Engelstalige titel: Higher trophic levels in the Southern North Sea Overkoepelend project: Research action SPSD-II: Second scientific support plan for a sustainable development policy, meer Identifier financieringsorganisatie: EV/25 (Other contract id) Acroniem: TROPHOS Periode: Februari 2002 tot April 2006 Status: Afgelopen
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen; Operationele Directie Natuurlijk Milieu; Beheerseenheid Mathematisch Model Noordzee en Schelde-estuarium (BMM), partner
TROPHOS bundelt de krachten van vijf Belgische instellingen (RUG-Mariene Biologie, KULeuven-Aquatische Ecologie, Instituut voor Natuurbehoud, BMM en VLIZ) en een Nederlands instituut (NIOO-CEMO, Yerseke) om een inzicht te verkrijgen in de processen die de hogere trofische niveaus in de Noordzee structureren. Dit zal toelaten om een betere inschatting te verkrijgen van de reacties van dit ecosysteem op antropogene druk of natuurlijke variaties. De koppeling tussen processtudies en de biodiversiteit van het ecosysteem kan gebruikt worden als basisinformatie voor het opstellen van een duurzaam beheer van mogelijke mariene reservaten op het Belgisch Continentaal Plat (BCP).
Beschrijving van het project
Doelstellingen
Het onderzoek binnen TROPHOS is geconcentreerd rond de studie van de processen die de hogere trofische niveaus in het Noordzee-ecosysteem sturen. Hierbij zal aandacht worden geschonken aan de volgende aspecten:
Voedselwebinteracties die de bentische gemeenschappen structureren, zodat kan worden nagegaan hoe voedsel wordt omgezet in dierlijke biomassa. Verdere aandacht zal gaan naar de kringlopen binnen het bentische voedselweb.
Dispersiemechanismen van sleutelsoorten op het BCP. Dit is van groot belang om de verspreiding te begrijpen van soorten die een pelagische fase in hun levenscysclus doormaken. Hierbij wordt rekening gehouden met het effect van sommige gedragspatronen (bijv. zwemmen, zinken, ...) om het mechanisme rond de verspreiding van soorten te achterhalen.
Het belang van benthische gemeenschappen in het functioneren van het BCP. Er zal worden nagegaan of Phaeocystis een belangrijke voedselbron vormt voor het endobenthos. Metingen van het zuurstofverbruik van het benthos zullen toelaten om het totale benthische metabolisme in te schatten.
Het internationaal belang van de Belgische kustwateren is voor zee- en kustvogels zeer groot. Aan de hand van de verspreidingspatronen van de voedselbronnen van de zeevogels (i.c. pelagische vis) zal een beter inzicht in ruimtelijke verspreiding bekomen worden. Daarnaast wordt aandacht geschonken aan de populatiedynamica van meeuwen en sternen in de voorhaven van Zeebrugge.
Methodologie
Voedselwebinteracties: Deze studies zullen worden uitgevoerd door RUG-Mariene Biologie en NIOO-CEMO en worden voornamelijk geconcentreerd op het meiobenthos. Door middel van een maandelijkse bemonstering van twee stations, die een duidelijk verschillende voedselwebstructuur vertonen, wordt nagegaan hoe de samenstelling en de dichtheden van het meiobenthos veranderen als de primaire productie in de waterkolom verandert. Deze primaire produktie zal naar de bodem zinken en daar een belangrijke voedselbron voor het benthos vormen. Door de natuurlijke stabiele isotopen in de meiobenthos te vergelijken met die van het fytoplankton kan worden nagegaan of dit fytoplankton inderdaad geconsumeerd wordt. Veranderingen in bacteriële diversiteit zal worden nagegaan door middel van DGGE. Experimenten met aangerijkt en gemerkt voedsel (stabiele isotopen 13C en 15N) zullen worden uitgevoerd om de respons van het benthos op de sedimentatie van de voorjaarsbloei van het fytoplankton na te bootsen. Door middel van inverse modellering zullen de C-kringlopen in het benthos in kaart worden gebracht en zal het belang van het benthische aandeel in het metabolisme van het ecosysteem bepaald worden.
