties in de atmosfeer leiden tot een verdere verdunning van de ozonlaag en dus
zullen aquatische organismen blootgesteld worden aan toegenomen UV-radiatie (Harley
et al. 2006).
8
Figuur 2. Belangrijke abiotische veranderingen in zee die geassocieerd worden met klimaatverandering.
Menselijke handelingen, zoals het verbranden van fossiele brandstoffen, leiden tot verhoogde concentraties
broeikasgassen in de atmosfeer. Op zijn beurt leidt dit weer tot allerlei fysische en chemische
veranderingen. Het vraagteken bij “opwelling” betekent dat de relatie tussen opwelling en
klimaatverandering nog onbekend is. Figuur uit Harley et al. (2006).
2.2 CO2-concentraties
Zoetwaterecosystemen ontvangen veel DOC (Dissolved Organic Carbon) vanuit het
omringende land. Ten tijde van hevige neerslag neemt deze input vanuit het land toe
(Verdonschot et al. 2008). Het is dus goed denkbaar dat onder KNMI scenario W (nattere
winters en 2 °C opwarming, hoofdstuk 1, het W+ scenario gaat uit van droge zomers) de
toename van DOC in zoetwater zal toenemen. DOC is belangrijk omdat het een
voedingsbron is voor bacteriën en omdat het zonlicht, en dus ook UV-licht, absorbeert
(Verdonschot et al. 2007). In diepe meren bepaalt DOC hoe diep licht doordringt en dit
bepaalt weer de diepte van de spronglaag (Verdonschot et al. 2007).
Effecten van CO2 concentraties is in zoetwater ingewikkelder dan in zout water omdat in
zout water (oceanen) CO2 alleen vanuit de atmosfeer inkomt. Chemisch gezien zijn
oceanen ook homogener dan zoetwater (persoonlijke communicatie Dr. Anthony
Verschoor, NIOO-KNAW). Bij zoetwater is een belangrijke bron van CO2 de DOC
(terrestrial input) (Figuur 3, Lennon et al. 2006).
9
Figuur 3. De relatie tussen epilimnetisch CO2 en opgelost organisch koolstof (DOC) uit een monitoring van
68 meren in het noordoosten van de Verenigde Staten. Figuur uit Lennon et al. (2006).
In zout water neemt de CO2 concentratie in de oceanen toe door toenemende CO2 in
atmosfeer. Dit leidt tot een lagere pH (verzuring) en minder carbonaat in het water, wat
negatieve effecten heeft op biota, vooral kalkhoudende schaaldieren (Gazeau et al. 2007,
zie hoofdstuk 3).
2.3 Neerslagdynamiek
Trends in neerslag in de twintigste eeuw lieten een toename zien van 10 tot 40% in
Noord-Europa. IPCC (2007) verwacht dat er veranderingen in de seizoensdynamiek van
neerslag zullen plaatsvinden en dat de frequentie van intense neerslag toe zal nemen,
vooral in de winter. Afvoer van water door de Rijn zal in de winter toenemen en in de
zomer afnemen. Als gevolg hiervan zullen waterstanden in de winter toenemen en in de
zomer afnemen en dit laatste zou ertoe kunnen leiden dat de meest ondiepe delen van
meren droog komen te staan in de zomer (Mooij et al. 2005). Verder is de verwachting
dat de verblijftijd van water in de winter afneemt en in de zomer toeneemt.
2.4 Wind
In ondiepe meren zorgt de wind ervoor dat het water gehomogeniseerd wordt, zodat er
geen stratificatie optreedt van temperatuur en zuurstofgehalte (Mooij et al. 2005). De
verandering van wind en voorkomen van stormen als het gevolg van klimaatverandering
is nog zeer onzeker. In de afgelopen vier decaden is de frequentie van stormen
afgenomen (Loeve et al. 2006). Het KNMI verwacht echter dat de frequentie van het
voorkomen van wind en storm in de toekomst niet veel zal veranderen. De verwachting is
dan ook dat wind in de toekomst een gelijke rol blijft spelen als nu het geval is en dat er
geen grote veranderingen zullen optreden, hoewel dit allemaal nog vrij onzeker is.
2.5 Nattere winters en drogere zomers
10
Hoe langer de verblijftijd van het water, hoe groter de kans dat fytoplanktonbloeien zich
kunnen ontwikkelen. De kans dat toegenomen verblijftijd, als gevolg van
klimaatverandering, van het water leidt tot bloeien van algen (dmv eutrofiëring) is vooral
groot in systemen waar de aanvankelijke verblijftijd lager was dan de groeisnelheid van
fytoplankton. In systemen met een verblijftijd van het water van enkele maanden, zal een
toegenomen verblijftijd van enkele weken of een maand, niet leiden tot een hogere kans
op algenbloeien. Bij systemen met een verblijftijd van het water van enkele dagen of
weken leidt een langer verblijftijd wel tot een grotere kans op algenbloeien (Howarth et
al. 2000).
In de winter spelen veranderingen in de Noord-Atlantische oscillatie (NAO) een
belangrijke rol in ondiepe meren omdat de NAO index gerelateerd is aan veel of weinig
neerslag (Box 1). Veel neerslag leidt tot verhoging van het grondwateroppervlak, wat
weer kan leiden tot een verhoogde nutriëntenstroom richting oppervlaktewater (Rip et al.
2007).
11
Box 1: Noord-Atlantische Oscillatie (NAO)
De Noord-Atlantische Oscillatie (NAO) is een maat voor het verschil in luchtdruk tussen de
subtropische atmosferische hogedrukgebied boven de Azoren en het lagedrukgebied boven
IJsland. Wanneer dit verschil relatief groot is (positieve index, Figuur 4) dan is de straalstroom
(die van west naar oost loopt) vrij sterk (Figuur 5, links). Het gevolg is dat sterke winden en
stormen dan boven Noord-Europa (inclusief Nederland) lopen en er vrij veel regen en wind is.
Verder is de zeetemperatuur in de Noordzee warmer tijdens een positieve NAO en daardoor
zijn de winters in Nederland relatief warmer (zacht, Ottersen et al. 2001). Bij een lage index
(Figuur 4) echter verplaatsen luchtstromingen zich meer zuidwaarts (Figuur 5, rechts) en krijgt
Noord-Europa relatief droog weer (KNMI). Vooral in de wintermaanden heeft de NAO een
duidelijk effect (Ottersen et al. 2001).
Figuur 4. De Noord-Atlantische Oscillatie in de winter. Op de x-as staan de jaren.(1825-2004), op de y-as de
gestandaardiseerde (principal-component) NAO-index. De staven laten de NAO voor elke winter zien. De lijn is een
gemiddelde van 5 jaar. Bron: KNMI.
Figuur 5. Een positieve NAO zorgt voor meer wind en stormen richting Noord-Europa vanuit de oceaan. Bron:
http://www.ldeo.columbia.edu/NAO.
12
2.6 Zeespiegelstijging
Stijging van de zeespiegel, als gevolg van opwarming van de aarde, zal waarschijnlijk
leiden tot een landinwaartse migratie van stranden en een verlies aan
kustmoerassystemen van zo’n 20% (IPCC 2007). Gevolgen hiervan zijn het verlies van
habitats voor allerlei soorten die, voor broeden en foerageren, van deze moerassystemen
afhankelijk zijn. IPCC scenario’s voorspellen een stijging van de zeespiegel tussen 9 en
88 cm rond 2100. Regionale invloeden in Europa, echter, kunnen leiden tot een verdere
stijging van 50% (IPCC 2007). De impact van de NAO, smelten van ijs op Groenland en
andere ijsopslaggebieden zorgen voor nog eens extra onzekerheid in deze voorspellingen.
Zeespiegelstijging kan voor verschillende effecten op kustsystemen in Europa zorgen:
overstromingen, landverlies, toenemende saliniteit van het grondwater, vernieling
onroerend goed en infrastructuur (IPCC 2007). Ook grote effecten op de biodiversiteit
worden verwacht (hoofdstuk 4), zoals het overstromen van rustgebieden voor zeehonden
(Harwood 2001).
2.7 Nutriënten
Meer neerslag en minder vorst kunnen leiden tot verhoogd nutriëntenverlies in
landbouwgebieden (Eisenreich 2005). Hierdoor kan de nutriëntenstroom (en organische
materie) richting oppervlaktewater stijgen (Rip et al. 2007) en zal eutrofiëring van meren
en moerassystemen toenemen (Jeppesen et al. 2003). Dit kan op zijn beurt leiden tot een
instabiele macrofytenpopulatie, die uiteindelijk vervangen zal worden door fytoplankton,
vooral cyanobacteriën (McKee et al. 2003). Dit effect kan nog eens extra versterkt
worden door opwarming (McKee et al. 2003).
2.8 Licht
Door het KNMI worden in beide +-scenario’s (hoofdstuk 1) meer zonnige dagen
voorspeld. Meer zonnige dagen, betekent ook meer rechtstreekse instraling op
oppervlaktewateren en dus ook meer UV licht, vooral in poolgebieden. UV tast de
beschikbaarheid van ijzer, koper en andere spoorelementen aan in (heldere) aquatische
ecosystemen en heeft dus mogelijkerwijs een negatief effect op de groei van fytoplankton
en andere micro-organismen die betrokken zijn bij omzetting van koolstof en stikstof
(Zepp et al. 2003). Vermindering van CDOM (lichtabsorberende component van DOC),
als gevolg van klimaatverandering (meer instraling van UV-licht dat leidt tot
“photobleaching” van CDOM), kan ertoe leiden dat aquatische organismen worden
blootgesteld aan verschillende golflengtes van het zonlicht, o.a. het schadelijke UV-B,
omdat er minder CDOM is om (schadelijk) licht te absorberen (Williamson et al. 2001).
Dit kan ertoe leiden dat het DNA van organismen meer schade zal ondervinden
(MacFadyen et al. 2004).
13
3. Klimaatverandering en de ecologische kwaliteit van aquatische ecosystemen
1) Wat betekent klimaatverandering voor het functioneren van de Nederlandse1
oppervlaktewateren als ecosysteem?
3.1 Moerassystemen, rivieren, meren en sloten
Wetlands (moerassystemen) zijn heterogene habitats met gradiënten in hydrologie en
nutriëntenconcentraties. Allerlei processen zijn in moerassystemen afhankelijk van het
waterpeil. Moerassystemen staan onder druk van verschillende antropogene activiteiten.
Moerassystemen hebben verschillende functies: het zijn “hotspots” voor biodiversiteit, ze
filtreren verontreinigingen van buitenaf en spelen een belangrijke rol bij de opname en
emissie van koolstof. Rivieren transporteren water en nutriënten in de richting van de zee
en dienen vaak als waterbuffer gedurende periodes van droogte. Meren uiteindelijk
dienen als opslag voor sediment en koolstof en kunnen een depot zijn voor informatie
over klimaatveranderingen in het verleden (mits oud genoeg). Sloten fungeren als
bergingsruimte van oppervlaktewater en het verlagen van hoge grondwaterstanden
(Gunter & van Hall 2003).
Impact van klimaatverandering op zoetwaterecosystemen gaat zowel direct, via
toenemende temperatuur en CO2 concentraties, en indirect via veranderingen in
hydrologie als gevolg van veranderingen in neerslagdynamiek en het smelten van ijs (o.a.
van gletsjers) (IPCC 2007). Een stijgende temperatuur kan leiden tot verslechtering van
de waterkwaliteit in meren door verminderde zuurstofconcentraties in de hypolimnion,
langer en intenser aanhouden van stratificatie (Jankowski et al. 2006), het vrijkomen van
fosfor uit het sediment (McKee et al. 2003), en veranderingen in mengingspatronen
(Jankowski et al. 2006). Hogere temperaturen zorgen tevens voor noordwaartse
verschuivingen in vis, evertebraten, vogels en tropische exoten (Lake et al. 2000) en
kunnen mogelijk leiden tot extinctie van soorten (IPCC 2007). Het plankton zal
waarschijnlijk veranderingen ondergaan in soortencompositie, seizoensgroei en
(primaire) produktie (meer bloeien van cyanobacteriën) en ook de interacties met hogere
trofische niveaus zullen hierdoor veranderen (Gerten & Adrian 2002; Winder &
Schindler 2004) en consequenties hebben voor de waterkwaliteit (Weyhenmeyer 2004).
Toenemende straling (vooral het zichtbare deel van het licht (PAR)) kan leiden tot
verhoging van de C:P ratio in algen (Hessen 2007, Climaqs Masterclass). Dit kan nadelig
zijn voor de groei van watervlooien en copepoden omdat hun groei en biomassa negatief
gecorreleerd is met de C:P ratio in seston (Figuur 6, Hessen 2006).
1
In bijlage 2 wordt een samenvatting gegeven over de belangrijkste bevindingen van het IPCC 2007
rapport (Fourth Assessment) over gevolgen van klimaatverandering in de regio waar Nederland toebehoort
(aquatische deel).
14
Figuur 6. De relatie tussen de biomassa van watervlooien en de C:P ratio in seston van meren. Figuur uit
Hessen 2006.
Hogere CO2 concentraties leiden in het algemeen tot een toename in primaire produktie
(Verdonschot et al. 2007). Veranderingen in zoetwaterafvoer kan ook gevolgen hebben
voor moerassystemen dichtbij de kust doordat het een impact heeft op de saliniteit, input
van sediment en nutriëntenstroom (Flöder & Burns 2004). De belangrijkste stuurfactor
van klimaatverandering in sloten is de temperatuur (Verdonschot et al. 2007).
Verdonschot et al. (2007) geven voorts aan dat sloten voedselrijker zullen worden door
stimulering van nutriëntencycli en door aanvoer van organisch materiaal vanuit het land
(afspoeling). De kans op bloeien van cyanobacteriën en botulisme in sloten neemt
volgens Verdonschot et al. (2007) toe.
3.2 Oceanen en zeeën
Oceanen beslaan meer dan 70% van het aardoppervlak met een totaal volume van 14
miljard km3. In de oceanen wordt veel anorganisch koolstof opgeslagen, maar vrij weinig
organisch. Van het organische deel is weer slechts een fractie (13-23 picogram) aanwezig
in biomassa. Ondanks de lage biomassa, is het fytoplankton verantwoordelijk voor bijna
de helft van de globale primaire produktie en vormt zodoende de basis van het mariene
voedelweb (Field et al. 1998). De biodiversiteit is hoog, zowel benthisch als pelagische
en zowel langs de kust als in de diepere delen. De primaire produktie is afhankelijk van
het zonlicht en van de nutriënten komend vanuit dieper gelegen water (via opwelling)
(Sarmiento et al. 2004). (Gebruiks-)functies van mariene ecosystemen zijn visserij,
energielevering, recreatie en toerisme, opname van CO2, regulering klimaat,
decompositie van organische materie, regeneratie van nutriënten en kustbescherming
(IPCC 2007). Mariene biodiversiteit zorgt voor het goed functioneren van ecosystemen
(Worm et al. 2006).
Risico’s van klimaatverandering voor mariene milieus liggen o.a. bij het opnemen van
CO2 uit de atmosfeer. Dit leidt tot een verlaging van de pH en carbonaatconcentraties in
15
het water (Riebesell et al. 2007). Dit levert gevaar op voor organismen die een uitwendig
skelet van kalk hebben (Gazeau et al. 2007). Gevolg is dat ecosystemen, waar
organismen met een uitwendig skelet een belangrijke rol spelen, kwetsbaar zullen
worden. Versterkende effecten tussen toenemende watertemperatuur en lagere
carbonaatconcentraties zullen deze systemen nog kwetsbaarder maken voor opwarming
(IPCC 2007). Hogere golven en stormvloeden zullen in overgangswateren een sterkere
impact krijgen omdat ze zorgen voor meer erosie en overstromingen in estuaria en delta’s
(Woth et al. 2006). In overgangswateren zal er significant meer sediment vanuit de
rivieren worden aangevoerd (IPCC 2007). In de Waddenzee spelen de volgende, aan
klimaatverandering
gerelateerde
factoren,
een
belangrijke
rol
(http://www.waddenvereniging.nl/klimaatverandering/): temperatuur (o.a. minder
zuurstof voor vissen, toename groei zeegras (Loebl et al. 2006), invasie exoten
(Diederich et al. 2005)), toename zoutgehalte grondwater en eutrofiëring. Voor
eutrofiëring geldt dat sinds de jaren negentig de concentratie van vooral fosfaat is
afgenomen, echter dit leidde niet tot verschuivingen in biomassa van plankton,
bodemdieren en wadvogels (wel in samenstelling, zoals minder scholeksters) (Philippart
et al. 2007). Hard bewijs voor een relatie tussen nutriënten en verschuivingen in het
voedselweb zijn er niet, ook omdat mogelijk de visserij en klimaatverandering hier
doorheen spelen (Philippart et al. 2007).
Harley et al. (2006) beschrijft de impact van klimaatverandering (fysisch en chemisch) op
kustsystemen als een cascade, die begint bij de emissie van broeikasgassen:
1) Fysisch: verhoging temperatuur (als gevolg van broeikasgassen)
stijging zeespiegel
frequenter windoptreden of stormen langs kust (als
gevolg van grotere atmosferische drukverschillen tussen land en zee)
toename “opwelling”
toename nutriënten.
2) Chemisch: toename broeikasgassen in atmosfeer
toename CO2 in
oceanen
daling pH en toename UV.
