Stormen maken voedingsstoffen vrij uit wadbodems

Als stormen in de toekomst sterker worden door het veranderende klimaat, kan er tijdelijk meer stikstof vrijkomen uit de bodem van getijdegebieden in de Ooster- en Westerschelde. Dat blijkt uit promotieonderzoek van marien biogeochemicus Dunia Rios-Yunes aan het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) in Yerseke. Rios-Yunes verdedigt op 1 maart haar proefschrift aan de Universiteit Utrecht. "De dynamiek van voedingsstoffen in de bodems van delta's en estuaria is tot nu toe een beetje een blinde vlek geweest voor de mariene wetenschap", zegt ze. 

Alena di Primio en Dunia Rios-Yunes tijdens het nemen van watermonsters van het erosie-experiment in de Oosterschelde. Foto: Tim Grandjean.

Mixen op een opblaasbare bank

Voor haar experimenten bracht Rios-Yunes vele uren door op een opblaasbare bank op de drooggevallen bodems van de Wester- en Oosterschelde. "In een emmer zonder bodem en met een grote mixer, bootste ik een storm na op de modder. Tijdens het mixen van de modder kon ik de vrijkomende of opgenomen stikstof en fosfor meten. Maar omdat ik dit zes uur achter elkaar moest doen, kwam ik er al snel achter dat ik een beetje comfort nodig had bij het werk in de modder. Die opblaasbare bank was mijn redder in nood tijdens het veldwerk", zegt ze gekscherend.

Hoe frivool het ook mag lijken – modder mixen in een open emmer – dit experiment is wel degelijk een goed model voor een echte storm, benadrukt Rios-Yunes. “Wij mixten alleen de bovenste millimeters tot maximaal drie centimeter van de bodem, terwijl een echte storm de bodem tot wel 20 cm diep kan klutsen. Ook de snelheden van onze mixer waren lager dan wat er soms in het echte leven gebeurt tijdens een zware storm. De realiteit kan dus nog serieuzer zijn dan onze experimenten.”

Meer stikstof, minder fosfor

Rios-Yunes ontdekte dat er aanzienlijke hoeveelheden stikstof vrijkwamen tijdens haar experimentele storm. "In slechts een paar uur tijd kan de hoeveelheid stikstof die normaal gesproken in weken vrijkomt, door één storm uit de modder komen. Dit betekent dat er veel meer voedingsstoffen beschikbaar komen in de waterkolom. Algen kunnen die gebruiken om te groeien." Fosfor daarentegen werd tijdens de 'storm' in de Oosterschelde extra opgenomen, terwijl het bij de experimenten in de Westerschelde juist vrijkwam. "Dit kan komen door de verschillen in chemische samenstelling van het slib tussen een estuarium als de Oosterschelde en een getijdenbaai als de Westerschelde.”

Ecosysteemdiensten

Met de opslag van voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor, leveren de bodems van onder andere de Ooster- en Westerschelde een waardevolle ‘ecosysteemdienst’. Zonder de opslag van deze ‘meststoffen’ in de bodem, zou er nog meer stikstof in het milieu vrijkomen, terwijl dat nu al een probleem vormt. Maar deze ecosysteemdienst staat onder toenemende druk, legt Rios-Yunes uit. Zo is de Oosterschelde relatief belangrijk voor de opslag van voedingsstoffen, vergeleken met zeebodems die nooit droogvallen. Maar door de Oosterscheldekering en ook door de toekomstige zeespiegelstijging wordt de kust van de Oosterschelde 'opgegeten door de stroming'. “Daardoor kunnen tijdelijk relatief grote hoeveelheden extra stikstof beschikbaar komen voor algen en andere organismen, waardoor het systeem ‘overbemest’ kan raken."

Evenwichten

Behalve stormen, beïnvloeden ook temperatuur en zoutgehalte, en ook bodemdieren de chemie in de bodem van getijdengebieden. "Maar al deze effecten zijn tot nu toe nog niet veel bestudeerd", zegt Rios-Yunes. "Voor fundamenteel onderzoek naar de dynamiek van voedingsstoffen en andere evenwichten in getijdengebieden is het heel belangrijk om de rol van temperatuur, zoutgehalte, en ook bodemdieren als schelpen en wormen, en dus ook de onrust door stormen te begrijpen."

Kust in de knel

Ook beleidmakers en beheerders van natuurgebieden zoals de Oosterschelde zouden de dynamiek van voedingsstoffen in een veranderende wereld beter moeten begrijpen, vindt Rios-Yunes. "Mijn onderzoek benadrukt het belang om de kust van deze getijdengebieden in een goede conditie te houden en zo te voorkomen dat de waardevolle ecosysteemdiensten die ze leveren, verloren gaan.”

Tijdelijk effect

“Het onderzoek van Rios-Yunes levert een belangrijke bijdrage aan het begrip van de voedselkringlopen in getijdegebieden.” Dat zegt de promotor van het proefschrift, professor Karline Soetaert, hoogleraar geochemie aan de Universiteit Utrecht en onderzoeker aan het NIOZ in Yerseke. Soetaert benadrukt wel dat de stikstofstromen uit getijdebodems geen structurele rol spelen in de huidige stikstofcrisis. “Stormen kunnen ervoor zorgen dat voedingsstoffen eerder vrijkomen in het water, maar op de lange termijn zijn deze bodems geen bron van stikstof.”

Dunia Rios-Yunes en Jeroen van Dalen doen hoogtemetingen in de Paulinapolder. Foto: Pieter van Rijskwijk.

Over NIOZ Zeeonderzoek

Het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (kortweg NIOZ Zeeonderzoek), is het nationale oceanografische instituut en het expertisecentrum van Nederland voor oceaan, zee, kust en delta. We bevorderen fundamenteel begrip van mariene systemen, de manier waarop ze veranderen, de rol die ze spelen in klimaat en biodiversiteit én hoe ze duurzame oplossingen kunnen bieden aan de maatschappij van de toekomst.