Dispersiemechanismen van sleutelsoorten: Dit onderdeel van TROPHOS is een samenwerking tussen KULeuven, RUG en BMM. Zowel vislarven, postlarven van vissen en Mesopodopsis, tong en grondel zullen met aangepast staalnamemateriaal bemonsterd worden. Populatie-speciefieke levensgeschiedenis eigenschappen (bijv. fertiliteit, overleving, groei...) zullen verzameld worden. Genotypering vindt plaats met minstens 8 DNA microsatelietten per vis (KULeuven) of met SSCP gecombineerd met sequenering van een variabel aantal loci in de kern of de mitochondrieën (Mesopodopsis (RUG) en Gyrodactylus (KULeuven)). Het gedrag van de planktonische fazes van de vissen en Mesopodopsis zal gemodelleerd worden door middel van een gecombineerd 3-D hydrodynamisch model en een "particle tracking" model, dat door BMM ontwikkeld zal worden.
Kust- en zeevogels: De studie naar de voedselbeschikbaarheid van zeevogels is een samenwerking tussen RUG en IN. Pelagische vissen zullen op 7 locaties op het BCP maandelijks worden verzameld met een MIC-net bij het oppervlak en bij de bodem. De staalnamefrequentie zal verminderen naar het einde van het project. De soortensamenstelling, lengteverdeling, abundantie, zooplanktondichtheden en een aantal omgevingsvariabelen zullen telkens bepaald worden. De verspreiding van de visdief, de grote stern, de alk, de zeekoet en de fuut zullen vergeleken worden met de horizontale distributie van hun prooisoorten. De maaginhoud van kadavers van zeekoet, alk en fuut die gevonden worden langsheen de kust, samen met die van vogels die per toeval in visnetten verzeild raken, zal worden onderzocht. Verder zal de populatiegrootte van zeevogels die broeden in de voorhaven van Zeebrugge, bepaald worden. De datum van eiafzet, leggrootte, predatiedruk, ontluikingssucces, groei en overleving zal bepaald worden. Het verblijf op het nest en de tijd nodig om te fouragen wordt gemeten. Verder zal de voedselopname en de dieetsamenstelling van kuikens van de visdief en de grote stern gevolgd worden vanuit schuilhutten. De voedselsamenstelling van adulte sternen wordt nagegaan aan de hand van otolithen en andere voedselresten in hun uitwerpselen. De variatie in samenstelling van dit voedsel zal worden vergeleken met de variabiliteit van de voedselbeschikbaarheid, zoals blijkt uit de maandelijkse staalnames. Ringgegevens van visdief, grote stern, zilermeeuw en kleine mantelmeeuw zullen worden geanalyseerd om migraties tussen kolonies na te gaan.
Interacties tussen de verschillende partners
In dit project worden sterke interacties tussen de verschillende partners voorzien. Het luik waarin de bentho-pelagische koppeling wordt onderzocht is een intense samenwerking tussen RUG en CEMO, terwijl het VLIZ hier voor de nodige boottijd zorgt aan boord van hun onderzoeksschip de Zeeleeuw. Staalnamecampagnes zullen gezamenlijk worden uitgevoerd, en ook het experimenteel onderzoek wordt verricht door onderzoekers van beide instellingen. KULeuven en RUG zullen samen instaan voor het onderzoek naar de dispersiemechanismen van soorten met pelagische levensstadia. In samenwerking met BMM zullen deze mechanismen dan gemodelleerd worden. IN en RUG zullen samen het onderzoek verrichten naar de causale aspecten die de verdeling van zeevogels bepalen: RUG zal de vissen verwerken, terwijl op het IN de vogeldata worden geanalyseerd.