De impact van klimaatverandering op mariene ecosystemen kan gaan via opwarming van
de zee, toenemende stratificatie en minder opwelling, toenemende hoogte en frequentie
van golven, smelten van zeeijs, vergroting van de risico op ziektes voor mariene
organismen, zoals zeehonden, en een daling in de pH en carbonaatconcentraties (IPCC
2007). Een vermindering in opwelling zal ertoe leiden dat minder essentiële nutriënten in
de lichtontvangende lagen van het water komen en dus zal de productiviteit afnemen
(Sarmiento et al. 2004). In kustsystemen kan verdere stratifiëring leiden tot
zuurstofloosheid, verlies van habitats en biodiversiteit. Veranderingen in neerslag en
nutriëntenstroom vanuit het land kunnen deze effecten versterken. De nutriëntenstroom
kan verder leiden tot meer algenbloeien, die ecosystemen mogelijk negatief kunnen
beïnvloeden (bijvoorbeeld daling visproduktie door verhoogde sterfte in vis) (Peperzak
2005). In de Noordzee zijn al veranderingen waargenomen in de diversiteit en produktie
van plankton en benthos, en die vanaf de jaren tachtig gerelateerd konden worden aan de
overleving van jonge kabeljauw (Beaugrand et al. 2003). Soortsverschuivingen in
Noordzeevis zijn al waargenomen (Figuur 7, Perry et al. 2005), waarbij veel soorten uit
zuidelijkere regio’s de Noordzee zijn binnengekomen (Hiddink & ter Hofstede 2008).
16
Figuur 7. Voorbeelden van de noordwaartse verspreiding van vissoorten in de Noordzee als gevolg van
opwarming van het zeewater. A is kabeljauw (Gadus morhua), B is zeeduivel (Lophius piscatorius) en C is
de IJslandse bandvis (Lumpenus lampretaeformis). De grootte van de kolommen geven de wijdte van de
opwaartse verspreiding aan en de pijlen geven aan of dit significant is. Figuur uit Perry et al. (2005).
Verschillen tussen organismen in reacties op seizoensveranderingen (opwarming) kunnen
leiden tot mismatches tussen trofische niveaus (Edwards & Richardson 2004; Stenseth et
al. 2002). Toegenomen wintertemperaturen leidden tot verhoogde sterfte van larven en
eieren van zomerbot (Pseudopleuronectes americanus) (Keller & MacPhee 2000) en het
later inzetten van migratie richting paaigebieden (Sims et al. 2004).
2) Wat betekent klimaatverandering voor de ecologische kwaliteit van de Nederlandse
oppervlaktewateren en het voorkomen van aquatische soorten, vooral de voor de KRW
relevante soortgroepen algen, macrofauna, waterplanten en vissen?
Delen van deze vraag zijn hierboven al beantwoord en komen ook in de volgende
hoofdstukken aan bod. Er zal hier worden volstaan met het opsommen van een aantal
risico’s van klimaatverandering voor de KRW relevante soortgroepen.
Vissen
Vissen zullen, als gevolg van opwarming, noordwaarts migreren indien
het mogelijk is (Figuur 8, WBGU 2006). Soorten die niet noordelijker
kunnen komen lopen het risico op lokale uitsterving (Chu et al. 2005).
Soorten die gelimiteerd waren tot zuidelijke habitats zullen nu
noordwaarts gaan (Hiddink & ter Hofstede 2008).
Opwarming van het water kan leiden tot zuurstofloze condities waardoor
er dreiging is voor massale vissterfte (Grantham et al. 2004).
Opwarming kan ook leiden tot een mismatch tussen vissen en hun voedsel,
zoals zooplankton (Beaugrand et al. 2003).
Uit een modelstudie blijkt dat opwarming in de periode 1971-2006 in
ondiepe meren in Nederland ertoe heeft geleid dat brasem ongeveer drie
weken eerder is gaan paaien (Mooij et al. submitted).
17
Figuur 8. Voorspelde uitbreiding van voedselgebieden van een aantal belangrijke vispopulaties indien de
zeetemperatuur toe zal nemen. Uit: WBGU 2006.
Evertebraten
Net zoals bij vissen zullen evertebraten ook noordwaarts migreren
(Daufresne et al. 2003).
Waterkevers reageren snel op zomertemperatuur. Veranderende
zomertemperaturen als gevolg van klimaatverandering zullen daarom
waarschijnlijk een hoge impact hebben op de verspreiding van
waterkevers (Eyre et al. 2006).
Embryo’s van mariene slakken zijn uiterst gevoelig voor toenames in
temperatuur en (vooral) UV licht (Przeslawski et al. 2005).
Waterplanten
In de Botshol leiden natte (warmere) winters ertoe dat het grondwaterpeil
boven het oppervlaktewaterpeil uitkomt en daardoor spoelen er meer
nutriënten uit in de Botshol, die opgeslagen bleven in de oevers en op de
bodem. Deze kwamen in het voorjaar weer vrij onder anaërobe
18
omstandigheden en leidden tot algenbloeien. In jaren met relatief veel
neerslag werden er ook humuszuren vanuit de landbouw richting het
oppervlaktewater uitgespoeld wat leidde tot nog slechtere
lichtomstandigheden. Hierdoor werd de kranswierenpopulatie instabiel
(Rip et al. 2007). Aangezien klimaatverandering in Nederland zal leiden
tot warmere en zachtere (nattere) winters zal dit vaker leiden tot
dominantie van algenbloeien en zullen de omstandigheden voor de
kranswieren steeds slechter worden.
Algenbloeien, die door klimaatverandering bevoordeeld zullen worden
(versterking eutrofiëring) zullen competitief sterker tegenover macrofyten
staan en de macrofyten verdringen (Mooij et al. 2005).
Zeegrassen ondervinden directe effecten van klimaatverandering via
opwarming (toename in groei, veranderingen in andere fysiologische
functies (afhankelijk van de soort) en veranderingen in verspreiding).
Indirecte effecten zijn zeespiegelstijging, waardoor er een verschuiving
van habitat plaatsvindt. Toename in atmosferische CO2 zal leiden tot
verhoogde produktie (Short & Neckles 1999).
Algen
Cyanobacteriën zullen profiteren van klimaatverandering (toename
eutrofiëring) en vaker bloeien vormen (Paerl & Huisman 2008; Mooij et
al. 2005). Op ecosysteemniveau betekent een toename van eutrofiëring dat
systemen vaker gedomineerd zullen worden door cyanobacteriën en
minder vaak door macrofyten (Van de Bund & Van Donk 2004). In
gebieden met hogere temperaturen is er zelfs minder eutrofiëring nodig
om bloeien van cyanobacteriën te krijgen (Van de Bund et al. 2004).
In ondiepe meren leidt een zachte winter tot 75% kans op
cyanobacteriënbloei in het voorjaar, terwijl een strenge winter leidt tot
50% kans (Reeders et al. 1998). In de studie van Reeders et al. (1998) zijn
strenge en zachte winters echter niet verder gedefinieerd.
Opwarming zal ertoe leiden dat bloeien in de lente (groenalgen,
diatomeeën) eerder plaatsvinden (Winder & Schindler 2004). Het risico
hiervan is dat het zoöplankton niet eerder opkomt en zijn voedsel zal
mislopen (mismatch), wat weer gevolgen kan hebben voor vissen en
andere predatoren op het zoöplankton.
Een groot gevaar is de invasie door exotische cyanobacteriën met
toenemende temperatuur, zoals de giftige Cylindrospermopsis (Briand et
al. 2004).
19
4. Gevoeligheid verschillende watersystemen
Welke systemen zijn het gevoeligst of kennen de meeste risico’s? Welke stuurfactoren zijn
daarbij het meest kritisch?
4) Wat betekent klimaatverandering voor de gevoeligheid van de Nederlandse
oppervlaktewateren voor eutrofiëring, blauwalgenbloei, botulisme en andere “plagen”?
4.1 Algemeen
Een hiërarchische indeling van gevoeligheid van aquatische ecosystemen voor
klimaatverandering is moeilijk realiseerbaar, zoniet onmogelijk. Vrijwel alle
watermassa’s zijn op de één of andere manier gevoelig voor klimaatverandering (ze zijn
in ieder geval allemaal gevoelig voor toenemende temperatuur). Verschillende systemen
reageren echter op verschillende aspecten van klimaatverandering. Zo spelen in rivieren
patronen van waterafvoer een belangrijke rol (van Vliet & Zwolsman 2007), terwijl in
diepe meren vooral de temperatuur van belang is (Jankowski et al. 2006). Ook de
onzekerheid in voorspellingen van klimaatverandering maakt een classificatie van
gevoeligheid van ecosystemen voor klimaatverandering moeilijk.
Door Vos et al. (2007) is getracht aan te geven welke ecosysteemtypen in Nederland het
meest zouden kunnen gaan lijden als gevolg van klimaatverandering. Zij deden dit op
basis van vier abiotische effecten (stuurfactoren) en combineerden dat met de mate
ruimtelijke samenhang (meer of minder versnipperd). De abiotische effecten zijn
processen die verwacht worden, terwijl de mate van versnippering de huidige situatie is.
De abiotische effecten waren: stijging gemiddelde temperatuur, gemiddeld drogere
zomers, zeespiegelstijging en toename in overstromingsfrequentie en sterkere fluctuaties
in waterstanden. De resultaten zijn weergegeven in tabel 1. Wat opvalt is dat
ecosystemen die (zeer) sterk versnipperd zijn het meeste risico lopen volgens de tabel uit
Vos et al. (2007). Dit zijn meestal kleinere systemen die, volgens Volgens Vos et al.
(2007), gevoeliger zijn voor klimaatverandering omdat weersextremen harder aankomen,
soorten herbergen in kleinere populaties (daardoor een geringer herstelvermogen hebben)
en een kleinere kans op herkolonisatie vanuit de omgeving hebben. Zijn de door Vos et
al. (2007) genoemde stuurfactoren dan ook het meest kritisch? Belangrijk zijn ze in ieder
geval wel, maar het is discutabel of er, voor de classificatie van gevoeligheid van
ecosystemen voor klimaatverandering, alleen naar deze vier stuurfactoren gekeken zou
kunnen worden. Andere stuurfactoren, zoals CO2, kunnen ook belangrijk zijn in bepaalde
watertypen (zie hoofdstuk 8). Verder is het zo dat er in deze tabel geen rekening is
gehouden met de mate van invloed van die vier stuurfactoren. Dat laatste is overigens
moeilijk te kwantificeren, zoniet onmogelijk.
20
Tabel 1. Vereenvoudiging (zonder terrestrische ecosystemen) van tabel 2 uit Vos et al. (2007). De tabel
geeft een samenvatting van een risicoanalyse over effecten van klimaatverandering op ecosysteemtypen,
gebaseerd op totaalscore van abiotische effecten van klimaatverandering (4 punten) en de mate van
versnippering van ecosysteemtypen.
Ecosysteemtypen
Moeras
Beek
Meren
Overig stromend en stilstaande wateren
Ven en duinplas
Stilstaande wateren
Rivierlandschap
Brak water
Getijdengebied
Grote wateren
Zee
Risico-score Abiotische
veranderingena
6
3
6
3
5
3
4
3
4
3
4
3
3
3
2
2
2
2
2
2
1
1
Mate van
versnipperingb
3
3
2
1
1
1
-
a
1 = stijging gemiddelde temperatuur, 2 = gemiddeld drogere zomer, 3 = zeespiegelstijging, 4 = toename overstromingsfrequentie en
sterkere fluctuaties waterstanden.
b
1 = matig, 2 = sterk, 3 = zeer sterk, - = niet versnipperd.
In het IPCC rapport (2007) over Europa wordt beschreven welke aspecten van
klimaatverandering de meeste impact in Europa zullen geven:
extremen binnen seizoenen, vooral hete en droge zomers en zachte
winters
kortdurende gebeurtenissen, zoals stormen en hevige regenval
langzame, lange termijn veranderingen in het klimaat, die, naast
andere invloeden, vooral druk zullen uitoefenen op kustgebieden,
bijvoorbeeld door zeespiegelstijging.
Hoewel het vrijwel onmogelijk is om aan te geven welke aquatische ecosystemen het
gevoeligst zijn of de meeste risico’s kennen, is het wel mogelijk om per systeem aan te
geven waar de gevaren liggen.
4.2 Mariene ecosystemen
De reacties van mariene ecosystemen op klimaatverandering zijn vooral reacties op
toenemende watertemperatuur en in mindere mate op veranderingen in neerslagdynamiek
en windpatronen (IPCC 2007, hoofdstuk 1). De biologische reacties zijn veranderingen in
biogeografie, fenologie, fysiologie en in dichtheden. Toename in CO2 concentraties
hebben geleid tot chemische veranderingen in de oceaan, met een daling van de pH als
gevolg. Getijdepoelen in Groot-Brittannië laten een verschuiving zien naar een
gemeenschap die gedomineerd wordt door meer warmteminnende soorten (Southward et
al. 2005).
In het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan zijn soorts –en
gemeenschapsveranderingen in zowel fytoplankton als zooplankton gerelateerd aan
trends in temperatuur en variaties in de NAO. Dit zijn veranderingen in de verspreiding
en dichtheid van soorten, invasies van subtropische soorten in gematigde wateren,
veranderingen in de biomassa en de duur van het groeiseizoen voor fytoplankton,
21
veranderingen in het functioneren van ecosystemen en produktie in de Noordzee,
verschuivingen van koudwater naar warmwater gemeenschappen, veranderingen in de
interacties tussen soorten en toenames in algenbloeien (Fromentin & Planque 1996; Reid
et al. 1998; Edwards et al. 2006; Beaugrand et al. 2002, 2003; Beaugrand & Reid 2003;
Edwards & Richardson 2004; Richardson & Schoeman 2004). De laatste jaren zijn er
vele studies verschenen, die een link leggen tussen toegenomen temperatuur en/of NAO
en de biologie van het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan en/of de Noordzee,
waaronder studies die keken naar het benthos, vissen, vogels en walvissen (overzicht in
Drinkwater et al. 2003), maar ook studies die een link leggen met toenames in ziektes
(Harvell et al. 1999).
In het noordelijke deel van de Atlantische Oceaan en de Noordzee, hebben toenames in
regionale zeetemperaturen voor verschuivingen in soortencompositie en de diversiteit van
calanoide copepoden geleid (IPCC 2007; Beaugrand et al. 2002). Koudwater soorten zijn
vervangen door warmwater soorten, die noordwaarts migreerden als gevolg van het
warmer worden van het water (Figuur 9).
Figuur 9. Lange-termijn veranderingen in het gemiddelde aantal soorten zooplankton per associatie in het
noordelijk deel van de Atlantische Oceaan van 1960 tot 1975 en van 1996 tot 1999. Het aantal gematigde
soorten is toegenomen en de diversiteit van koudwater soorten is afgenomen. De schaal (0 tot 1) toont de
proportie biogeografische types binnen het totale zooplankton. Figuur uit IPCC (2007, figuur 1.3).
Bij veel planktontaxa begint de seizoenscyclus eerder (Edwards & Richardson 2004). De
respons op het warmer worden was echter verschillend tussen verschillende functionele
groepen en tussen trofische niveaus wat leidt tot mismatchen in de tijd tussen
verschillende trofische niveaus (Edwards & Richardson 2004).
22
Veranderingen in de geografische verspreiding van vispopulaties, gerelateerd aan
klimaatverandering (opwarming zee) zijn inmiddels gedocumenteerd voor de Noordzee
(Perry et al. 2005; Hiddink & ter Hofstede 2008). Het gaat hier dan vooral om
noordwaartse migraties van vissoorten, die van oorsprong hun leefgebied zuidelijker
hebben. Opwarming heeft er ook voor gezorgd dat de rekrutering van kabeljauw in de
laatste decennia, naast overbevissing, verminderd is doordat er sprake is van mismatch
tussen de larven van kabeljauw en hun voedsel (plankton) (Beaugrand et al. 2003). Dit is
een goed voorbeeld waarbij twee factoren (overbevissing en regionale opwarming) samen
leiden tot negatieve effecten op organismen. Edwards & Richardson (2004) lieten zien
dat planktongemeenschappen in de Noordzee, inclusief vislarven, niet alleen gevoelig
zijn voor (regionale) opwarming, maar er ook anders op reageren. Dit was te zien door te
kijken naar het jaarlijks terugkeren van fases in levenscycli (fenologie). Sommige
planktonsoorten vervroegen hun bloeipiek (bijvoorbeeld de dinoflagellaat Ceratium
fusus), terwijl anderen dat niet deden (bijvoorbeeld de diatomee Cylindrotheca
closterium). Dit leidt tot verschillen tussen trofische niveaus en tussen functionele
groepen. De mate en snelheid waarin vissoorten en planktongemeenschappen zich aan
regionale opwarming kunnen aanpassen is echter nog niet bekend (IPCC 2007).
4.3 Meren en andere stilstaande wateren
In het algemeen wordt er geobserveerd dat meren en rivieren aan het opwarmen zijn. De
opwarming heeft effect op de structuur van de temperatuur en de chemie in meren, die op
hun beurt tot veranderingen in dichtheden, produktie, compositie van gemeenschappen,
fenologie, verspreiding en migratie leiden (IPCC 2007, Tabel 2).
Tabel 2. Voorbeelden van veranderingen in zoetwater-ecosystemen als gevolg van opwarming. Tabel uit
IPCC (2007), Tabel 1.6.
23
In meren en plassen leidt een warmere temperatuur in het vroege voorjaar tot het eerder
ontstaan van algenbloeien (diatomeeën) (Huber et al. 2008) en later ook tot bloeien van
cyanobacteriën (Jöhnk et al. 2008; McKee et al. 2003).
