veranderingen in plassen na invasies: voedselwebrelaties aan de hand … · 2019. 3. 19. · b w...
TRANSCRIPT
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Veranderingen in plassen na invasies: voedselwebrelaties
aan de hand van stabiele isotopen en vistrends
Onderzoekcentrum B-WARE, Radboud Universiteit Nijmegen, Nederland
In samenwerking met: Evides en AqWa
Yvon Verstijnen
Esther LucassenFons SmoldersArco WagenvoortGerard van der VeldeRien van der GaagHenk CastelijnsHenk Ketelaars
Inhoud
• Intro
• Opzet onderzoek
• Stabiele isotopen
• Resultaten
• Conclusie
• Toepassingen
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Intro
• Voedselwebstudies• Functioneren ecosystemen
• Interacties
• Invasieve soorten• Potentiële veranderingen in relaties
• Direct of indirect
• Impact inheemse soorten
• Recente exoten Biesbosch spaarbekkens• Quaggamossel (Dreissena rostriformis bugensis)
• Zwartbekgrondel (Neogobius melanostomus)
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Har
ka, A
. 20
08
Emm
erik
, W. 2
01
4
Intro
• Ponto-Kaspische oorsprong (Kaspische zee, Zwarte zee)
• Via de Rijn en Maas
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Naa
r: B
ij d
e V
aate
et a
l. 2
00
2
DOEL:
Impact recente invasies: structuur voedselweb & verandering
soortensamenstelling en trofische relaties
Quaggamossel• Verspreiding Europa sinds ± 1940
• Tegelijk met of na invasie
driehoeksmossel
Zwartbekgrondel• Quaggamossel als voedsel
• Invloed op vispopulaties
Opzet onderzoek
• Spaarbekkens Biesbosch• Petrusplaat, Honderd-en-Dertig, De Gijster
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Diepe, geschakelde bekkens (> 15 m diep)
• Inlaat maaswater
• Natuurlijke zuivering t.b.v. drinkwaterwinning
Opzet onderzoek
• Verzameling diverse monsters• Vissen, mosselen, waterplanten, plankton, macrofauna
• spoelen, vriesdrogen, malen, inwegen voor stabiele isotopen analyse (SIA)
• Isotopen vs. monitoringdata vis (Juza et al. 2018)
en globale maaginhouden
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Sid
agyt
e et
al 2
01
6
E. Lucassen
E. Lucassen
Stabiele isotopen
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Van een atoom kunnen verschillende isotopen bestaan• Verschillend aantal neutronen verschil in massa
Zoals koolstof (C) & stikstof (N)
++
+ +
++ ++
+ +
++
Koolstof-12
6 elektronen6 protonen6 neutronen
Koolstof-13
6 elektronen6 protonen7 neutronen
+-
Stabiele isotopen
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Isotopenverhouding in weefsel• δ13C, δ15N (‰)
• Locatie, dieet bepaalde verhouding tussen isotopen• ‘je bent wat je eet’
• Fractionering• Plaats in voedselweb
Stabiele isotopen
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Met betrekking tot voedselweb:• Structuur van een voedselweb
• Energie-flows
• Niet afhankelijk van maaginhoudanalyse• Integratie van tijd
• Niet-experimenteel: natuurlijke condities
• Tijd- en ruimtepatronen van organismen
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Isotopen plot:
3 ‘groepen’ te onderscheiden
1. Fytoplankton (pelagisch)
2. Waterplanten (bentisch)
3. Vissen
3
1 2
Verstijnen, YJM, Lucassen, ECHET, van der Gaag, M, Wagenvoort AJ, Castelijns, H, Ketelaars, HAM, van der Velde, G, Smolders, AJP. Trophic relationships in Dutch reservoirs recently invaded by Ponto-Caspian species: insights from fish trends and stable isotope analysis. Aquatic Invasions, in press
Verstijnen et al. in press
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
1. Fytoplankton vs. Waterplanten
• Verschil in C en N bron (bodemvocht vs. oppervlaktewater)
• Filterfunctie quaggamossel(plankton)
2. Geworteld in bodem• Benthische cyanobacteriën
• Vlokreeften• Detritus mosselbank
3. Hogere organismen• Trofisch niveau
• Snoekbaars vooral vis in maag
3
1 2
CO2 HCO3
Verstijnen et al. in press
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Grotere vissen doorgaans hogere stikstofratio
Hoger in de voedselketen
Afhankelijk van dieet
A. Wagenvoort
Verstijnen et al. in press
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Grotere vissen staan hoger in het voedselweb
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Opkomst quaggamossel 2008• Afname driehoeksmossel
• Veranderingen in chlorofyl-a en zooplankton
• Hoge filtratie: afname chlorofyl en zooplankton
Verstijnen et al. in press
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
• Toename Amphipoda• Leven van mossel-detritus
• Dikerogammarus sp. (tevens Ponto-Kaspische exoten)
• Opkomst zwartbekgrondel 2012
• Afname pos
• Competitie?
Gegevens bewerkt naar Jůza et al. 2018 Verstijnen et al. in press
Resultaten
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Dieet middels model (obv isotopen)
• Zwartbekgrondel• Grotendeels vlokreeft
• Ook quaggamosselen
• Pos• Quaggamossel, minder vlokreeft
• Competitie voor voedsel
• Zwartbekgrondel is vaak agressiever
• Superieur aan pos (ook bodemvis)
• Nestgelegenheid
• Maaginhouden• Zwartbekgrondel: vaak mosselen
• verteerbaarheid
• Pos: na invasie vaak lege magen
Verstijnen et al. in press
Conclusie
• SIA geeft inzicht in de structuur en onderlinge relaties in Biesbosch spaarbekkens
• Indicatie voor competitie tussen pos en zwartbekgrondel
• Quaggamossel minder belangrijk voor zwartbekgrondel dan vaak wordt gedacht
• Quaggamossel kan voedselwebrelaties beïnvloeden • Habitat (o.a. vlokreeften)
• Filterfunctie
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Toepassingen
• Verschil tussen juvenielen en volwassen vissen in mangrove vs. koraalrif of zeegras (Cocheret et al. 2003)
• Beren in Banff National Park: haaranalyse• Verschil beren die dichtbij treinrails foerageren vs.
ver weg hiervan (Hopkins et al. 2014)
• Dieet carnivoren met hoge of lage tolerantie m.b.t. mensen (Warsen et al. 2014)
• Aquatisch-terrestrische links• Effect kunstlicht op voedselkeuze tussen
terrestrisch en aquatisch dieet van spinnen (Manfrin et al.
2018)
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
C T C T C T
Toepassingen
• Oorsprong nutriënten in aquatisch systeem (Verstijnen et al. in prep.)
• Gebruik van type water (bv. grondwater of regenwater) en droogtestress• Variatie afhankelijk van vochtgehalte
bodem (Fessender & Ehleringer, 2003)
• Reconstructie van klimaat• Archaeobotanisch onderzoek:
veranderingen in atmosferische CO2 (Fiorentino et
al. 2015)
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Verstijnen et al. in prep.
Tijd voor vragen
BIO
GEO
CH
EM
ICAL W
ATER-M
AN
AG
EM
EN
T &
APPLIE
D R
ESEARCH
ON
ECO
SYSTEM
S
Bezoek ook gerust onze stand op de infomarkt!