Biologische effecten - Hoe beïnvloedt klimaatverandering het leven in het water?
Het veranderende klimaat heeft ook invloed op het leven in en om het water. Dit noemen we biologische effecten van de ecologische waterkwaliteit. Op deze pagina gaan we in op de effecten die klimaatverandering heeft op veelvoorkomende dieren en planten in stedelijk oppervlaktewater: blauwalgen, waterplanten, vissen, exoten en muggen.
Tool SWKA helpt waterkwaliteit te verbeteren
De verschillende eigenschappen van een watersysteem bepalen samen de waterkwaliteit. Door de waarde van deze eigenschappen te veranderen, kun je de waterkwaliteit beïnvloeden of ‘sturen’. Wil je de waterkwaliteit van een watersysteem verbeteren? Dan kan de tool Stedelijke Waterkwaliteit, Klimaat en Adaptatie (SWKA) daarbij helpen. Deze tool biedt inzicht in de grenswaarden van verschillende ‘stuurvariabelen’ bij verschillende gebruiksfuncties. Je ziet hier bijvoorbeeld hoeveel blauwalg (cyanobacteriën) er in zwemwater mag zitten voor een redelijke, goede of excellente waterkwaliteit.
Meer blauwalgen en kroos
Onder invloed van klimaatverandering kunnen meer voedingsstoffen in het water terechtkomen, waardoor de concentratie fosfor en stikstof in het water hoger wordt. Dit kan leiden tot eutrofiëring. Stilstaand water versterkt dat effect. Eutrofiëring stimuleert de groei van blauwalg, een cyanobacterie. Dat is een bacterie die net als algen en wieren deel uitmaakt van fytoplankton. Blauwalg heeft een negatief effect op het gebruik van oppervlaktewater. Blauwalgen groeien vaak beter dan andere vormen van fytoplankton, onder andere doordat ze aan het wateroppervlak dikke drijflagen kunnen vormen. Daarmee geven ze schaduw aan fytoplanktonsoorten die eronder liggen, waardoor die minder goed groeien. Ook kan klimaatverandering leiden tot een langer groeiseizoen. Daardoor kan er in het voorjaar en najaar meer fytoplankton groeien. Ook de zachtere winters hebben invloed op de waterplanten in stedelijk water: planten die overwinteren in of op het water profiteren het meest van zachte winters. Zo neemt kroos in kleine stadswateren toe doordat de plant bij zachte winters niet meer afsterft.
Meer woekerende waterplanten
Doordat door klimaatverandering de concentratie stikstof en fosfor in het water hoger wordt, neemt de diversiteit aan waterplanten af. Als waterplanten nog nét de concurrentiestrijd om nutriënten winnen van algen kan er een dominante watervegetatie ontstaan. Vaak is het watersysteem al troebeler geworden en valt er weinig licht op de bodem. Woekerende soorten zoals Waterpest en Grof hoornblad hoeven niet of nauwelijks in de bodem te wortelen en hebben weinig lichtinval nodig om te groeien. Daardoor zullen ze soorten die in de bodem wortelen en langzaam groeien wegconcurreren. Dit effect wordt nog versterkt doordat deze woekerende soorten in de winter niet meer afsterven.
Kosten S, Schep S, van Weeren BJ. Een frisse blik op warmer water: Over de invloed van klimaatverandering op de aquatische ecologie en hoe je de negatieve effecten kunt tegengaan. Amersfoort: STOWA; 2011.
Jeppesen E, Kronvang B, Meerhoff M, Søndergaard M, Hansen KM, Andersen HE, et al. Climate change effects on runoff, catchment phosphorus loading and lake ecological state, and potential adaptations. J Environ Qual. 2009; 38 (5): 1930-41.
Jeppesen E, Kronvang B, Olesen JE, Audet J, Søndergaard M, Hoffmann CC, et al. Climate change effects on nitrogen loading from cultivated catchments in Europe: implications for nitrogen retention, ecological state of lakes and adaptation. Hydrobiologia. 2011; 663(1): 1-21.
Kosten S, Kardinaal E, Faassen E, Netten J, Lürling M. Klimaat & waterkwaliteit : klimaatinvloed op waterkwaliteit en het voorkomen van cyanobacteriële toxines. Utrecht: Programmabureau Kennis voor Klimaat; 2011.
Wu Q, Xia X, Mou X, Zhu B, Zhao P, Dong H. Effects of seasonal climatic variability on several toxic contaminants in urban lakes: Implications for the impacts of climate change. Journal of Environmental Sciences (China). 2014; 26 (12): 2369-78.