Compositie gemeenschappen
Langere ijsvrije perioden, meer stratificatie en veranderingen in de relatieve
beschikbaarheid van nutriënten hebben geleid tot verschuivingen in de compositie van
gemeenschappen. Een zorgwekkende verandering is de toename van cyanobacteriën, niet
alleen van de al aanwezige soorten, maar ook van invaderende soorten, zoals
Cylindrospermopsis raciborskii (Briand et al. 2004). In meren waar nutriënten limiterend
worden, als gevolg van meer stratificatie, is de fytoplanktongemeenschap verschoven
naar een gemeenschap met minder diatomeeën en meer cyanobacteriën, die leidt tot
minder voedselkwaliteit voor hogere trofische niveaus, zoals zooplankton (Adrian &
Deneke 1996). In Groot-Brittannië, heeft opwarming ook geleid tot een noordwaartse
verschuiving in de verspreiding van aquatische insekten en vis (Hickling et al. 2006).
Fenologie
Het eerder smelten van ijs (indien aanwezig) en het opwarmen van watertemperaturen
heeft ertoe geleid dat sommige soorten eerder aan hun groei beginnen en/of anticiperen
op de eerder ontstane bloei van algen in de lente (watervlooien die erop prederen). Dit
heeft ertoe geleid dat de heldere waterfase in meren ook eerder is ontstaan. In diepe
meren in centraal Europa ontstaat de algenbloei in de lente ongeveer 4 weken eerder
(Gerten & Adrian 2000; Straile & Adrian 2000). In vele gevallen heeft zooplankton
echter niet gereageerd op de vervroeging van de piek in fytoplanktonbloei, en deze
soorten lopen het risico lokaal uit te sterven omdat hun timing van opkomst niet meer
afgestemd is op die van hun voedsel (Winder & Schindler 2004). Er zijn echter
zoöplanktonsoorten die ook reageren op opwarming en daardoor wel in staat zijn op te
komen wanneer er voldoende voedsel is (Winder & Schindler 2004). Deze verschillen in
respons op opwarming tussen organismen leidt tot negatieve effecten in voedselweb
interacties (Winder & Schindler 2004). In Lake Washington is de temperatuur tussen
1962 en 2002 met ongeveer 1 °C gestegen (Figuur 10, eerste paneel; Winder & Schindler
2004). Als gevolg hiervan is de piek van een diatomeeënbloei steeds eerder in het jaar
verschenen (Figuur 10, tweede paneel). Raderdiertjes, zoals Keratella sp., reageren
waarschijnlijk ook op de temperatuur en komen ook eerder in het jaar op (Figuur 10,
derde paneel). Watervlooien echter, doen dat niet (Figuur 10, vierde paneel).
24
Figuur 10. Fysische en biologische trends in Lake Washington. Het bovenste paneel laat de temperatuur
zien voor de maanden Maart – Juni tussen 1962 en 2002. Het tweede paneel toont het tijdstip in het jaar van
de piek van een diatomeëenbloei en het tijdstip van stratificatie. In het derde paneel is het tijdstip van de
piek in dichtheid van Keratella (raderdier) te zien (naast die van de diatomeëen) en in het onderste paneel,
die van Daphnia (wederom naast die van de diatomeëen). Figuur uit Winder & Schindler (2004).
Winder & Schindler (2004) geven hiervoor de volgende twee verklaringen:
1
De respons van Keratella kan een reactie zijn op de variatie in timing van
voedselbeschikbaarheid en/of een fysiologische respons op opwarming. Daphnia
echter maakt waarschijnlijk wintereieren waaruit in de lente nieuwe watervlooien
komen. Dit zou onafhankelijk zijn van de voedselbeschikbaarheid en temperatuur
(pure reactie op seizoenscues, zoals langer worden van dagen). Het gevolg is dat
Daphnia de fytoplanktonpiek mist (mismatch).
2
Een alternatieve verklaring zou kunnen zijn dat predatie door planktivore vis op
Daphnia is toegenomen.
Naar de eerste verklaring van Winder & Schindler (2004) (het maken van wintereieren
door watervlooien waardoor ze steeds op hetzelfde moment in het jaar hun piekdichtheid
hebben) wordt op dit moment op het NIOO onderzoek aan gedaan (De Senerpont Domis
& Mooij).
CO2
Klimaatverandering kan op verschillende manieren ingrijpen op het DOC budget in
zoetwatersystemen en dus op de CO2 concentratie (zie hoofdstuk 2):
1) Door toename van bacteriële produktie met toenemende temperatuur neemt de
DOC concentratie in het interstitiële water toe (Verdonschot et al. 2007).
25
2) Toenemende atmosferische CO2 concentraties leiden tot hogere DOC
concentraties in moerassen en vennen. Dit komt waarschijnlijk doordat planten
hierop reageren door exudatie van koolstof via de wortels ipv toenemende
fotosynthese of toename biomassa (Freeman et al. 2004).
3) In moeras –en veensystemen zal de evapotranspiratie toenemen bij hogere
temperatuur. Dit werkt door in het waterniveau en afvoer uit het systeem.
Toename of afname van de afvoer van DOC in dit geval is afhankelijk van de
balans tussen enerzijds toename in DOC concentratie en anderzijds een
verandering in volume waterafvoer (Verdonschot et al. 2007).
4.4 Rivieren en andere stromende wateren
Tijdens lage waterafvoeren (als gevolg van langdurige droogte) zijn rivieren extra
gevoelig voor verslechtering van de waterkwaliteit omdat er sprake is van versterkende
effecten tussen hoge watertemperaturen en stagnante condities (van Vliet & Zwolsman
2007). Hierdoor ontstaan hevige algenbloeien, is er minder verdunning van puntbronnen
en neemt de uitwisseling van nutriënten tussen sediment en de waterkolom toe. In (vooral
kleine) beken is er in de zomer, als gevolg van hoge temperatuur en weinig neerslag, kans
op droogvallen wat kan leiden tot een afname in soorten (Vos et al. 2007).
Klimaatgerelateerde veranderingen in rivieren heeft patronen in de dichtheid van soorten,
verspreiding en migratie aangetast. Hoewel warmer water in rivieren een positief effect
heeft op het paaisucces van vissen (Daufresne et al. 2003), zorgt het ook voor een
verlengde stressperiode voor bijvoorbeeld salmoniden (IPCC 2007). Net zoals in zee
vinden er in rivieren verschuivingen plaats van soorten (zuidelijke vissoorten en
evertebraten die koudwater soorten vervangen)(Daufresne et al. 2003). In NoordAmerika is de timing van vismigratie gecorreleerd aan de toename in watertemperatuur,
en vind soms wel 6 weken eerder plaats hierdoor (Juanes et al. 2004). Toenemende
temperaturen zijn negatief gecorreleerd met de produktie van spiering (Lawson et al.
2004), en bij vervroegde migraties is de sterfte voor het paaien en gedurende migratie
hoger (Cooke et al. 2004). In rivieren kunnen toenemende grondwatertemperaturen
bovendien de kwaliteit van de habitats voor vissen aantasten (Ficke et al. 2007). De totale
macrofauna-dichtheid in beken kan ook negatieve effecten ondervinden van stijgende
temperaturen (Durance and Ormerod 2007). Veranderingen in compositie zijn echter
meer afhankelijk van verzuring dan van temperatuur.
4.5 Samenvatting
In aquatische systemen zijn veel waarnemingen in fenologie en soortverspreiding
gerelateerd aan toenemende watertemperaturen, maar ook aan veranderingen in saliniteit,
zuurstofconcentraties en waterbewegingen. Het is echter ook vaak lastig om effecten van
klimaatverandering te scheiden van andere antropogene effecten zoals overbevissing. In
zoetwater ecosystemen worden veranderingen waargenomen in dichtheden, produktie,
uitbreiding arealen en fenologie (waaronder ook veranderingen in patronen van
vismigratie). Deze veranderingen zijn gerelateerd aan toenemende temperaturen en
beïnvloeden het functioneren van aquatische ecosystemen.
26
4.6 Patronen in infectieziekten
De overdracht van infectieziekten via vectoren, zoals insekten en slakken, is afhankelijk
van de temperatuur en neerslag (IPCC 2007). Opwarming kan waarschijnlijk op twee
manieren tot veranderingen in de overdracht van infectieziekten leiden: directe
veranderingen in de vector zelf en veranderingen in de impact van ziektes (Kovats et al.
2001).
Malaria
Hoewel er gesuggereerd wordt dat malaria gevoelig zou zijn voor klimaatverandering
(Haines et al. 2006), is er momenteel weinig bewijs voor een link tussen malaria en
klimaatverandering (opwarming) (IPCC 2007). Rogers & Randolph (2000) lieten via
modelberekeningen (o.a. uitgaande van een temperatuurstijging van 3.45 ºC) zien dat de
kans, dat malaria (weer) zijn intrede in Europa voor 2050 doet, nihil is (Figuur 11). Dit
heeft niet alleen met opwarming van de aarde te maken, maar ook met geschiktheid van
habitat (Rogers & Randolph 2000) en met de goede controlecampagnes in ontwikkelde
landen (Haines et al. 2006).
Figuur 11. Het verschil tussen de huidige verspreiding van malaria en de voorspelde verspreiding rond
2050. Rode regio’s zijn momenteel malariaveilig, maar worden onveilig in 2050. Voor groene regio’s geldt
het omgekeerde. Figuur uit Rogers & Randolph (2000).
Water-gerelateerde ziektes
Ziektes die hun oorsprong hebben in water, zoals cryptosporidiose, zijn, net zoals de
vectorenziektes, afhankelijk van temperatuur en (extreme) neerslag (Casman et al. 2001).
Net zoals bij malaria zijn er nog geen bewijzen voor een relatie met klimaatverandering.
Hoewel niet per se gebonden aan water, is het wel op zijn plaats om hier wat over
botulisme te vertellen. Botulisme wordt geproduceerd door de bacterie Clostridium
botulinum en is vooral berucht omdat veel watervogels eraan sterven (Rocke & Samuel
1999). Vreemd genoeg zijn er geen studies bekend die een relatie leggen tussen
klimaatverandering en botulisme of C. botulinum, terwijl het wel bekend is dat, met
toenemende temperatuur, botulisme-geïnfecteerde insektenlarven zich sneller
ontwikkelen in karkassen van vogels (Soos & Wobeser 2006). Aangezien er heel weinig
27
toxine nodig is om sterfte in mensen te veroorzaken is het des te vreemder dat er niks
bekend is over de impact van klimaatverandering en botulisme. Meer onderzoek hiernaar
is daarom gewenst.
28
5. Klimaatverandering en biodiversiteit
De definitie voor biodiversiteit volgens het Biodiversiteitsverdag van Rio de Janeiro (Het
Verdrag inzake Biologische Diversiteit 1992) is als volgt: “biodiversiteit is de variatie in
organismen uit de gehele wereld, waaronder terrestrische, mariene en ander aquatische
ecosystemen en de ecologische verbanden waar ze deel van uitmaken; de diversiteit
betreft de variatie binnen soorten, tussen soorten en tussen ecosystemen".
Biodiversiteitprocessen zijn biologische en fysische veranderingsreeksen, op allerlei
niveaus, van moleculaire tot globale processen. Deze processen omhelzen reproduktie,
sterfte en verspreiding van individuen, lokale extincties en rekolonisatie van populaties,
herbivorie, predatie, seizoensmigratie, soortsvorming en aanpassingen van soorten aan
klimaatverandering (Pressey et al. 2007). In hoofdstuk 12 van het IPCC assessment
rapport (2007) wordt vermeld dat klimaatverandering effecten heeft op de fysiologie,
fenologie en verspreiding van planten en dieren. Verder zullen exoten ook meer kansen
krijgen doordat omstandigheden voor de exoten zullen verbeteren (bijvoorbeeld hogere
temperatuur, zie ook hoofdstuk 8). In hoeverre exoten inheemse soorten zullen
verdringen is echter onduidelijk. De ruimtelijke samenhang (in hoeverre zijn systemen
versnipperd) zal mede de negatieve effecten van klimaatverandering op soorten bepalen
(zie ook hoofdstuk 4). Zo zullen soorten in de Noordzee als gevolg van verhoogde
temperatuur noordwaarts kunnen opschuiven, maar is dat moelijker voor soorten die
leven in moerassen of vennen.
5.1 Zoete rijkswateren
Voor stromende wateren geldt dat de fauna soortenrijkdom in zoetwatersystemen zal
veranderen als gevolg van hogere afvoer en minder risico op droogvallen van
oppervlaktewater. Gevolg is waarschijnlijk wel dat er meer exoten zullen komen, die
beter bestand zijn tegen de nieuwe omstandigheden (bijvoorbeeld hogere
watertemperatuur, Leuven et al. 2007).
5.2 Zoete regionale wateren
In vennen zullen houtvormende plantensoorten gaan domineren omdat deze systemen
langer en vaker zullen droogstaan (IPCC 2007).
In (vooral kleine) beken is er in de zomer, als gevolg van hoge temperatuur en weinig
neerslag, kans op droogvallen wat kan leiden tot een afname in soorten (Vos et al. 2007).
Een monitoring gedurende twee tijdvakken (1960-1970 en 1985-1995) in GrootBrittannië liet zien dat niet-migrerende libellen en waterjuffers (orde Odonata) steeds
meer noordwaarts migreerden (Hickling et al. 2005). Soorten die algemeen voorkwamen
en (vooral) soorten met een zuidelijke verspreiding lieten een toename in omvang van
hun verspreidingsgebied zien. Bij soorten met een noordelijke verspreiding nam hun
verspreidingsgebied in omvang niet toe (Figuur 12). De toename in verspreidingsgebied
voor de zuidelijke soorten was overigens niet alleen gerelateerd aan de toegenomen
temperatuur, maar ook aan de verbeterde waterkwaliteit in veel gebieden.
29
Figuur 12. Veranderingen in de grootte van verspreidingsgebieden van libellen en waterjuffers in GrootBrittannië tussen 1960-1970 en 1985-1995. Noordelijke soorten zijn in het wit afgebeeld, algemeen
voorkomende soorten in het grijs en zuidelijke soorten in het zwart. Figuur uit Hickling et al. 2005.
5.3 Overgangswateren
Estuaria en moerassystemen in het kustgebied zijn kritische overgangszones omdat ze
zones zijn waar land, zoet water en de zee bij elkaar komen. Deze overgangswateren
hebben verschillende ecologische functies: decompositie, regeneratie en produktie van
nutriënten, het reguleren van stromen in nutriënten, water, zwevende deeltjes en
organismen van en naar land, rivieren en de zee. Organismen die afhankelijk zijn van
sediment spelen een belangrijke rol in deze functies (Levin et al. 2001). Vele
overgangswateren in de wereld staan al onder invloed van een stijgende zeespiegel
(Gornitz 1995) en de verwachting is dat door klimaatverandering (zeespiegelstijging als
gevolg van toenemende temperatuur waardoor watervolume toeneemt en het smelten van
gletsjers) overgangswateren nog meer onder druk zullen komen te staan van een
(snellere) zeespiegelstijging. De verwachting is dat estuaria en andere overgangswateren
kleiner zullen worden en gradiënten binnen overgangswateren (bijvoorbeeld zoet naar
zout) ook minder zullen worden. Als gevolg hiervan is de algemene verwachting dat de
biodiversiteit in overgangswateren af zal nemen (Levin et al. 2001).
Veranderingen in temperatuur en neerslagdynamiek hebben een grote invloed op de
structuur van biologische gemeenschappen in het sediment. Als gevolg van toenemende
temperatuur kunnen warmwater soorten hun areaal richting het noorden uitbreiden en
noordelijkere estuaria invaderen. Koudwater soorten kunnen lokaal uitsterven, zeker
wanneer er noordelijker geen geschikte habitats zijn. In beide gevallen leidt dit tot een
verschuiving binnen en van gemeenschappen en kunnen er cascade-effecten optreden
binnen het voedselweb van overgangswateren. Lokaal kan, door temperatuurstijging, het
metabolisme van gemeenschappen en het vrijkomen van nutriënten in sediment
toenemen. Sommige processen zouden overigens tegengegaan kunnen worden door
veranderingen in bioturbatie, ziektes en predatie. Lokale veranderingen in saliniteit zijn
afhankelijk van de lokale veranderingen in neerslag (IPCC 2007).
Modellen voorspellen dat klimaatverandering zal leiden tot een verhoogd debiet van
rivieren naar overgangswateren in de 21e eeuw (IPCC 2007). Toename van zoetwater in
estuaria zal leiden tot meer nutriënten en sediment en minder saliniteit. Hoe sterk deze
30
veranderingen zullen zijn is onzeker omdat om de toenemende populatiegroei te
onderhouden de waterkwaliteit van zoetwater zal verbeteren en er waarschijnlijk ook
meer water uit rivieren zal worden onttrokken. Ongeacht de richting van de
veranderingen, deze zullen naar alle waarschijnlijkheid leiden tot minder biodiversiteit in
het sediment van overgangswateren en daardoor zullen deze gemeenschappen een minder
belangrijke rol vervullen als het gaat om sediment transport en nutriëntenomzet (Levin et
al. 2001).
Klimaatverandering kan ook leiden tot verandering in stromingen langs de kust of tot
meer stromen (gerelateerd aan NAO). Deze fysische veranderingen zullen ook leiden tot
veranderingen in biodiversiteit en de structuur van biologische gemeenschappen (Smith
& Kaufmann 1999), hoewel het uiteindelijke effect nog onzeker is.
5.4 Zoute wateren
Stijging van de zeespiegel zal leiden tot grote effecten op de biodiversiteit in zee.
Voorbeelden zijn het overstromen van plekken waar zeehonden rusten en jongen groot
brengen, het toenemen van ziekte-gerelateerde sterfte onder zeehonden en dolfijnen.