Databeheer en disseminatie van de resultaten: Het VLIZ is verantwoordelijk voor het databeheer en de valorisatie en exploitatie van de data. Door de ontwikkeling van databanken en websites zullen gegevens, verzameld binnen het project, publiekelijk bekend gemaakt worden. Verder zal het VLIZ modaliteiten en technische oplossingen voor de uitwisselingen van data tussen de verschillende partners binnen het project uitwerken.
Band met internationale programma’s
DIVERSITAS (ICSU, SCOPE, IUBS, IUMS, UNESCO-MAB).
GBP (International Geosphere - Biosphere Programme).
LOICZ (Land Ocean Interactions in the Coastal Zone, IGBP, ICSU).
Verwachte resultaten en/of producten
Wetenschappelijke resultaten zullen worden gepubliceerd in de wetenschappelijke literatuur.
Data omtrent het benthos en de zeevogels op het BCP, zullen publiek gemaakt worden via de website. Een atlas met verspreidingskaartjes zal tevens beschikbaar zijn;
Monitoringsprogramma’s voor de potentiële mariene reservaten zullen worden opgesteld.
Bio-indicatoren en -gemeenschappen voor antropogene invloeden zullen worden vooropgesteld en getest.
Een gedetailleerde beschrijving van de voedselwebinteracties tussen de hogere trofische niveaus van de Noordzee zal voor de eerste keer worden beschreven.
De koppeling tussen hydrodynamische modellen en dispersiemechanismen van geselecteerde soorten zal worden verklaard.
Populatiedynamische gegevens van meeuwen en sternen zullen helpen om criteria voor te stellen voor de bescherming van speciale gebieden, habitaten en soorten.
De resultaten zullen worden bekend gemaakt aan het grote publiek, eindgebruikers, overheid,...
Bogards R., Moodley L., Van Oevelen D., Soetaert K. 2003: Natural stable isotopes in the primary producents of the pelagic and the benthic heterotrophic cycle. Netherlands Institute of Ecology; Centre for Estuarine and Marine Ecology, Netherlands. Metadata available at http://mda.nioo.knaw.nl/imis.php?module=dataset&dasid=62, meer
TROPHOS: Franco, M. (2003). Nematode length/width Trophos. Ghent University, Department of Biology, Marine Biology Section (MARBIOL), Belgium., meer
Gysels, E.; Hellemans, B.; Geysen, B.; Volckaert, F.A.M.; Laboratory of Animal Diversity and Systematics - KULeuven; (2005): Population structure and dispersal in the North Sea of Pomatoschistus gobies., meer
Rappé, K.; Gheerardyn, H.. (2004). Dispersal of pelagic organisms of the Belgian Continental Shelf. Afdeling Mariene Biologie - Ugent, Belgium. Http://www.vliz.be/imis/imis.php?module=dataset&dasid=24, meer
Remerie, T.; Marine Biology Section - Ugent; (2006): Dispersal of invertebrate key species based on molecular methods., meer
Soetaert K. 2004: TROPHOS/PODO-I work-database II. Netherlands Institute of Ecology; Centre for Estuarine and Marine Ecology, Netherlands. Metadata available at http://mda.nioo.knaw.nl/imis.php?module=dataset&dasid=472, meer
Stienen, E.; Instituut voor Natuur en Bos Onderzoek; (2004): Evolutie van populaties van kustbroedvogels in de voorhaven van Zeebrugge: populatiegrootte. http://www.vliz.be/en/imis?module=dataset&dasid=37, meer
Evolutie van populaties van kustbroedvogels in de voorhaven van Zeebrugge, meer
IMERS: Integrated Marine Environmental Samples and Readings, meer
Populatiestructuur en verspreiding van Solea solea (Tong) in de Noordzee, meer
Populatiestructuur en verspreiding van de Pomatoschistus parasiet Gyrodactylus in Belgische Wateren, meer
TROPHOS Microsatelliet gegevens van Solea solea (Tong) op het Belgisch Continentaal Plat, meer