Veraart AJ, de Klein JJ, Scheffer M. Warming can boost denitrification disproportionately due to altered oxygen dynamics. PLoS One. 2011; 6 (3): e18508.
Velthuis M, de Senerpont Domis LN, Frenken T, Stephan S, Kazanjian G, Aben R, et al. Warming advances top-down control and reduces producer biomass in a freshwater plankton community. Ecosphere. 2017; 8 (1): e01651.
Paerl HW, Huisman J. Blooms Like It Hot. Science. 2008; 320 (5872): 57.
Netten JJC, Van Zuidam J, Kosten S, Peeters ETHM. Differential response to climatic variation of free-floating and submerged macrophytes in ditches. Freshwater Biology. 2011; 56 (9): 1761-8.
Adams MS, McCracken MD. Seasonal Production of the Myriophyllum Component of the Littoral of Lake Wingra, Wisconsin. Journal of Ecology. 1974; 62(2): 457-65.
Jeppesen E, Moss B, Bennion H, Carvalho L, DeMeester L, Feuchtmayr H, et al. Interaction of Climate Change and Eutrophication. Climate Change Impacts on Freshwater Ecosystems. 2010: 119-
Vissterfte en verandering van vissoorten
Door klimaatverandering zal er in de zomer meer vissterfte plaatsvinden en in de winter juist minder. In de zomer neemt de vissterfte toe doordat er bij hoge temperaturen en in stilstaand water zuurstofloosheid kan optreden. Ook in de winter, als er lange tijd ijs met sneeuw ligt, kan er zuurstofloosheid optreden. Daardoor kan vooral in ondiepe wateren vissterfte plaatsvinden. Maar doordat lange ijsperiodes steeds minder vaak voorkomen, neemt de vissterfte in de winter af. Klimaatverandering heeft niet alleen invloed op vissterfte, maar ook op de samenstelling van vissoorten. Koude vissoorten zullen verdwijnen. Er zullen meer bentische vissen komen, zoals karper en brasem. Dat zijn vissen die op of bij de bodem leven. Daarnaast leiden hogere temperaturen tot een langere paaitijd, waardoor er langere tijd kleine vissen in het oppervlaktewater zwemmen. Omdat deze visjes zoöplankton eten, blijft er minder zoöplankton over om de aanwezige fytoplankton te eten. Daardoor zal het water meer fytoplankton bevatten.
Kosten S, Schep S, van Weeren BJ. Een frisse blik op warmer water: Over de invloed van klimaatverandering op de aquatische ecologie en hoe je de negatieve effecten kunt tegengaan. Amersfoort: STOWA; 2011.
Bruijns MM. Vissterfte door de vorst. De Levende Natuur. 1964; 67 (2): 36-40.
Lund SS, Landkildehus F, SØNdergaard M, Lauridsen TL, Egemose S, Jensen HS, et al. Rapid changes in fish community structure and habitat distribution following the precipitation of lake phosphorus with aluminium. Freshwater Biology. 2010; 55 (5): 1036-49.
Meer exoten en muggen
Klimaatverandering is er niet de belangrijkste oorzaak van dat meer exotische planten en dieren zich vestigen in stadswateren. Wel kan het invloed hebben op de mate waarin een soort voorkomt. Zo kunnen zachtere winters ertoe leiden dat exotische planten-en diersoorten in het stedelijk oppervlaktewater overleven. Deze kunnen andere soorten gaan overheersen. Dat geldt bijvoorbeeld voor de Amerikaanse rivierkreeft, Watersla, Grote waternavel en Waterhyacint. Deze soorten sterven nu nog vaak af in de winter, maar als de winters zachter worden kunnen zij hier waarschijnlijk nog beter overleven.
Overlast van muggen kan ontstaan als afgevoerd regenwater ergens te lang blijft staan. Dit gebeurt vooral als kleine bovengrondse afvoersystemen verstopt raken, bijvoorbeeld met veel sediment dat is meegespoeld tijdens piekbuien.
Kosten S, Schep S, van Weeren BJ. Een frisse blik op warmer water: Over de invloed van klimaatverandering op de aquatische ecologie en hoe je de negatieve effecten kunt tegengaan. Amersfoort: STOWA; 2011.
Muerdter CP, Wong CK, Lefevre GH. Emerging investigator series: The role of vegetation in bioretention for stormwater treatment in the built environment: Pollutant removal, hydrologic function, and ancillary benefits. Environmental Science: Water Research and Technology. 2018; 4 (5): 592-612.