In de Noordzee is in de laatste 22 jaar het aantal vissoorten toegenomen (Hiddink & ter
Hofstede 2008). De onderzoekers laten zien dat deze soortverrijking gerelateerd is aan de
toegenomen bodemtemperatuur in de Noordzee in de voorafgaande vijf jaren (Figuur 13).
Figuur 13. Diversiteit aan vissen in de Noordzee. Paneel (a) toont het aantal soorten per jaar. Paneel (b)
toont alle gescoorde soorten, uitgezet tegen de temperatuur in de Noordzee van de vijf jaar ervoor. Paneel
(c) toont het totale aantal soorten per ICES rechthoek (56 x 56 km 2) per jaar en paneel (d) het aantal soorten
31
per ICES rechthoek, gerelateerd aan de temperatuur in de Noordzee van de vijf jaren ervoor. Figuur uit
Hiddink & ter Hofstede (2008).
De toegenomen temperatuur heeft ertoe geleid dat er acht keer zoveel soorten een
vergroot verspreidingsgebied kregen, vergeleken met soorten wiens verspreidingsgebied
kleiner werd. De soorten, wiens verspreidingsgebied was toegenomen bleken soorten te
zijn, die de noordelijke grens van hun areaal ten zuiden van de Noordzee hadden. Dit
waren vooral veel kleine vissoorten2 (ansjovis, mul, schurftvis, dwergtong en kleine
pieterman). Soorten, wiens verspreidingsgebied was afgenomen, bleken voornamelijk
relatief grotere vissoorten te zijn (gewone zeewolf, doornhaai en leng), waarvan het
areaal noordelijker lag dan de andere soorten. Er is geen melding gemaakt van het
verdwijnen van soorten. Deze studie bevestigt de hypothese dat toenemende temperatuur
ertoe leidt dat vissoorten noordwaarts verschuiven (Figuur 14).
Figuur 14. Effecten van breedtegraad op de verspreidingstrend van vissoorten in de Noordzee. Figuur uit
Hiddink & ter Hofstede (2008).
2
In een presentatie door Dr. Erik Jeppesen op het NIOO-CL (getiteld “Effects of climate change on trophic
dynamics in lakes”) wordt dezelfde voorspelling gedaan voor ondiepe meren. Door versnelde eutrofiëring,
als gevolg van klimaatverandering, zullen vele meren meso/eutroof worden en gedomineerd worden door
kleine planktivore vis met weinig grote piscivoren. Het uiteindelijke gevolg hiervan is een troebel systeem
met dominantie van cyanobacteriën omdat de kleine vis het zooplankton wegeet waardoor de
cyanobacteriën weinig predatie ondervinden.
32
6. Klimaatverandering en KRW
3) Wat betekent klimaatverandering voor de nu bekende relaties tussen abiotiek en
biotiek en (dus) voor de mogelijke doelbepalingen binnen KRW setting? (Kunnen KRW
normen behouden blijven?)
De Kaderrichtlijn Water (KRW) is een bij wet krachtig gemaakt framework om
oppervlakte –en grondwateren binnen de Europese Unie te beheren, beschermen en te
herstellen. De KRW benaderd waterbeheer op de schaal van stroomgebeiden (bassins) die
vaak de landsgrenzen overtreden. Binnen de KRW moet er een ‘river basin management
plan’ (RBMP) bestaan voor elk stroomgebied. De KRW is een fundamentele verandering
voor het waterbeheer vanwege het introduceren van één systeem waarbinnen doelen
geïntegreerd worden via RBMPs binnen bepaalde tijdseenheden. De doelen zijn: a) het
tegenhouden van verdergaande verslechtering, het beschermen en het verbeteren van de
status van aquatische ecosystemen; b) het promoten van duurzaam waterverbruik,
gebaseerd op een lange termijn bescherming van de beschikbare waterbronnen; c) het
beschermen en verbeteren van het aquatische milieu; d) het verzekeren van een duidelijke
reductie van de vervuiling van het grondwater; en e) bij te dragen aan het voorkomen van
de effecten van overstromingen en droogtes (Wilby et al. 2006).
De verwachte klimaatveranderingen zullen vele chemische, fysische en biologische
parameters beïnvloeden, die gebruikt (zullen) worden als maatlat binnen de KRW (Tabel
3, Wilby et al. 2006). Het zal echter lastig blijven om de effecten van klimaatverandering
op de kwaliteit van oppervlaktewateren los te koppelen van andere, lokale
antropogenische effecten (IPCC 2007; Eisenreich 2005). Risico’s van klimaatverandering
zouden echter wel meegenomen moeten worden naast de andere risico’s die de
doelstellingen binnen KRW bedreigen (Wilby et al. 2006). In Nederland zijn de meeste
wateren kunstmatig of ingrijpend gewijzigd door de mens (STOWA 2005). Een uitdaging
voor Nederland is daardoor het definiëren van een goed ecologisch potentieel (GEP) of
maximaal ecologisch potentieel (MEP), waarbij rekening is gehouden met
klimaatverandering.
33
Tabel 3. Tabel 4 uit Wilby et al. (2006) over mogelijke impacts klimaatverandering op de goede
ecologische toestand.
In een aantal gevallen kan klimaatverandering juist leiden tot een vermindering van
milieuproblemen en daardoor eerder helpen om doelen binnen KRW te halen in plaats
van het bemoeilijken. Kortere tijden van ijsbedekking en hoge waterstanden in de winter
kunnen juist leiden tot minder vissterfte (Fang & Stefan 2000). Hoewel deze vissterfte
een natuurlijk proces is, heeft eutrofiëring ervoor gezorgd dat deze sterfte extra is
toegenomen. In gebieden waar een toename in neerslag wordt verwacht, zal de
verblijftijd van het water korter worden. Dit vermindert het risico op de ontwikkeling van
algenbloeien (UNEP/ UNESCO 2002). In de meeste gevallen echter, zal
klimaatverandering waarschijnlijk leiden tot verergering van de al aanwezige problemen
in aquatische systemen die niet door maatregelen binnen de KRW verminderd kunnen
worden (Noges et al. 2007). Zo kunnen droogtes leiden tot meer vissterfte als gevolg van
een combinatie van verhoogde temperatuur, verlaging van de concentratie opgelost
zuurstof en minder stroming (Brooker et al. 1977).
Er is een kritische analyse nodig om te kijken welke aspecten van waterkwaliteit
flexibeler gehanteerd kunnen worden en welke aspecten zo belangrijk zijn dat er niks aan
veranderd mag worden, ondanks effecten van klimaatverandering. Zo is het bijvoorbeeld
onverstandig om richtconcentraties in verontreinigingen te versoepelen (lees: toestaan dat
34
ze hoger mogen zijn) ook al kan het zo zijn dat klimaatverandering ertoe leidt dat ze
makkelijker gemobiliseerd worden vanuit het sediment (Eisenreich 2005).
In individuele gevallen kunnen maatregelen binnen het RBMP negatieve gevolgen van
klimaatverandering verminderen. Zo kunnen bijvoorbeeld de versnelde effecten van
eutrofiëring als gevolg van klimaatverandering (door verandering in bodemprocessen,
toegenomen interne eutrofiëring of toegenomen microbiële decompositie van organische
stof) verminderd worden door maatregelen in de land– of bosbouw (Noges et al. 2007).
Er zullen echter altijd negatieve effecten van klimaatverandering zijn die niet ontweken
kunnen worden. Als gevolg hiervan zullen maatlatten aangepast moeten worden aan
klimaatverandering. Referentiecondities moeten herzien worden en daarin moet rekening
worden gehouden met biologische gebeurtenissen die door het klimaat geactiveerd
worden of van klimaat afhankelijk zijn, zoals paaien, de ontwikkeling van eieren en
groei. Verschillende organismen zullen, voor deze gebeurtenissen, anders reageren op
klimaat en dat kan leiden tot een “mismatch” in voedselwebben (Winder & Schindler
2004), wat op zijn beurt weer kan leiden tot veranderingen in het functioneren van
ecosystemen (Carvalho & Kirika 2003). Soorten die gedwongen worden om te migreren
vanwege klimaatveranderingen kunnen ook effecten hebben op het functioneren van
ecosystemen, die ze binnenvallen (als het ware exoten zijn), en kunnen reeds vastgestelde
kwaliteitsnormen (doelen) onbruikbaar maken. Voorbeelden over het niet effectief zijn
van RBMP op de gevolgen van klimaatverandering op biologische kwaliteitselementen
zijn het verlies van habitat voor evertebraten en vissen met toenemend zuurstoftekort in
diepe meren en met toenemende droogte in beken (Noges et al. 2007).
Klimaatverandering kan leiden tot problemen (knelpunten) bij het proberen te halen van
KRW doelen (zeer goede ecologische toestand of maximaal ecologisch potentieel). Te
denken valt aan:
1
Versnelde eutrofiëring als gevolg van toenemende neerslag (meer afspoeling
richting oppervlaktewater, zie hieronder)
2
Droogvallen van ecosystemen in de zomer. Dit is vooral voor stromende wateren
negatief (Besse-Lototskaya et al. 2007). In sommige stilstaande wateren is het
juist positief als een deel van het water langs de oever droogvalt omdat sommige
planten een droogteperiode nodig hebben voor ontkieming.
3
Toename afvoer in de winter, als gevolg van meer neerslag. Behalve dat dit leidt
tot het onder punt 1 genoemde effect, kan dit in stromende wateren ook leiden
verhoogde mortaliteit van organismen wegens wegspoeling naar ongeschikt
habitat (Besse-Lototskaya et al. 2007).
4
Verhoogde temperatuur. Dit kan leiden tot meer verdroging (punt 2), maar ook tot
minder zuurstof in het water waardoor er meer sterfte is van o.a. vis (Noges et al.
2007).
5
Toename saliniteit in zoetwatersystemen dicht bij de kust als gevolg van een
stijgende zeespiegel, waardoor deze systemen fysisch/chemisch veranderen en de
doelen moeilijker haalbaar zullen zijn.
Kansen voor de KRW liggen in het profiteren van meekoppeling met andere maatregelen
tegen klimaatverandering, zoals bijvoorbeeld met het reserveren van ruimte voor de
35
rivieren (MNP 2007, zie hoofdstuk 8) waardoor er ook meer habitat ontstaat voor de
natuur en de biodiversiteit dus kan profiteren. Of de KRW doelen dan ook eerder gehaald
worden is echter onduidelijk. Ook het toelaten van een natuurlijk peilverloop in meren
kan positief werken. Droge zomers kunnen leiden tot lagere waterpeilen. Zoals hierboven
genoemd heeft oevervegetatie een, in voorjaar/zomer, droogvallende zone nodig om te
kunnen kiemen. Bij tegennatuurlijk peilverloop (winter laag/ zomer hoog) wordt de
ontwikkeling van de oevervegetatie daardoor beperkt en dus is het wenselijk om een
meer natuurlijk peilverloop te te laten.
5) Wat betekent een standstil van de P en N concentraties in de Nederlandse wateren op
grond van het huidige mestbeleid? Worden de risico’s groter of kleiner?
Een rechtstreekse beantwoording van de effecten van klimaatverandering op een standstil
van P en N concentraties in aquatische ecosystemen is niet mogelijk. Wel is er inmiddels
voldoende onderzoek aan klimaatverandering gedaan en aan ecosysteemherstel om
voorspellingen te kunnen formuleren. Battarbee et al. (2005), bijvoorbeeld, voorspellen
dat klimaatverandering invloed kan uitoefenen op het succes van actief biologisch beheer
in meren op de korte en lange termijn. Op korte termijn, kunnen oscillaties, zoals de
NAO, significante impacts hebben op processen in meren (Rip et al. 2007). Op de lange
termijn, kan opwarming de structuur en het functioneren van meren fundamenteel
veranderen, zoals het verdwijnen van moerassystemen en het kleiner worden van habitats
(Schindler 2001). Toekomstige klimaatveranderingen zullen, aldus Battarbee et al.
(2005), in meren leiden tot fysische veranderingen en veranderingen in de structuur van
voedselwebben, biogeochemische processen en land-water interacties. Hierdoor houden
ze de rekolonisatie van de meren door soorten tegen, die in het verleden wel aanwezig
waren. Van de Bund et al. (2004) lieten in hun studie over effecten over een latitudinale
gradiënt (toenemende temperatuur) zien dat bij hogere temperatuur (meren in Spanje)
cyanobacteriën tot bloeien konden komen bij lagere nutriëntenconcentraties (N en P). Het
bepalen van doelen binnen het herstel van meren zal in de toekomst, als gevolg van te
verwachten klimaatverandering, moeten veranderen. PCLake modelstudies laten zien dat
bij hogere temperaturen meren bij gelijkblijvende nutriëntenbelasting sneller omslaan
naar een troebele cyanobacteriëngedomineerde staat (Mooij et al. 2007).
Andere studies laten nog in het midden wat klimaatverandering zal doen met meren.
Jeppesen et al. (2007) voorspellen dat klimaatverandering de helderheid van meren zal
doen afnemen doordat het de groei van fytoplankton stimuleert en/of doordat
waterplanten minder goed in staat zullen zijn om de helderwater fase vast te houden.
Verder zullen meren een verlengd groeiseizoen hebben, wat in het voordeel kan werken
van drijflagen van cyanobacteriën. Jeppesen et al. (2007) stellen dan ook dat
waterbeheerders de mogelijke effecten van klimaatverandering meenemen in het bepalen
van de kritische nutriëntenstroom in de toekomst. Mogelijk zijn de huidige
nutriëntenconcentraties te hoog in de toekomst.
In de Noordzee (langs de kusten) vond in de jaren tachtig een regimeverschuiving plaats
van o.a. fytoplankton. In dit nieuwe regime bleek 21% meer chlorofyl aanwezig te zijn
dan daarvoor, ondanks lagere concentraties in N en P (McQuatters-Gollop et al. 2007).
36
De N:P ratio was echter boven de Redfield ratio (16:1) en is nog steeds stijgende.
Behalve dat de Noordzee warmer aan het worden is wordt ze ook helderder (minder
troebel) en dat wordt door McQuatters-Gollop et al. (2007) als voordelig gezien voor de
aanwezige algen, die normaliter licht-gelimiteerd zijn, omdat die nu effectiever nutriënten
kunnen opnemen. Via lineaire regressie analyses konden McQuatters-Gollop et al. (2007)
laten zien dat doorzicht en watertemperatuur in de Noordzee de beste voorspellers waren
voor chlorofyl. Ondanks gereduceerde nutriëntenconcentraties blijft chlorofyl in de
Noordzee stijgen. Dit zijn vooral giftige algen (Zevenboom et al. 2003). McQuattersGollop et al. (2007) stellen dat klimaatverandering en doorzicht belangrijker zijn dan de
huidige nutriëntenconcentraties. Het is dus denkbaar dat de risico’s op plaagalgen groter
worden door klimaatverandering. De vraag is echter wat er gebeurt indien de
nutriëntenconcentraties verder verlaagd worden (te limiterend voor fytoplankton).
Samenvattend lijkt het erop dat vasthouden aan de huidige nutriëntenconcentraties in de
toekomst niet afdoende zullen zijn omdat klimaatverandering via allerlei aspecten, maar
vooral door opwarming, algenbloeien zal bevorderen. Mooij et al. (2007) berekende dat
bij een gemiddelde temperatuurstijging van 3 ºC (verwachting 2100) de kritische P-vracht
voor cyanobacteriënbloei zal afnemen van 3.3 naar 2.5 mg m-2 d-1. Dat is bijna een kwart
lager en dus zal de inspanning om de KRW doelen te halen hoger moeten zijn. In ieder
geval zal P (en ook N) goed gemeten moeten worden en zullen de streefconcentraties van
P en N eventueel aangepast moeten worden. Verder zal klimaatverandering de natuurlijke
dynamiek van ecosystemen verhogen (denk bijvoorbeeld aan droogteperioden in beken of
verhoogde waterafvoer in rivieren in de winter, wat zowel positief als negatief kan
werken). Het is denkbaar dat de doelstellingen zoals in eerste instantie gedefinieerd zo
hoog zijn dat er harder dan verwacht gewerkt moet worden om de doelstellingen van de
KRW te halen.
37
7. Mogelijkheden voor beleid
Sinds de Tweede Wereldoorlog zijn ecosystemen intenser bewerkt en gemodificeerd door
de mens dan ooit daarvoor (IPCC 2007). Dit komt door de steeds sterker groeiende vraag
naar voedsel, water, hout, brandstoffen etc. (Vitousek et al. 1997). Hoewel dit heeft
geresulteerd in verbeteringen voor de gezondheid van de mens en voor economische
groei, is de keerzijde verlies van biodiversiteit en de degradatie van ecosystemen met
diens functies (IPCC 2007).
De EU heeft, in het kader van de mondiale Convention on Biological Diversity (CBD),
afgesproken dat in 2010 de teruggang van de biodiversiteit tot stilstand moet zijn
gebracht. Binnen de EU zijn de Vogel- en Habitatrichtlijnen belangrijke instrumenten om
dit te bereiken. Op basis van deze richtlijnen brengt de EU het Europese Natura 2000netwerk van beschermde gebieden tot stand. Net als de andere lidstaten heeft Nederland
Natura 2000-gebieden begrensd en aangemeld bij de EU. De Natura 2000-gebieden in
Nederland maken vrijwel volledig deel uit van de Ecologische Hoofdstructuur (EHS). Al
dit beleid is erop gericht de biodiversiteit en de verscheidenheid in natuur te behouden
(MNP 2007).