Temporele patronen van bacteriële diversiteit in een veranderende omgeving, meer
Wereldwijde observaties van meeuwen afkomstig van Zeebrugge, meer
Stienen, E.W.M.; Van Waeyenberge, J. (2002). Belang van de Thorntonbank voor de mariene avifauna. Advies van het Instituut voor Natuurbehoud, IN.A.2002.101. Instituut voor Natuurbehoud: Brussel. , meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). De vissen van het Belgisch Continentaal Plat. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Verstraete, H. (2006). Dieetanalyse van gestrande Zeekoeten Uria aalge en Alken Alca torda aan de hand van otholieten. [S.n.]: Ghent. , meer
Lutterop, D.; Kasemir, G. (2006). Griend, vogels en bewaking 2005. Rapport Vereniging Natuurmonumenten. [S.n.]: 's Graveland. , meer
Stienen, E.W.M.; Kuijken, E. (2003). Het belang van de Belgische zeegebieden voor zeevogels. Rapport Instituut voor Natuurbehoud, IN.A.2003.208. Instituut voor Natuurbehoud: Brussel. 33 pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Het benthos: de bodembewoners van de zee. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Het mariene voedselweb. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Het plankton van het Belgisch Continentaal Plat. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Vanaverbeke, J.; Franco, M.A.; Remerie, T.; Vanreusel, A.; Vincx, M.; Moodley, L.; Soetaert, K.; van Oevelen, D.; Courtens, W.; Stienen, E.; Van de walle, M.; Deneudt, K.; Vanden Berghe, E.; Draisma, S.; Hellemans, B.; Huyse, T.; Volckaert, F.A.M.J.; Van den Eynde, D. (2007). Higher trophic levels in the southern North Sea “TROPHOS”: Final report EV/25. Belgian Science Policy: Brussel. 89 pp., meer
(2003). Hogere trofische niveaus in de Zuidelijke Noordzee 'TROPHOS': wetenschappelijk verslag voor de periode van 01/02/2002-31/01/2003. Instituut voor Natuurbehoud/Katholieke Universiteit Leuven, Laboratorium voor Aquatische Ecologie/Universiteit Gent, Sektie Mariene Biologie: Brussel. 47 pp., meer
(2004). Hogere trofische niveaus in de Zuidelijke Noordzee 'TROPHOS': wetenschappelijk verslag voor de periode van 01/02/2003-31/01/2004. CEME/Instituut voor Natuurbehoud/Katholieke Universiteit Leuven, Laboratorium voor Aquatische Ecologie/NIOO/Universiteit Gent, Sektie Mariene Biologie: Brussel. 23 pp., meer
Dumortier, M.; De Bruyn, L.; Peymen, J.; Schneiders, A.; Van Daele, T.; Weyembergh, G.; van Straaten, D.; Kuijken, E. (2003). Natuurrapport 2003: toestand van de natuur in Vlaanderen: cijfers voor het beleid. Mededelingen van het Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek, 21. Instituut voor Natuurbehoud: Brussel. ISBN 90-403-0137-9. 352 pp., meer
van Oevelen, D. (2005). The structure of marine benthic food webs: combining stable isotope techniques and inverse modeling. PhD Thesis. Rijksuniversiteit Groningen: Groningen. 143 pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Wat maakt ons Belgisch stukje Noordzee zo uniek? Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Zeevogels van de Belgische mariene gebieden. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
Stienen, E.W.M.; Van Waeyenberge, J.; Kuijken, E. (2003). Zeezoogdieren in Belgisch mariene wateren. Rapport Instituut voor Natuurbehoud, A.2003.152. Instituut voor Natuurbehoud: Brussel. 15 pp., meer
Claus, S.; Cuvelier, D. (2004). Zeezoogdieren van de Belgische mariene gebieden. Onze zee rijker dan je denkt. Vlaams Instituut voor de Zee (VLIZ): Oostende. 1 poster pp., meer