Een belangrijk uitgangspunt is dat behoud en herstel van biodiversiteit gebaat is bij het in
stand houden en realiseren van grote eenheden natuur. Grote eenheden hebben, ten
opzichte van kleinere natuurgebieden, vooral de volgende voordelen (MNP 2007):
er is ruimte voor natuurlijke processen, zoals overstroming en
verstuiving, één van de basisdoelstellingen van het natuurbeleid;
de druk vanuit de omgeving wat betreft milieu- en watercondities is
kleiner, vanwege de grotere afstand tussen natuurkernen en druk
veroorzakende functies zoals landbouw en verstedelijking;
in grotere gebieden neemt de kans toe dat bepaalde gradiënten in het
gebied aanwezig zijn; diverse soorten zijn afhankelijk van dergelijke
gradiënten;
de veerkracht voor het opvangen van extreme omstandigheden, zoals
weerextremen dankzij klimaatverandering, is groter; ook soorten met
een relatief groot leefgebied, zoals roerdomp, otter en zeearend, vinden
er voldoende ruimte;
grotere gebieden laten een betere zonering van recreatief gebruik toe,
waardoor de kans op verstoring afneemt
Voor een duurzame instandhouding van habitats en soorten is niet alleen de ruimtelijke
samenhang belangrijk, maar moeten ook de milieucondities in orde zijn, zoals
verdroging, waterkwaliteit en ammoniakdepositie. Doordat grotere eenheden natuur
worden gecreëerd, verbeteren de milieucondities vaak al aanzienlijk. Voor verdroging
geldt dat door het instellen van beïnvloedingsgebieden rondom de Natura 2000-gebieden
de condities in deze gebieden sterk zullen verbeteren. Bij voortzetting van het huidige
ammoniakbeleid dalen de emissie en depositie weliswaar, maar blijft de depositie op
minstens de helft van het natuurareaal hoger dan het kritische niveau (Van Pul et al.
2004; MNP 2007). Om de stikstofdepositie te verminderen is verdergaand generiek
beleid noodzakelijk.
38
Voor aquatische natuur is voor een deel van de Natura 2000-gebieden nog aanvullend
beleid bovenop het huidige generieke beleid nodig om de toevoer van stikstof en fosfaat
via oppervlaktewater te verminderen (MNP 2007, zie ook hoofdstuk 6). Als een deel van
het landbouwareaal wordt vernat, kan het al aanwezige fosfaat mobiel worden. Dit kan
leiden tot een forse toename van de fosfaatconcentraties in het oppervlaktewater van het
Natura 2000-gebied (RIVM 2001). Voor een aantal gebieden geldt dat lokale maatregelen
een oplossing kunnen bieden, zoals aangepaste landbouw, zuivering van afvalwater of
aanleg van helofytenfilters. Hier en daar zijn hier al goede ervaringen mee opgedaan,
zoals in het Naardermeer (MNP 2007). De kwaliteit van de grote wateren, zoals
IJsselmeer en Noordzee, is afhankelijk van maatregelen die op een veel hoger
schaalniveau nodig zijn, soms zelfs grensoverschrijdend.
Voor ondiepe plassen zou actief biologisch beheer (ABB) mogelijk kunnen helpen om de
biodiversiteit te verhogen. Bij ABB wordt meestal zooplanktivore en bentivore vis
(brasem en karper vooral) weggevangen en eventueel worden waterplanten aangeplant en
zooplankton en roofvis (snoek, snoekbaars) uitgezet. In een aantal plassen heeft dit in de
eerste jaren na ABB vaak geleid tot helder water (zicht tot op de bodem) met veel
waterplanten en geen cyanobacteriën, en weinig bentivore vis (voorbeelden in Gulati &
van Donk 2002). Na een aantal jaren echter verdwijnen de macrofyten en komt de
troebele toestand met een hoge biomassa aan cyanobacteriën weer terug. Eén van de
redenen voor deze terugkeer naar de troebele toestand is het niet voldoende kunnen
terugdringen van de nutriëntenvracht naar de plassen. Indien men ABB als mogelijke
maatregel tegen effecten van klimaatverandering zou willen inzetten dan moet er, meer
nog dan tegenwoordig, aan terugdringing van nutriëntenvracht worden gedaan.
Aanpassing van het waterpeil is ook een mogelijke maatregel. Door in de zomer het
waterpeil te verlagen dringt er meer licht door tot de bodem, waardoor zaden eerder
kunnen ontkiemen (Dionisio Pires 2007, Gulati et al. in press). Dit heeft verder als
voordeel dat gebiedsvreemd (meestal nutriëntenrijk) water wordt geweerd zodat
eutrofiëring in de zomer niet toeneemt. Deze maatregel stuit op weerstand vanuit andere
sectoren, o.a. de landbouw waar het hoge waterpeil in de zomer nodig is voor de
produktie van gewassen. Het is echter niet ondenkbaar dat verlaging van het waterpeil in
kleine afgezonderde natuurgebieden wel mogelijk zou kunnen zijn.
Veel Nederlandse meren hebben harde, steile, onnatuurlijke oevers. Hierdoor hebben ze
een geringe veerkracht voor externe stressfactoren, zoals toegenomen afvoer van rivieren
als gevolg van klimaatverandering (Mooij et al. 2005). Een mogelijke aanpassing hieraan
zou dus kunnen zijn het realiseren van natuurvriendelijke oevers, die de externe druk
beter kunnen opvangen. Natuurvriendelijke oevers hebben verder het voordeel dat
planten zoals riet zich beter ontwikkelen (warmer water, Verdonschot et al. 2007) en ze
bieden bescherming voor vislarven (Mooij et al. 2005).
Op diverse plaatsen kan behoud van biodiversiteit profiteren van meekoppeling met
andere doelen (kijkrichtingen). Dat geldt in het bijzonder voor de meekoppeling met
Klimaat en veiligheid (MNP 2007). Zo is het zowel vanuit veiligheid als vanuit robuuste
39
natuur gewenst om laaggelegen veengebieden in het westen van het land te vrijwaren van
bebouwing. Daarmee ontstaat ruimte voor meer natuur en realisatie van een natte as.
Vooral in gebieden waar sprake is van een gerede kans op ‘opbarsten’ (aantasting
deklagen waardoor grondwater teveel opwaartse druk uitoefent) zijn de kansen voor
meekoppeling groot. Een tweede vorm van meekoppeling is het reserveren van ruimte in
het stroomgebied van de IJssel. Dat is nodig omdat de IJssel het water moet gaan
afvoeren dat niet meer via de Rijn kan worden afgevoerd, ten gevolge van de
zeespiegelstijging (MNP 2007). Wordt dat gekoppeld aan realisatie van natuur, dan
liggen hier grote kansen om internationaal belangrijke biodiversiteit meer ruimte te
geven.
Zeeën
Door het WBGU (German Advisory Council on Global Change) is een rapport
uitgebracht onder de naam “Future of Oceans”. Het rapport geeft een overzicht van
kennis over zeespiegelstijging en verzuring van oceanen. Het rapport gaat in op
klimaatverandering en mariene ecosystemen in het algemeen, op veranderende
oceaanstromen, orkanen, op invloed van de mens en gevolgen voor visserij. Er worden
speciale hoofdstukken gewijd aan de verzuring van oceanen, aan de CO2 opslag in
oceanen en aan methaanhydraten op de oceaanbodems. Op die bodems liggen grote
hoeveelheden koolstof opgeslagen, in de vorm van methaanhydraten. Klimaatverandering
kan hiervoor een risico opleveren, maar de onzekerheden hierover zijn groot. Het WBGU
doet onder meer de volgende aanbevelingen voor het beleid:
1. Om de mariene biodiversiteit te behouden en de veerkracht te vergroten zou
tenminste 20 tot 30 procent van het oppervlak aan mariene ecosystemen (Marine
Protected Areas) worden aangewezen als een ecologisch representatief en
effectief beheerd systeem van beschermde gebieden (o.a. koraalriffen en
opgroeigebieden voor vis).
2. De overbevissing van de oceanen moet stoppen (o.a. door het afschaffen van
subsidies en het handhaven van de regels) om het visbestand weerbaarder te
maken tegen klimaatverandering.
3. De kennis over de relatie tussen menselijke verstoring, biodiversiteit en de
veerkracht van mariene ecosystemen moet worden verbeterd. Hiervoor is
intensieve monitoring nodig.
4. Natuurbescherming en kustverdediging moeten beter op elkaar aansluiten, om
zeespiegelstijging op te kunnen vangen.
5. Uit voorzorgsbeginsel zou het verboden moeten zijn om extra CO2 aan de zee toe
te voegen (als oplossing voor broeikaseffect). Het risico op ecologische schade is
niet goed bekend. Het opslaan van CO2 in geologische formaties onder de
zeebodem, is alleen een noodoplossing voor een overgangsperiode. Vergunningen
hiervoor zouden alleen moeten worden verleend als er aan strikte voorwaarden
wordt voldaan.
40
6. Het winnen van methaanhydraten moet aan strenge eisen voldoen.
Methaanhydraten zijn alleen stabiel onder hoge druk en bij lage temperatuur.
Door verstoring (bijvoorbeeld ook door olie- en gaswinning) kunnen deze
vrijkomen en een belangrijke invloed uitoefenen op het broeikaseffect.
41
8. Samenvatting en conclusies
Net als andere Europese lidstaten is Nederland bezig de Europese Kaderrichtlijn te
implementeren. Een belangrijk onderdeel daarbij is dat de lidstaten voor hun
oppervlaktewateren de ecologische- en waterkwaliteitsdoelen dienen vast te stellen en
een maatregelpakket waarmee die doelen uiterlijk in 2027 gehaald moeten worden.
De gevolgen van klimaatverandering zullen voor het waterbeleid niet alleen van belang
zijn voor de waterkwantiteit (veiligheid tegen overstromen, wateroverlast, droogte), maar
ook voor de waterkwaliteit en voor de ecologische kwaliteit (het voorkomen van
aquatische organismen). In deze studie is op basis van de bestaande kennis informatie in
beeld gebracht wat de mogelijke gevolgen en risico’s zijn van de te verwachten
klimaatverandering voor de ecologische kwaliteit van aquatische ecosystemen in
Nederland. Centraal staat wat dit betekent voor het behoud van biodiversiteit en de
ecologische doelen, die moeten worden opgesteld ten behoeve van de Kaderrichtlijn
water (KRW). Het gaat hier om zowel zoet –als zoutwater.
Klimaatverandering, warmer en extremer
Een verhoogde CO2 concentratie en andere broeikasgassen in de atmosfeer leidt tot
klimaatverandering. Behalve de verhoogde CO2 concentratie zelf betekent
klimaatverandering in Noord-West Europa een toename van de gemiddelde temperatuur,
toename van neerslag en verandering van het neerslagpatroon over het jaar: drogere
zomers en nattere winters, maar ook een toename van weersextremen zoals hittegolven
en zware neerslag (KNMI 2006, IPCC 2007). Klimaatverandering is al meetbaar. Zo is de
temperatuur in de Noordzee, rivieren, meren en vennen met een tot twee graden gestegen
(MNP 2005). In de rivieren draagt de lozing van koelwater in belangrijke mate bij aan de
temperatuur stijging. Volgens KNMI scenario’s (2006) mag op de termijn van 2050 een
temperatuurstijging van een tot twee graden worden verwacht en een stijging van de
zeespiegel met 35-85 cm in 2100.
Algemene effecten klimaatverandering op oppervlaktewateren
Effecten van klimaatverandering op waterecosystemen gaan zowel direct, via
toenemende temperatuur en CO2 concentraties, en indirect via veranderingen in
hydrologie als gevolg van veranderingen in neerslagdynamiek. Effecten van
klimaatverandering zullen verschillen tussen watersystemen. Sommige effecten zullen in
alle watertypen optreden:
1) Verschuiving klimaatzones en veranderingen in verspreiding van soorten
Door klimaatverandering zullen geschikte klimaatzones voor soorten verschuiven,
waardoor warmteminnende soorten hun areaal naar het noorden kunnen uitbreiden. Voor
koudeminnende soorten betekent dit dat de zuidgrens van hun leefgebied zich naar het
noorden terugtrekt. In Nederland zijn vooral in de kustzone voorbeelden van een toename
aan zuidelijke soorten. Daarnaast neemt het aantal exoten toe door andere antropogene
invloeden (intensief scheepvaartverkeer, verbinding van waterwegen, uitzetten voor
(sport)visserij, verwilderen van exotische vijversoorten etc.). Veel uitheemse soorten
komen uit warmere streken en gedijen beter bij hogere watertemperaturen. Toenemende
watertemperaturen in Nederland, als gevolg van klimaatverandering, kan dus het succes
42
van warmteminnende exoten versterken. De ruimtelijke samenhang zal mede de
negatieve effecten van klimaatverandering op soorten bepalen. Zo zullen soorten in de
Noordzee als gevolg van verhoogde temperatuur noordwaarts kunnen opschuiven, maar
is dat moelijker voor soorten die leven in versnipperde natuurtypen als moerassen of
vennen.
2) Verschuiving levenscycli: mismatches in prooi-predator relaties
Verschillen tussen organismen in reacties op seizoensveranderingen (opwarming) kunnen
leiden tot mismatches tussen trofische niveaus in de voedselketen. Zo leidden
toegenomen wintertemperaturen tot verhoogde sterfte van larven en eieren van zomerbot
(Pseudopleuronectes americanus) en het later inzetten van migratie richting
paaigebieden.
3) Toename primaire productie en verzuring mariene systemen
De hogere temperatuur en CO2 concentraties in het water leiden in het algemeen tot een
toename in primaire productie (algengroei) in zowel zoet als zoute watersystemen. In
mariene systemen zal de verhoogde CO2 concentraties in het zeewater door het verzurend
effect mogelijk gevolgen hebben voor organismen met kalkskeletten.
4) Verandering hydrologie
Veranderende neerslagpatronen en de toename van extremen beïnvloeden de hydrologie
van watersystemen en de aanvoer van nutriënten. Drogere zomers leiden tot langere
verblijftijden van het water (of zelfs droogval van kleine systemen als vennen en kleine
beken) wat in combinatie met de temperatuurstijging de gevoeligheid voor algenbloei
doet toenemen. Tevens kan meer neerslag en minder vorst in de winter leiden tot
verhoogd nutriëntenverlies in landbouwgebieden. Ook in de zomerperiode kan door het
vaker optreden van piekbuien de nutriëntenstroom (en organische materie) richting
oppervlaktewater stijgen en zal de kans op eutrofiëring in allerlei watersystemen
toenemen. Dit speelt in eerste instantie vooral in meren, sloten en vaarten/kanalen, maar
doordat de verblijftijd in stromende wateren groter wordt, nemen ook in deze watertypen
de risico’s toe.
In de kustzone en overgangswateren betekent de combinatie van zeespiegelstijging en
verandering in rivierafvoeren (’s winters meer, ’s zomers minder) een belangrijke
verandering in hydrologie. Door de zeespiegelstijging zal een groot deel van de
zandplaten verdwijnen (“de Waddenzee verdrinkt”) en vooral in de zomerperiode zal bij
lagere rivierafvoeren de zoet/zout gradiënt scherper worden.
De mogelijke wijziging in de hydrologie van de mariene systemen als gevolg van het
mogelijk wegvallen van de Warme Golfstroom wordt in deze studie niet beschouwd.
Hoewel veel van de verwachte effecten van klimaatverandering al enigszins zichtbaar
zijn, blijft de omvang van de effecten op waterkwaliteit en biodiversiteit onzeker.
Hieronder worden op basis van nu beschikbare informatie de verwachte effecten voor
verschillende watersystemen beschreven met enkele voorbeelden (zie ook tabel 4).
43
Meren en plassen: vroeger en vaker algenbloei, ook vaker van (giftige) blauwalgen
Voor meren en geldt in het algemeen dat die aan het opwarmen zijn. De opwarming heeft
effect op de vertikale temperatuurverdeling en op de chemische processen in meren, die
op hun beurt tot veranderingen in dichtheden, produktie, compositie van
gemeenschappen, fenologie, verspreiding en migratie leiden. Een stijgende temperatuur
kan leiden tot verslechtering van de waterkwaliteit in meren door verminderde
zuurstofconcentraties in de onderste waterlaag, langer en intenser aanhouden van
stratificatie, het vrijkomen van fosfor uit het sediment, en veranderingen in
mengingspatronen. Voor vissen is een verhoogde sterfte waargenomen als gevolg van
minder beschikbaar zuurstof door opwarming.
In meren en plassen leidt een warmere temperatuur in het vroege voorjaar tot het eerder
ontstaan van algenbloeien (diatomeeën) en later ook tot bloeien van blauwalgen.
Het plankton zal waarschijnlijk veranderingen ondergaan in soortencompositie,
seizoensgroei en (primaire) produktie (meer bloeien van cyanobacteriën). Deze kan nog
verder worden versterkt door een hogere belasting met nutriënten als gevolg van
toegenomen afspoeling door extremen in neerslag veroorzaakt door klimaatverandering
Hogere CO2 concentraties en hogere temperaturen leiden in het algemeen tot een toename
in primaire produktie Hierdoor zullen waterplanten meer concurrentie ondervinden.
Klimaatverandering versterkt het effect van eutrofiëring De verwachting is dat bij een
gemiddelde temperatuurstijging van 3 oC (verwachting 2100), de kritische fosfaatdrempel
voor bloei van blauwalgen met bijna een kwart zal afnemen (Mooij et al., 2007).
Ook de interacties met hogere trofische niveaus (waterplanten, macrofauna, vissen)
zullen hierdoor veranderen, wat consequenties zal hebben voor de ecologische kwaliteit.
Een duidelijk voorbeeld hiervan is de studie van Rip et al. (2007), waarin tijdens warmere
en nattere winters (wat vaker voorspeld zal worden, zie hoofdstuk 1) meer algenbloeien
optreden en de kranswierenpopulatie instabieler is. Jöhnk et al. (2008) laten zien dat een
verhoogde zomertemperatuur direct en indirect (bijvoorbeeld meer stratificatie) leidt tot
een snellere ontwikkeling van blauwalgen (Microcystis aeruginosa).
Toenemende straling kan leiden tot verhoging van de verhouding van koolstof en fosfaat,
de zogenaamde C:P ratio in algen. Dit kan nadelig zijn voor de groei van watervlooien en
copepoden omdat door deze verandering in hun voedsel, hun groei en biomassa afnemen.
Voor macrofauna wordt vooral gerapporteerd en verhoogde sterfte als gevolg van
blootstelling aan meer UV bij jonge stadia.
De over het algemeen negatieve effecten van klimaatverandering voor meren, zijn –
afhankelijk van de verblijftijd- in veel gevallen ook te verwachten in sloten, vaarten en
kanalen.
Rivieren: versterkende effecten door hoge temperaturen en langere verblijftijden
Tijdens lage waterafvoeren, als gevolg van verwachte periodes van langdurige droogte,
zijn rivieren extra gevoelig voor verslechtering van de waterkwaliteit omdat er sprake is
van versterkende effecten tussen hoge watertemperaturen en het toenemen van de
44
verblijftijd van het water in het systeem. Zo onstonden tijdens de langdurige droogte in
2003 in de Maas hevige algenbloeien. Oorzaken hiervoor zijn de geringe verdunning van
vermestende stoffen van puntbronnen en de toegenomen uitwisseling van nutriënten
tussen sediment en de waterkolom.
Ook in beken en rivieren kan verhoogde sterfte optreden (als gevolg van minder
beschikbaar zuurstof door opwarming bij vissen en blootstelling aan meer UV bij jonge
stadia macrofauna).
Mariene systemen: temperatuurstijging en CO2 opname sturend
Risico’s van klimaatverandering voor mariene milieus liggen vooral bij
temperatuurstijging en bij een verhoogde opname van CO2 uit de atmosfeer. Dit leidt tot
een verlaging van de zuurgraad en carbonaatconcentraties in het water. Dit levert gevaar
op voor organismen die een uitwendig skelet van kalk hebben. Gevolg is dat
ecosystemen, waar organismen met een uitwendig skelet een belangrijke rol spelen,
kwetsbaar zullen worden. Versterkende effecten tussen toenemende watertemperatuur en
lagere carbonaatconcentraties zullen deze systemen nog kwetsbaarder maken voor
opwarming.
In de Noordzee is een duidelijke waarneming van effecten van een veranderend klimaat
de verschuiving in vissoorten gedurende de laatste 22 jaar, die gerelateerd is aan de
toegenomen watertemperatuur met ± 2 °C in diezelfde periode.
Een vermindering in opwelling zal ertoe leiden dat minder essentiële nutriënten in de
lichtontvangende lagen van het water komen en dus zal de productiviteit afnemen. In de
Noordzee zijn al veranderingen waargenomen in de diversiteit en produktie van plankton
en benthos, en die vanaf de jaren tachtig gerelateerd konden worden aan de overleving
van jonge kabeljauw.
Overgangswateren: temperatuurstijging en afname gradienten bepalend
Vooral kustzones en overgangswateren staan onder invloed van een stijgende zeespiegel.
Zo is de verwachting dat zandplaten en kwelders langs estuaria en overgangswateren
zoals de Waddenzee, kleiner zullen worden en mogelijk geheel verdwijnen als gevolg
van de versnelde zeespiegelstijging. Daarnaast is de verwachting dat door de stijgende
zeespiegel en de lagere rivierafvoeren in de zomer ook zoet/zout gradiënten binnen
overgangswateren vooral in de zomerperiode minder zullen worden.Veranderingen in
zoetwaterafvoer kan ook gevolgen hebben voor moerassystemen dichtbij de kust doordat
het een impact heeft op de saliniteit, input van sediment en nutriëntenstroom.
In combinatie met de temperatuurstijging mag worden verwacht dat beide processen een
groot effect zullen hebben op de ecologische kwaliteit en biodiversiteit. Voorbeelden zijn
het verdwijnen van zandplaten waar zeehonden rusten en jongen groot brengen, het
toenemen van ziekte-gerelateerde sterfte onder zeehonden en dolfijnen. Juist in de
kustzone en overgangswateren is in Nederland een toename gevonden van zuidelijke
soorten.
45
Tabel 4. Effecten van de verschillende stuurfactoren van klimaatverandering in verschillende watertypen 3.
* Als gevolg van verhoogde temperatuur.
** Gevolg van toegenomen stratificatie is vermindering van koolstof transport naar hypolimnion
ABU
BIO
DOC
EU
EX
F
G
HAB
HV
I
K
KS
MM
NC
NV
P
PA
S
SED
STORM
STRAT
Z
Veranderingen in abundantie
Veranderingen in biodiversiteit
Toename DOC agv toename CO2
Stimulering eutrofiëring
Toename exoten
Veranderingen in groei, voortplanting of fysiologie
Veranderingen in blootstelling aan golven
"Harmful Algal Bloom"
Habitatverschuiving
Instabiliteit
Toename kwallen
Kalkafbraak schaaldieren
Mismatch
stimulering nutriëntencyclus
Noordwaartse verschuiving
Toename produktie
Toename piekafvoeren
Sterfte
Toename sedimentaanvoer door rivieren
Meer stormen
Invloed op stratificatie
Toename zoutindringing
Klimaat adaptatie: mogelijke maatregelen voor behoud biodiversiteit
Hoewel met onzekerheden omgeven is het zeer waarschijnlijk dat de waargenomen
veranderingen voor de watersystemen de komende decennia zullen doorzetten. De relatie
tussen omgevingsfactoren en het voorkomen van soorten zal daardoor in toenemende
mate veranderen. De mate waarin zal sterk afhangen van de daadwerkelijke snelheid van
klimaatverandering de komende decennia.
Wat betreft de directe en indirecte doorwerking van klimaatverandering zijn de
verwachte CO2 toename, temperatuurstijging, zeespiegelstijging en veranderingen in
neerslagpatronen nauwelijks te beïnvloeden: die hangen in hoge mate af van wat
mondiaal bereikt kan worden aan vermindering van de CO2 uitstoot en andere
broeikasgassen (het mitigatiespoor).
3
Voor de totstandkoming van de tabel is gebruikt gemaakt van studies die in bijlage 3 worden vermeld.
46
Voor Nederland is het aantal maatregelen om de effecten van klimaatverandering op de
mariene systemen, overgangswateren en de rivieren te verminderen daarmee beperkt.
Voor zeeën zou de veerkracht kunnen worden verbeterd door de visserij-impact te
verminderen (reductie overbevissing, verminderen bodemwoeling, aanwijzen van
“Marine Protected Areas” 20-30 % van het zeeoppervlak), maar meer kennis is nodig
over de relatie tussen menselijke verstoring, biodiversiteit en veerkracht ecosystemen, en
over een mogelijk betere aansluiting tussen natuurbescherming en kustverdediging.
De hydrologie van de rivieren zal in overleg met de landen binnen de verschillende
stroomgebieden moeten worden aangepakt, gericht op vermindering van de
nutriëntbelasting, continuïteit van de afvoer in droge zomers en vermindering van
koelwaterlozingen. Op nationale schaal kan de aanleg van natuurvriendelijke oevers en
verbetering van verbindingen tussen zoute en zoete wateren en Rijkswateren en regionale
wateren de versnippering van het Nederlandse watersysteem verminderen en migratie van
verschillende organismen mogelijk maken. Aanleg van natuurlijker oevers vergroot de
variatie aan habitats en milieucondities in de ecosystemen en geven zo letterlijk meer
ruimte aan organismen om zich aan de nieuwe omstandigheden aan te passen.
Naast genoemde inrichtingsmaatregelen is specifiek voor de regionale wateren, het
beïnvloeden van de nutriëntbelasting van het oppervlaktewater op nationale schaal een
belangrijke stuurknop. De belangrijkste opgaven op dat vlak liggen bij het verbeteren van
rioolwaterzuiveringen en het verminderen van de nutriëntbelasting vanuit de
landbouwgronden. Aangezien het grootste deel van de nutriëntbelasting van de regionale
watersystemen afkomstig is uit landbouwgronden, liggen er belangrijke
aangrijpingspunten bij enerzijds het verminderen van de bemestingsintensiteit
(bronmaatregel) en anderzijds bij het beperken van de uit- en afspoeling van nutriënten
naar het oppervlaktewater met effectgerichte maatregelen (o.a. droge of natte
bufferstroken). Op diverse plaatsen kan behoud van biodiversiteit profiteren van
meekoppeling met andere doelen (kwaliteit landelijk gebied).
Voor ondiepe meren en plassen zou ook actief biologisch beheer (ABB) mogelijk kunnen
helpen om de biodiversiteit te verhogen. Indien men ABB als mogelijke maatregel tegen
effecten van klimaatverandering zou willen inzetten dan moet er, meer nog dan
tegenwoordig, ook aan terugdringing van nutriëntenvracht worden gedaan. Aanpassing
van het waterpeil zou een belangrijke aanvullende maatregel kunnen zijn, maar dit is over
het algemeen in Nederland moeilijk te realiseren. Door in de zomer het waterpeil te
verlagen dringt er meer licht door tot de bodem, waardoor zaden eerder kunnen
ontkiemen. Dit heeft verder als voordeel dat gebiedsvreemd (meestal nutriëntenrijk)
water wordt geweerd zodat eutrofiëring in de zomer niet toeneemt. Deze maatregel stuit
op weerstand vanuit andere sectoren, o.a. de landbouw waar het hoge waterpeil in de
zomer nodig is voor de produktie van gewassen. Het is echter niet ondenkbaar dat
verlaging van het waterpeil in kleine afgezonderde natuurgebieden wel mogelijk zou
kunnen zijn. Veel Nederlandse meren hebben harde, steile, onnatuurlijke oevers.
Hierdoor hebben ze een geringe veerkracht voor externe stressfactoren, zoals toegenomen
afvoer van rivieren als gevolg van klimaatverandering. Een mogelijke aanpassing hieraan
47
zou dus kunnen zijn het realiseren van natuurvriendelijke oevers, die de externe druk
beter kunnen opvangen. Natuurvriendelijke oevers hebben verder het voordeel dat
planten zoals riet zich beter ontwikkelen (warmer water) en ze bieden bescherming voor
vislarven.
Klimaatverandering en Kaderrichtlijn Water (KRW)
De gewenste ecologische kwaliteit wordt binnen het raamwerk van de Kaderrichtlijn
Water gedefinieerd in i) de gewenst kwaliteit aan algen (fytoplankton), waterplanten,
macrofauna en vissen en ii) de daarbij behorende hydromorfologische en fysichchemische condities. Zoals uit de voorliggende studie blijkt, zal klimaatverandering vele
chemische, fysische en biologische parameters beïnvloeden in zowel zoete als zoute
watersystemen. De KRW heeft betrekking op alle zoete wateren, overgangswateren en de
kustzone tot 1 mijl vanaf de kustlijn. De mariene ecosystemen (“open zee”) vallen dus
buiten de werkingssfeer van de KRW.
Voorspelbaarheid van de te verwachten ecologische kwaliteit neemt af
De nu ontwikkelde maatlatten voor de verschillende soortgroepen in de verschillende
watertypen (zoete regionale wateren en Rijkswateren, overgangswateren en kustzone) en
de daarbij behorende milieucondities zijn gebaseerd op kennis van de huidige en vroegere
situaties. De verspreiding van soorten en de relatie tussen de milieucondities en het
voorkomen van soorten is onder invloed van klimaatverandering al aan het veranderen en
dit proces zal doorgaan. De voorspelbaarheid van de te verwachten ecologische kwaliteit
-al of niet na maatregelen- zal daardoor afnemen. De snelheid van gemiddelde
temperatuurstijging en de mate waarin de komende decennia al drogere en warmere
zomers zullen voorkomen, zullen in belangrijke mate bepalend zijn voor de
veranderingen. De biologische meetlatten zijn daarmee op termijn wellicht minder
waardevol om de kwaliteit van de watersystemen te beoordelen dan maatlatten gebaseerd
op de hydromorfologische en fysisch-chemische condities.
Beleidsopgave oppervlaktewaterkwaliteit wordt groter
Wat betreft eutrofiëring is de verwachting dat de temperatuurstijging, de verwachte
toename aan neerslagintensiteit en de langere verblijftijd van het water (vooral in drogere
zomers), het risico op ongunstige situaties in de zoete watersystemen zal doen toenemen
(overmatige algenbloei en daarmee verbonden een lage ecologische kwaliteit). Zoals
vermeld geldt dit niet alleen voor de meer stagnante watersystemen zoals meren, sloten,
vaarten en kanalen, maar ook voor de meer stromende wateren (rivieren ,beken).
Zo neemt bij een gemiddelde temperatuurstijging van 3 ºC de kritische P-vracht voor
cyanobacteriënbloei af van 3.3 naar 2.5 mg m-2 d -1. (Mooi et al, 2007), dat wil zeggen
bijna een kwart lager. Ervan uitgaande dat de nutriëntbelasting van het oppervlaktewater
de komende decennia maar beperkt verandert (zie PBL, 2008) zal de kans op eutrofiëring
toenemen. Het bereiken van een standstill (minimum eis van de KRW) lijkt in dit opzicht
dan niet haalbaar.
48
Referenties
Adrian, R. and R. Deneke (1996). Possible impact of mild winters on zooplankton
succession in eutrophic lakes of the Atlantic European area. Freshwater Biology 36(3):
757-770.
Attrill, M. J. and M. Power (2002). Climatic influence on a marine fish assemblage.
Nature 417(6886): 275-278.
Attrill, M. J., J. Wright, et al. (2007). Climate-related increases in jellyfish frequency
suggest a more gelatinous future for the North Sea. Limnology and Oceanography 52(1):
480-485.
Battarbee, R. W., N. J. Anderson, et al. (2005). Combining palaeolimnological and
limnological approaches in assessing lake ecosystem response to nutrient reduction.
Freshwater Biology 50(10): 1772-1780.
Beaugrand, G., F. Ibanez, et al. (2002). Diversity of calanoid copepods in the North
Atlantic and adjacent seas: species associations and biogeography. Marine EcologyProgress Series 232: 179-195.
Beaugrand, G. and P. C. Reid (2003). Long-term changes in phytoplankton, zooplankton
and salmon related to climate. Global Change Biology 9(6): 801-817.
Beaugrand, G., K. M. Brander, et al. (2003). Plankton effect on cod recruitment in the
North Sea. Nature 426(6967): 661-664.
Beersma, J.J., T.A. Buishand & H. Buiteveld (2004) Droog, droger, droogst:
KNMI/RIZA-bijdrage aan de tweede fase van de Droogtestudie Nederland. KNMIpublicatie 199-II.
Besse-Lototskaya, A., R.C.M. Verdonschot, P.F.M. Verdonschot & J. Klostermann
(2007). Doorwerking klimaatverandering in KRW-keuzen: casus beken en beekdalen
(literatuurstudie). Wageningen, Alterra, Alterra-rapport 1536.
Bradley, D. C. and S. J. Ormerod (2001). Community persistence among stream
invertebrates tracks the North Atlantic Oscillation. Journal of Animal Ecology 70(6):
987-996.
Braune, E., O. Richter, et al. (2008). Voltinism flexibility of a riverine dragonfly along
thermal gradients. Global Change Biology 14(3): 470-482.
Briand, J. F., C. Leboulanger, et al. (2004). Cylindrospermopsis raciborskii
(Cyanobacteria) invasion at mid-latitudes: Selection, wide physiological tolerance, or
global warming? Journal of Phycology 40(2): 231-238.
49
Briers, R. A., J. H. R. Gee, et al. (2004). Effects of the North Atlantic Oscillation on
growth and phenology of stream insects. Ecography 27(6): 811-817.
Brooker, M. P., D. L. Morris, et al. (1977). Mass Mortalities of Adult Salmon, SalmoSalar, in R-Wye, 1976. Journal of Applied Ecology 14(2): 409-417.
Carvalho, L. and A. Kirika (2003). Changes in shallow lake functioning: response to
climate change and nutrient reduction. Hydrobiologia 506(1-3): 789-796.
Casman, E., B. Fischhoff, et al. (2001). Climate change and cryptosporidiosis: A
qualitative analysis. Climatic Change 50(1-2): 219-249.
Chu, C., N. E. Mandrak, et al. (2005). Potential impacts of climate change on the
distributions of several common and rare freshwater fishes in Canada. Diversity and
Distributions 11(4): 299-310.
Cooke, S. J., S. G. Hinch, et al. (2004). Abnormal migration timing and high en route
mortality of sockeye salmon in the Fraser River, British Columbia. Fisheries 29(2): 2233.
Daufresne, M., M. C. Roger, et al. (2004). Long-term changes within the invertebrate and
fish communities of the Upper Rhone River: effects of climatic factors. Global Change
Biology 10(1): 124-140.
Davies, A. J. and M. P. Johnson (2006). Coastline configuration disrupts the effects of
large-scale climatic forcing, leading to divergent temporal trends in wave exposure.
Estuarine Coastal and Shelf Science 69(3-4): 643-648.
Diederich, S., G. Nehls, et al. (2005). Introduced Pacific oysters (Crassostrea gigas) in the
northern Wadden Sea: invasion accelerated by warm summers? Helgoland Marine
Research 59(2): 97-106.
Dionisio Pires L.M. (2007). Cyanobacteriën in Terra Nova: literatuuronderzoek naar
oorzaken van en maatregelen tegen de opkomst en dominantie van cyanobacteriën. In
opdracht van Waternet.
Drinkwater, K.F., A. Belgrano, A. Borja, A. Conversi, M. Edwards, C.H. Greene, G.
Ottersen, A.J. Pershing, H. Walker (2003). The response of marine ecosystems to climate
variability associated with the North Atlantic Oscillation. Geophysical Monograph 134:
211-234.
Durance, I. and S. J. Ormerod (2007). Climate change effects on upland stream
macroinvertebrates over a 25-year period. Global Change Biology 13(5): 942-957.
Edwards, M., D. G. Johns, et al. (2006). Regional climate change and harmful algal
blooms in the northeast Atlantic. Limnology and Oceanography 51(2): 820-829.
50
Edwards, M. and A. J. Richardson (2004). Impact of climate change on marine pelagic
phenology and trophic mismatch. Nature 430(7002): 881-884.
Eisenreich S.J. (ed.) (2005). Climate change and the European water dimension. A report
to the European Water Directors. European Commission, EUR 21553 EN, 1–253.
Eyre, M. D., G. N. Foster, et al. (2006). The definition of British water beetle species
pools (Coleoptera) and their relationship to altitude, temperature, precipitation and land
cover variables. Hydrobiologia 560: 121-131.
Fang, X. and H. G. Stefan (2000). Projected climate change effects on winterkill in
shallow lakes in the northern United States. Environmental Management 25(3): 291-304.
Ficke, A. D., C. A. Myrick, et al. (2007). Potential impacts of global climate change on
freshwater fisheries. Reviews in Fish Biology and Fisheries 17(4): 581-613.
Field, C. B., M. J. Behrenfeld, et al. (1998). Primary production of the biosphere:
Integrating terrestrial and oceanic components. Science 281(5374): 237-240.
Flöder, S. and C. W. Burns (2004). Phytoplankton diversity of shallow tidal lakes:
Influence of periodic salinity changes on diversity and species number of a natural
assemblage. Journal of Phycology 40(1): 54-61.
Freeman, C., N. Fenner, et al. (2004). Export of dissolved organic carbon from peatlands
under elevated carbon dioxide levels. Nature 430(6996): 195-198.
Fromentin, J. M. and B. Planque (1996). Calanus and environment in the eastern North
Atlantic 2. Influence of the North Atlantic Oscillation on C-finmarchicus and Chelgolandicus. Marine Ecology-Progress Series 134(1-3): 111-118.
Gazeau,F., C. Quiblier, J.M. Jansen, J.-P. Gattuso, J.J. Middelburg & C.H.R. Heip
(2007). Impact of elevated CO2 on shellfish calcification. Geophysical Research Letters
34: L07603.
Gerten, D. and R. Adrian (2000). Climate-driven changes in spring plankton dynamics
and the sensitivity of shallow polymictic lakes to the North Atlantic Oscillation.
Limnology and Oceanography 45(5): 1058-1066.
Gerten, D. and R. Adrian (2002). Species-specific changes in the phenology and peak
abundance of freshwater copepods in response to warm summers. Freshwater Biology
47(11): 2163-2173.
Gornitz, V. (1995). Monitoring sea level changes. Climatic Change 31(2-4): 515-544.
51
Grantham, B. A., F. Chan, et al. (2004). Upwelling-driven nearshore hypoxia signals
ecosystem and oceanographic changes in the northeast Pacific. Nature 429(6993): 749754.
Gulati, R. D. and E. van Donk (2002). Lakes in the Netherlands, their origin,
eutrophication and restoration: state-of-the-art review. Hydrobiologia 478(1-3): 73-106.
Gulati R.D., L.M. Dionisio Pires & E. Van Donk. Lake restoration studies: failures,
bottlenecks and prospects of new ecotechnological measures. In press.
Gunter, J.L. & A. van Hall (2003). Beleidsregel dempen sloten waterschap Hunze en
Aa’s. Veendam, 17 september 2003.
Haines, A., R. S. Kovats, et al. (2006). Harben Lecture - Climate change and human
health: impacts, vulnerability, and mitigation. Lancet 367(9528): 2101-2109.
Harley, C. D. G., A. R. Hughes, et al. (2006). The impacts of climate change in coastal
marine systems. Ecology Letters 9(2): 228-241.
Harvell, C. D., K. Kim, et al. (1999). Review: Marine ecology - Emerging marine
diseases - Climate links and anthropogenic factors. Science 285(5433): 1505-1510.
Harwood, J. (2001). Marine mammals and their environment in the twenty-first century.
Journal of Mammalogy 82(3): 630-640.
Helaouet, P. and G. Beaugrand (2007). Macroecology of Calanus finmarchicus and Chelgolandicus in the North Atlantic Ocean and adjacent seas. Marine Ecology-Progress
Series 345: 147-165.
Hessen, D. O. (2006). Determinants of seston C : P-ratio in lakes. Freshwater Biology
51(8): 1560-1569.
Hickling, R., D. B. Roy, et al. (2006). The distributions of a wide range of taxonomic
groups are expanding polewards. Global Change Biology 12(3): 450-455.
Hiddink, J. G. and R. ter Hofstede (2008). Climate induced increases in species richness
of marine fishes. Global Change Biology 14(3): 453-460.
Howarth, R. W., D. P. Swaney, et al. (2000). Climatic control on eutrophication of the
Hudson River estuary. Ecosystems 3(2): 210-215.
Huber V., R. Adrian and D. Gerten (2008). Phytoplankton response to climate warming
modified by trophic state. Limnology and Oceanography 53: 1-13.
52
IPCC, 2007: Climate Change 2007: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution
of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on
Climate Change, M.L. Parry, O.F. Canziani, J.P. Palutikof, P.J. van der Linden and C.E.
Hanson, Eds., Cambridge University Press, Cambridge, UK, 976pp.
Jankowski, T., D. M. Livingstone, et al. (2006). Consequences of the 2003 European heat
wave for lake temperature profiles, thermal stability, and hypolimnetic oxygen depletion:
Implications for a warmer world. Limnology and Oceanography 51(2): 815-819.
Jeppesen, E., M. Sondergaard & J.P. Jensen (2003). Climatic warming and regime shifts
in lake food webs - some comments. Limnology and Oceanography 48: 1346-1349.
Jeppesen, E., M. Sondergaard, et al. (2007). Shallow lake restoration by nutrient loading
reduction - some recent findings and challenges ahead. Hydrobiologia 584: 239-252.
Jöhnk, K. D., J. Huisman, et al. (2008). Summer heatwaves promote blooms of harmful
cyanobacteria. Global Change Biology 14(3): 495-512.
Juanes, F., S. Gephard, et al. (2004). Long-term changes in migration timing of adult
Atlantic salmon (Salmo salar) at the southern edge of the species distribution. Canadian
Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 61(12): 2392-2400.
Keller, A. A. and G. Klein-MacPhee (2000). Impact of elevated temperature on the
growth, survival, and trophic dynamics of winter flounder larvae: a mesocosm study.
Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 57(12): 2382-2392.
KNMI (2006). KNMI climate change scenarios 2006 for the Netherlands. KNMI
scientific report WR 2006-01.
Kovats, R. S., D. H. Campbell-Lendrum, et al. (2001). Early effects of climate change: do
they include changes in vector-borne disease? Philosophical Transactions of the Royal
Society of London Series B-Biological Sciences 356(1411): 1057-1068.
Lake, P. S., M. A. Palmer, et al. (2000). Global change and the biodiversity of freshwater
ecosystems: Impacts on linkages between above-sediment and sediment biota. Bioscience
50(12): 1099-1107.
Lawson, P. W., E. A. Logerwell, et al. (2004). Environmental factors influencing
freshwater survival and smolt production in Pacific Northwest coho salmon
(Oncorhynchus kisutch). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 61(3): 360373.
Lennon J.T., A.M. Faiia, X. Feng & K.L. Cottingham (2006). Relative importance of
CO2 recycling and CH4 pathways in lake food webs along a dissolved organic carbon
gradient. Limnology and Oceanography 51: 1602-1613.
53
Leuven, R.S.E.W., N.A.H. Slooter, et al. (2007). The influence of global warming and
thermal pollution on the occurrence of native and exotic fish species in the river Rhine.
In: Van OS, A.G. (Ed.) Proceedings NCR-days 2007. A sustainable river system.
Publication 32-2007, NCR, Delft.
Levin, L. A., D. F. Boesch, et al. (2001). The function of marine critical transition zones
and the importance of sediment biodiversity. Ecosystems 4(5): 430-451.
Loebl, M., J. E. E. van Beusekom, et al. (2006). Is spread of the neophyte Spartina
anglica recently enhanced by increasing temperatures? Aquatic Ecology 40(3): 315-324.
Loeve, R., P. Droogers & J. Veraart (2006). Klimaatverandering en waterkwaliteit.
Wetterskyp Fryslân. FutureWater report 58.
MacFadyen, E. J., C. E. Williamson, et al. (2004). Molecular response to climate change:
temperature dependence of UV-induced DNA damage and repair in the freshwater
crustacean Daphnia pulicaria. Global Change Biology 10(4): 408-416.
McKee, D., D. Atkinson, et al. (2003). Response of freshwater microcosm communities
to nutrients, fish, and elevated temperature during winter and summer. Limnology and
Oceanography 48(2): 707-722.
McQuatters-Gollop, A., D. E. Raitsos, et al. (2007). A long-term chlorophyll data set
reveals regime shift in North Sea phytoplankton biomass unconnected to nutrient trends.
Limnology and Oceanography 52(2): 635-648.
MNP (2005). The effects of climate change in the Netherlands.
MNP (2007). Nederland Later: Tweede Duurzaamheidsverkenning, deel Fysieke
leefomgeving Nederland.
Mooij, W. M., S. Hulsmann, et al. (2005). The impact of climate change on lakes in the
Netherlands: a review. Aquatic Ecology 39(4): 381-400.
Mooij, W. M., J. H. Janse, et al. (2007). Predicting the effect of climate change on
temperate shallow lakes with the ecosystem model PCLake. Hydrobiologia 584: 443-454.
Mooij, W. M., L. N. de Senerpont Domis & S. Hülsmann. The impact of climate
warming on water temperature, timing of hatching and young-of-the-year growth of fish
in shallow lakes in the Netherlands. Submitted.
Noges, P., W. Van de Bund, et al. (2007). Impact of climatic variability on parameters
used in typology and ecological quality assessment of surface waters - implications on
the Water Framework Directive. Hydrobiologia 584: 373-379.
54
Ottersen, G., B. Planque, et al. (2001). Ecological effects of the North Atlantic
Oscillation. Oecologia 128(1): 1-14.
Paerl, H.W. & J. Huisman (2008) Blooms like it hot. Science 320: 57-58.
Pant, H. K. (2007). Nonlinear effects of climate change on phosphorus stability in
wetlands: Concept and estimation. Journal of Food Agriculture & Environment 5(1): 295301.
PCCC (2008). De Staat van het Klimaat 2007, R. van Dorland, B. Jansen en W.
Dubelaar- Versluis (red.). Uitgave PCCC, De Bilt/Wageningen.
Peperzak, L. (2005). Future increase in harmful algal blooms in the North Sea due to
climate change. Water Science and Technology 51(5): 31-36.
Perry, A. L., P. J. Low, et al. (2005). Climate change and distribution shifts in marine
fishes. Science 308(5730): 1912-1915.
Philippart, C. J. M., J. J. Beukema, et al. (2007). Impacts of nutrient reduction on coastal
communities. Ecosystems 10(1): 95-118.
Philippart, C. J. M., H. M. van Aken, et al. (2003). Climate-related changes in
recruitment of the bivalve Macoma balthica. Limnology and Oceanography 48(6): 21712185.
Pingree, R. (2005). North Atlantic and North Sea climate change: Curl up, shut down,
NAO and ocean colour. Journal of the Marine Biological Association of the United
Kingdom 85(6): 1301-1315.
Pressey, R. L., M. Cabeza, et al. (2007). Conservation planning in a changing world.
Trends in Ecology & Evolution 22(11): 583-592.
Przeslawski, R., A. R. Davis, et al. (2005). Synergistic effects associated with climate
change and the development of rocky shore molluscs. Global Change Biology 11(3):
515-522.
Reeders, H. H., P. C. M. Boers, et al. (1998). Cyanobacterial dominance in the lakes
Veluwemeer and Wolderwijd, The Netherlands. Water Science and Technology 37(3):
85-92.
Reid, P. C., B. Planque, et al. (1998). Is observed variability in the long-term results of
the Continuous Plankton Recorder survey a response to climate change? Fisheries
Oceanography 7(3-4): 282-288.
Richardson, A. J. and D. S. Schoeman (2004). Climate impact on plankton ecosystems in
the Northeast Atlantic. Science 305(5690): 1609-1612.
55
Riebesell, U., K. G. Schulz, et al. (2007). Enhanced biological carbon consumption in a
high CO2 ocean. Nature 450(7169): 545-548
Rip, W. J., M. R. L. Ouboter, et al. (2007). Impact of climatic fluctuations on Characeae
biomass in a shallow, restored lake in The Netherlands. Hydrobiologia 584: 415-424.
RIVM (2001). Nationale milieuverkenning 5, 2000-2030. RIVM, Bilthoven.
Rocke, T. E. and M. D. Samuel (1999). Water and sediment characteristics associated
with avian botulism outbreaks in wetlands. Journal of Wildlife Management 63(4): 12491260.
Rogers, D. J. and S. E. Randolph (2000). The global spread of malaria in a future,
warmer world. Science 289(5485): 1763-1766.
Roovers, S. (2005). Kroos en ander (ongewenste) waterplanten: van beschrijving tot
beheersstrategie. Rapport Waterschap Brabantse Delta.
Sarmiento, J. L., T. M. C. Hughes, et al. (1998). Simulated response of the ocean carbon
cycle to anthropogenic climate warming. Nature 393(6682): 245-249.
Sarmiento, J. L., N. Gruber, et al. (2004). High-latitude controls of thermocline nutrients
and low latitude biological productivity. Nature 427(6969): 56-60.
Schallenberg, M., C. J. Hall, et al. (2003). Consequences of climate-induced salinity
increases on zooplankton abundance and diversity in coastal lakes. Marine EcologyProgress Series 251: 181-189.
Schindler, D. W. (2001). The cumulative effects of climate warming and other human
stresses on Canadian freshwaters in the new millennium. Canadian Journal of Fisheries
and Aquatic Sciences 58(1): 18-29.
Short, F. T. and H. A. Neckles (1999). The effects of global climate change on
seagrasses. Aquatic Botany 63(3-4): 169-196.
Sims, D. W., V. J. Wearmouth, et al. (2004). Low-temperature-driven early spawning
migration of a temperate marine fish. Journal of Animal Ecology 73(2): 333-341.
Smith, K. L. and R. S. Kaufmann (1999). Long-term discrepancy between food supply
and demand in the deep eastern North Pacific. Science 284(5417): 1174-1177.
Soos, C. and G. Wobeser (2006). Identification of primary substrate in the initiation of
avian botulism outbreaks. Journal of Wildlife Management 70(1): 43-53.
56
Soto, C. G. (2001). The potential impacts of global climate change on marine protected
areas. Reviews in Fish Biology and Fisheries 11(3): 181-195.
Southward, A. J., O. Langmead, et al. (2005). Long-term oceanographic and ecological
research in the western English Channel. Advances in Marine Biology, Vol 47. 47: 1105.
Stenseth, N. C., A. Mysterud, et al. (2002). Ecological effects of climate fluctuations.
Science 297(5585): 1292-1296.
STOWA (2005). De KRW voor het (water)leven. STOWA-rapportnummer: 2005-04.
Straile, D. and R. Adrian (2000). The North Atlantic Oscillation and plankton dynamics
in two European lakes - two variations on a general theme. Global Change Biology 6(6):
663-670.
UNEP/UNESCO (2002). Guidelines for the integrated management of the watershed—
phytotechnology and ecohydrology. Freshwater Management Series 5.
Van De Bund, W. J. and E. Van Donk (2004). Effects of fish and nutrient additions on
food-web stability in a charophyte-dominated lake. Freshwater Biology 49(12): 15651573.
Van de Bund, W. J., S. Romo, et al. (2004). Responses of phytoplankton to fish predation
and nutrient loading in shallow lakes: a pan-European mesocosm experiment. Freshwater
Biology 49(12): 1608-1618.
Van Pul, W.A.J. , B.J. de Haan, J.D. van Dam, M.M. van Eerdt, J.F. de Ruiter, A. van
Hinsberg, H.J. Westhoek (2004). (Kosten-) Effectiviteit generiek en gebiedsgericht
ammoniakbeleid. RIVM rapport 500033001/2004, RIVM, Bilthoven.
Van Vliet, M. & G. Zwolsman (2007). Klimaatverandering en de waterkwaliteit van de
Maas. H2O 40: 29-33.
Verdonschot R.C.M., H.J. de Lange, P.F.M.Verdonschot & A. Besse (2007).
Klimaatverandering en aquatische biodiversiteit. 1. Literatuurstudie naar temperatuur.
Wageningen, Alterra, Alterra-rapport 1451.
Verdonschot, R.C.M., C. M. Febria & D. D. Williams (2008). Fluxes of dissolved
organic carbon, other nutrients and microbial communities in a water-filled treehole
ecosystem. Hydrobiologia 596: 17-30.
Visser, M. E. (2008). Keeping up with a warming world; assessing the rate of adaptation
to climate change. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences 275(1635):
649-659.
57
Vitousek, P. M. (1997). Human domination of Earth's ecosystems (vol 277, pg 494,
1997). Science 278(5335): 21-21.
Vos, C.C., B.S.J. Nijhof, M. van der Veen, P.F.M. Opdam & J. Verboom (2007).
Risicoanalyse kwetsbaarheid natuur voor klimaatverandering. Wageningen, Alterra,
Alterra-rapport 1551.
WBGU (2006). The Future Oceans – Warming up, Rising High, Turning Sour. ISBN 3936191-14-X.
Weltzin, J. F., S. D. Bridgham, et al. (2003). Potential effects of warming and drying on
peatland plant community composition. Global Change Biology 9(2): 141-151.
Weltzin, J. F., J. Pastor, et al. (2000). Response of bog and fen plant communities to
warming and water-table manipulations. Ecology 81(12): 3464-3478.
Weyhenmeyer, G. A. (2004). Synchrony in relationships between the North Atlantic
Oscillation and water chemistry among Sweden's largest lakes. Limnology and
Oceanography 49(4): 1191-1201.
WFD (2005). Environmental objectives under the Water Framework Directive. 20 June
2005.
Wilby, R. L., H. G. Orr, et al. (2006). Risks posed by climate change to the delivery of
Water Framework Directive objectives in the UK. Environment International 32(8):
1043-1055.
Williamson, C. E., P. J. Neale, et al. (2001). Beneficial and detrimental effects of UV on
aquatic organisms: Implications of spectral variation. Ecological Applications 11(6):
1843-1857.
Winder, M. and D. E. Schindler (2004). Climate change uncouples trophic interactions in
an aquatic ecosystem. Ecology 85(8): 2100-2106.
Worm, B., E. B. Barbier, et al. (2006). Impacts of biodiversity loss on ocean ecosystem
services. Science 314(5800): 787-790.
Woth, K., R. Weisse, et al. (2006). Climate change and North Sea storm surge extremes:
an ensemble study of storm surge extremes expected in a changed climate projected by
four different regional climate models. Ocean Dynamics 56(1): 3-15.
Zepp, R. G., T. V. Callaghan, et al. (2003). Interactive effects of ozone depletion and
climate change on biogeochemical cycles. Photochemical & Photobiological Sciences
2(1): 51-61.
58
Zevenboom, W., M. Bommelé & C. Reuther (2003). Signalen uit de Noordzee:
signaleren, beoordelen, evalueren en reageren. Rapport NZ – 2003/10.
Zwolsman, G. & M. van Vliet (2007). Effect van een hittegolf op de waterkwaliteit van
de Rijn en de Maas. H2O 40: 41-44.
59
Bijlagen
Bijlage 1: Bevindingen Alterra-rapport 1451 (ISSN 1566-7197)
Bijlage 2: Bevindingen IPCC Fourth Assessment Report, regio Nederland, hoofdstuk 12
Bijlage 3: Referenties behorende bij tabel 4.
60
Bijlage 1: Bevindingen Alterra-rapport (1451 ISSN 1566-7197) over verwachtingen
klimaatverandering (temperatuurstijging):
Algemene effecten
1 vervroeging levenscycli
2 verhoging primaire produktie
3 afhankelijk van de grondwatermassa
4 belangrijke gevolgen voor alle systemen
effecten in diepe wateren
1 langere periode met weinig zuurstof in hypolimnion
effecten in ondiepe wateren
1 letale maximumtemperaturen
2 meer anaërobe perioden
effecten in stromende wateren
1 verschuiving naar stroomopwaarts
2 verdwijnen koud-stenothermen
De verwachting is dat de luchttemperatuur in Nederland met 1-4 (6) °C zal stijgen, dat
de neerslag zal toenemen en de zeespiegel zal rijzen. Echter, omdat de gevolgen van
klimaatveranderingen in het noordpoolgebied wereldwijd sneller voelbaar kunnen zijn
is het niet ondenkbaar dat we in Nederland in plaats van een warmer klimaat juist een
naar een kouder klimaat zullen gaan, die al over 30 jaar ingezet kan worden.
Commentaar Miguel: Dit wordt niet ondersteund door het KNMI.
Watertemperatuur: Klimaatverandering grijpt direct in op de warmte-uitwisseling
tussen lucht en temperatuur en indirect doordat atmosferische condities veranderd zijn
waardoor instraling op wateroppervlak veranderd kan zijn. Voor kleine stilstaande
wateren is voor al het eerste, voor grote stilstaande wateren is vooral het tweede
mechanisme belangrijk, terwijl voor stromende wateren naast beide mechanismen ook
het grondwater van invloed is.
Organisch materiaal: er worden effecten op de balans van organisch materiaal
verwacht omdat 1) de kwaliteit van het blad (zowel terrestrisch als aquatisch)
waarschijnlijk verminderd omdat de C:N verhouding stijgt, 2) deze verminderde
voedselkwaliteit van het blad de afbraak door macrofauna verminderd, 3) de hogere
watertemperatuur de microbiële afbraak processen stimuleert, en 4) de DOC
concentratie verandert (afhankelijk van hydrologie en aanvoergebied).
Aquatische ecosystemen: verhoging CO2 leidt ertoe dat waterplanten een toename in
groei gaan vertonen. De aquatische primaire produktie, vooral in eutrofe systemen,
neemt toe, ook omdat er een extra stimulerend effect van hogere temperatuur verwacht
kan worden. Verder zijn er ook indirecte effecten van klimaatverandering, zoals op de
zuurstofconcentratie, pH, nutriëntencycli, waterkwaliteit (cyanobacteriën, botulisme,
minder verdunning vervuiling) en op interacties tussen soorten en omgevingsfactoren.
61
Bijlage 1: Vervolg bevindingen Alterra-rapport (1451 ISSN 1566-7197) over
verwachtingen klimaatverandering (temperatuurstijging):
Temperatuur en seizoensverloop: In diepe stilstaande wateren blijkt
temperatuurstijging te leiden tot a) een vervroegde bloei van fytoplankton, die voor
sommige soorten zooplankton (watervlooien) kan leiden tot een voedsel-mismatch, b)
veranderingen in soortsamenstelling fytoplankton (ten voordele van cyanobacteriën),
c) veranderingen in het groeipatroon van macrofyten en d) veranderingen in
concurrentieverhoudingen. Hogere wintertemperaturen kunnen bepaalde habitats
geschikt maken voor warmteminnende soorten (zuidelijke soorten en/of exoten).
Eurytherme vissoorten profiteren van temperatuurstijging (betere groei en
reproduktie). Kans op ziekten en parasieten bij vissen neemt echter ook toe met
toenemende temperatuur. In diepe stilstaande wateren kunnen er verder effecten in de
zomer verwacht worden, zoals een verarming van de hypolimnion fauna en een
verschuiving van de benthische gemeenschappen over de verticale gradiënt. In het
rapport worden hiervoor echter geen referenties gegeven.
In ondiepe stilstaande wateren is de invloed van luchttemperatuur veel sterker dan in
diepe stilstaande wateren. Zo komt de maximumtemperatuur in de zomer hoger te
liggen en kan voor sommige soorten in de zomer de letale maximumtemperatuur
worden bereikt. Een toename van de biomassa van macrofyten kan leiden tot een
versneld verlandingsproces. De fauna kan verarmen omdat er meer en langere
anaërobe perioden, met veel organisch materiaal op de bodem, zullen zijn.
In stromende wateren neemt de stijging van de temperatuur zowel in verticale als
longitudinale (hoger stroomafwaarts) richting toe. Bovenstroomse delen kunnen
echter ook beïnvloed worden door stijgende grondwatertemperatuur. Koudstenotherme organismen in bronnen en bronbeken lopen dan het risico te verdwijnen.
Andere koud-stenotherme soorten zullen stroomopwaarts migreren. Verder kunnen in
stromende wateren concurrentieverhoudingen veranderen, emergentie en reproduktie
vervroegd optreden en dit alles kan dus leiden tot veranderingen in soortsamenstelling.
62
Bijlage 2: IPCC 2007 (Fourth Assessment Report (AR4)) voor regio waar Nederland
toe behoort, hoofdstuk 12
a) Impacts klimaatverandering op watersystemen voor periode 2070-2099 (Working
Group II):
Water massa’s:
1 Gemiddelde afvoer water neemt toe.
2 Rijn: toename debiet in winter en afname in zomer.
i. Door smelten gletsjers zal zomerdebiet in eerste instantie
toenemen, maar omdat gletsjers kleiner worden zal daarna debiet
significant afnemen.
3 Veranderingen in water cyclus zullen leiden tot hoger risico op overstromingen en
droogtes.
4 Niet gerelateerd aan waterkwaliteit, maar toch noemenswaardig: frequenter
optreden van hoog water zal leiden tot hoger risico voor gebieden die beschermd
worden door dijken.
Kust en mariene systemen:
1 Klimaatvariatie gekoppeld aan de Noord-Atlantische Oceaan Index (NAO)
beïnvloedt verschillende fysische kustprocessen, zoals seizoensvariatie van
kustklimaat, windsnelheden in de winter en patronen van stormen en
overstromingen.
2 NAO heeft ook een sterke invloed op de dynamiek van het zeespiegelniveau en de
geografische verspreiding van zeespiegelstijging.
3 Klimaatscenario’s voorspellen het frequenter optreden van een positieve NAO
(gematigde, natte winters ), wat op zijn beurt weer effect heeft op kustprocessen
langs de Nederlandse kust (zie 1).
4 Klimaatscenario’s voorspellen ook een toename in windsnelheden en hevige
stormen (belangrijkste factoren voor allerlei kustprocessen) (in ieder geval van
2010 tot 2030).
5 Voor 2080 worden hogere golven verwacht (> 0.4 m stijging). Hogere golven en
frequenter optreden van stormen zijn van belang omdat deze zullen leiden tot
meer erosie en overstromingen van estuaria, delta’s en baaien.
6 Regionale invloeden kunnen ertoe leiden dat de zeespiegelstijging 50% hoger zal
liggen dan voorspeld is voor de globale stijging (0.09-0.88 m in 2100). Impact
NAO op de winter zeespiegelniveau geeft nog een extra 0.1-0.2 m onzekerheid.
Andere factoren, zoals het smelten van het ijs op Groenland en het abrupte
stoppen van de Atlantische thermohaline circulatie geven extra onzekerheid voor
de zeespiegelstijging in Europa.
7 Zeespiegelstijging kan de volgende gevolgen hebben voor kustwateren:
overstromingen, verlies van land, verzouting grondwater en beschadiging van
gebouwen en infrastructuur. Het zal verder leiden tot een landinwaartse
verplaatsing van stranden en van laag-liggende kusten met zacht sediment.
63
8
9
Klimaatscenario’s voorspellen dat ongeveer 20% van de bestaande
moerassystemen zullen tegen 2080 verdwenen zullen zijn als gevolg van een
stijging van de zeespiegel.
Opwarming zal waarschijnlijk leiden tot meer eutrofiëring en stress in kust en
mariene systemen.
Moerassystemen en aquatische systemen:
1 Productiviteit in moerassystemen zal toenemen en degradatie van veen zal
toenemen.
2 Warmere temperaturen zullen ertoe leiden dat in meren en rivieren het ijs eerder
zal smelten en dat het groeiseizoen langer zal worden. Hierdoor wordt ook het
risico op bloeien van toxische cyanobacteriën groter.
3 Meer neerslag en minder vorst zullen leiden tot een hoger verlies van nutriënten
uit de landbouw, dat in het oppervlaktewater terecht zal komen. Dit geldt ook
voor opgelost organische stof. Dit versterkt eutrofiëring van meren en
moerassystemen.
4 Temperatuurstijging zal ook de fysische eigenschappen van water veranderen. In
diepe meren zal de spronglaag dieper komen te liggen en het water in de
hypolimnion zal warmer worden. Verder zal de duur van stratificatie langer
worden. Dit alles brengt een groter risico op zuurstofloosheid onder de spronglaag
met zich mee. Verder neemt de kans op zuurstofloosheid toe omdat hogere
temperaturen tot minder in water opgelost zuurstof leiden.
Biodiversiteit:
1 Klimaatverandering zal effecten hebben op de fysiologie, fenologie en
verspreiding van planten en dieren.
2 Fauna soortenrijkdom in zoetwatersystemen zal toenemen als gevolg van hogere
afvoer en minder risico op droogvallen van oppervlaktewater.
3 Gevolg is wel dat de hierboven genoemde verrijking van soorten voornamelijk
bestaat uit exoten.
4 In vennen zullen houtvormende plantensoorten gaan domineren omdat deze
systemen langer en vaker zullen droogstaan.
5 Stijging van de zeespiegel zal leiden tot grote effecten op de biodiversiteit in zee.
Voorbeelden zijn het overstromen van plekken waar zeehonden rusten en jongen
groot brengen, het toenemen van ziekte-gerelateerde sterfte onder zeehonden en
dolfijnen.
Visserij en aquacultuur:
1 Temperatuurstijging zorgt voor veranderingen in soortenverspreiding, een
toename in rekrutering en produktie vissen. De reikwijdte van het areaal van veel
soorten zal aan de zuidelijke kant inkrimpen.
2 Overbevissing zal de dreiging voor de visserij verslechteren (bijvoorbeeld
kabeljauw).
3 Een temperatuurstijging van 0.9 °C tussen 1958 en 2002 heeft geleid tot
veranderingen in fytoplankton (bijvoorbeeld eerder bloeien) en dat heeft op zijn
beurt weer geleid tot mismatchen tussen trofische niveaus.
64
4
5
6
7
8
Samen met een hoge visserijdruk, zullen de hierboven genoemde veranderingen
veel invloed uitoefenen op de regionale visserij, vooral op vis die direct
afhankelijk is van zooplankton produktie.
Effecten op mariene biota als gevolg van interacties en cumulatieve effecten van
stijging van de zeespiegel, toenemende frequentie stormen, veranderingen in
NAO, veranderingen in zoutgehaltes, verzuring van kustwateren en
verontreinigingen zijn zeer waarschijnlijk, maar vrij onbekend.
Schelpdieren profiteren van warmere temperaturen doordat groeiseizoenen langer
worden, groeisnelheden, voedselopname en primaire produktie stijgen zullen
stijgen.
Nieuwe soorten zullen profiteren van stijgende temperaturen en hun areaal
noordwaarts uitbreiden.
Hogere temperaturen zullen echter ook blootstelling en vatbaarheid voor
pathogenen doen toenemen.
b) Adaptatie: praktijk, opties en mogelijkheden:
Water massa’s:
De belangrijkste maatregel tegen overstromingen in Nederland is het aanpassen van de
dijken. Andere opties worden echter ook populair, zoals uitbreiding uiterwaarden.
Kust en mariene systemen:
Adaptatiestrategiën voor zeespiegelstijging in laag gelegen kusten, zoals in Nederland,
zullen moeten kijken naar het verlies van sediment in moerassen, stranden en duinen.
Hoeveel impact de zeespiegelstijging zal hebben op de erosie van de kust is echter
onduidelijk.
Moerassystemen en aquatische systemen:
Maatregelen om stijgende nutriëntenstroom van de landbouw door klimaatverandering
tegen te gaan zijn nodig. Voorbeelden zijn het creëren van meer moerassystemen en
rivierbufferzones voor nutriënten en variatie in gewasteelt (zorgt voor variatie in vraag
naar nutriënten). Verder wordt aanbevolen om huishoud -en industrieelafval terug te
dringen om de nutriëntenstroom richting oppervlaktewater te verminderen.
Biodiversiteit:
Groot probleem bij het behoud van biodiversiteit is dat er geen rekening is gehouden met
het feit dat arealen van soorten kunnen veranderen als gevolg van klimaatverandering.
Dit houdt in dat bij het aanwijzen van gebieden voor bescherming van soorten er
rekening gehouden dient te worden met het feit dat soorten moeten kunnen migreren van
de ene habitat naar de andere.
Visserij en aquacultuur:
Aanpassingen aan klimaatverandering in zee voor een eventuele duurzame visserij
kunnen bestaan uit het creëren van nieuwe “Marine Protected Areas” of zonodig het
verplaatsen van bestaande gebieden. Deze gebieden moeten rekening houden met
65
veranderingen in de verspreiding van soorten. Feitelijk is dit hetzelfde als wat onder
“Biodiversiteit” is genoemd.
66
Bijlage 3. Referenties behorende bij tabel 4.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
Loeve et al. 2006
Johnk et al 2008
Mooij et al 2005
IPCC 2007
Verdonschot et al. 2007
Rip et al 2007
Jeppesen et al 2003
Schallenberg et al 2003
Pant 2007
Durance & Ormerod 2007
Van Vliet & Zwolsman 2007
Zwolsman & van Vliet 2007
MNP 2007
http://www.waddenvereniging.nl/klimaatverandering/
Short & Neckles 1999
Attrill & Power 2002
Harley et al. 2006
Helaouet & Beaugrand 2007
Sarmiento et al. 1998
Winder & Schindler 2004
Riebesell et al. 2007
Pingree 2005
Drinkwater et al. 2003
Peperzak 2005
Van de Bund et al. 2004
Freeman et al. 2004
MNP 2005
Weltzin et al. 2000
Weltzin et al. 2003
Beersma et al. 2004
Briers et al. 2004
Bradley & Ormerod 2001
Diederich et al. 2005
Loebl et al. 2006
Woth et al. 2006
Philippart et al. 2003
Beaugrand et al. 2003
Perry et al. 2005
Attrill et al. 2007
WBGU 2006
Braune et al. 2008
Davies & Johnson 2006
Levin et al. 2001
67