De Willy Wortels in het zeeonderzoek zijn nooit klaar

vorig artikel
inhoud
volgend artikel
30 magazine over de zee # 4 | september–2014
apparaten voort die ooit de werkplaats van
een instrumentmaker hebben verlaten, de
continuous plankton recorder (CPR). Een
juweel van een constructie die – door een
koopvaardijschip voortgetrokken – op tien
meter diepte dierlijk plankton invangt tussen
twee lange stroken zijde. De stroken worden
uiteindelijk opgerold in een capsule met
formaline. Een CPR die achter een schip
bijvoorbeeld Rotterdam verlaat en in New
York wordt geopend, levert iets wat lijkt op
een lange kassabon af, met daarop een
weergave van soorten en populatie
dichtheden van het zoöplankton dat op de
afgelegde route is gepasseerd.
De Willy Wortels in het zeeonderzoek
zijn nooit klaar
Tekst: Rob Bijnsdorp, Marianne Lourens / Foto’s: NIOZ
Oceanografie is een bijzondere tak van de wetenschap, alleen al omdat
een groot deel van wat je wilt observeren, meten, tellen en volgen
onzichtbaar is, en zonder speciale hulpmiddelen ook onbereikbaar.
Zeeonderzoek kan dan ook niet zonder Willy Wortels die iets uitvinden
voor elke nieuwe kennisvraag waarop het antwoord onder de zeespiegel
ligt. Een in Nederland ontwikkeld instrument is de Triple-D schaaf,
waarmee de zeebodemfauna compleet wordt bemonsterd. Het apparaat
bestaat al een paar decennia, maar kreeg na tal van verbeteringen pas
onlangs het stempel ‘betrouwbaar’.
Hoe diep is de zee? Hoe ziet de bodem eruit?
In welke richting en hoe hard stroomt het
water? Hoe warm of koud is dat op verschillende dieptes? Welke stoffen zweven of zijn
opgelost in zeewater? Wat zwemt er in het
water en wat leeft op en in de zeebodem?
Vele honderden van dit soort vragen zijn in
de afgelopen anderhalve eeuw gesteld en
steeds weer bedachten wetenschappers en
technici apparaten om de antwoorden aan
de zee te ontfutselen.
Een van de eerste instrumenten voor
zeeonderzoek was de simpele witte, ronde
secchischijf om het doorzicht van water te
meten. Hij wordt nog steeds gebruikt, maar
dateert al uit 1865. Sindsdien maken zee
onderzoekers en hun technische assistenten
gebruik van elke sprong in de techniek en van
elk nieuw materiaal om de nooit eindigende
honger naar betrouwbare observaties en
meetgegevens te stillen. Ze maakten en
verbeterden instrumenten om op verschillende dieptes watermonsters te nemen, het
gedrag van golven in kaart te brengen,
monsters van de zeebodem naar de oppervlakte te halen, temperatuur en stroming te
registreren. Expeditie na expeditie groeide
een beeld van de onmetelijke onderwater
wereld.
De beperking van één monster op één plek De grootste opgave is altijd geweest het in
kaart brengen van het leven in de zee.
Zeeleven beweegt, per dag, per seizoen en
per cyclus van meerdere jaren. De afzonderlijke soorten van het zeeleven vormen een
systeem. Bemonster je slechts een deel, dan
heb je het systeem niet te pakken en dus
ook niet de trends daarin. Zo kregen de
instrumentenmakers in het zeeonderzoek
al snel te maken met de uitdaging om
Magda Bergman
oplossingen te vinden voor de beperkingen
van incidentele momentopnamen op steeds
één plek. Ook de dimensies ruimte en tijd
moesten worden meegenomen.
Al vroeg in de twintigste eeuw bracht die
wens, in opdracht van de Britse zeebioloog
Sir Allister Hardy, een van de mooiste
De continuous plankton recorder,
illustratie uit: Allister Hardy, The open Sea, the World of
Plankton, 1959
Hogere eisen aan het bemonsteren van
bodemfauna Gegevens die je als onderzoeker boven water
haalt, moeten kloppen. Dat geldt vooral
wanneer die gegevens worden gebruikt voor
het ontwikkelen of toetsen van beleid. Daar
zijn immers altijd belangen mee gemoeid.
Gegevens moeten dan onbetwistbaar zijn.
Met dat doel voor ogen verbeterden en
verfijnden Magda Bergman, zeeonderzoeker
bij het NIOZ, en haar collega’s de afgelopen
jaren de Triple-D schaaf, die in 1995 voor het
eerst werd gebruikt. Deze Deep Digging
Dredge is een innovatieve meettechniek die
inzicht geeft in de langlevende bodemsoorten. Deze gegevens voorzien in een nadrukkelijke behoefte van Rijkswaterstaat, want
bemonstering met de traditionele boxcore
gaf nauwelijks inzicht in de effecten van het
menselijk handelen op het zeebodemleven.
De boxcore
‘De boxcore is een zware koker met een
diameter van 30 centimeter’, zegt Magda
Bergman. ‘Die wordt 20 centimeter diep de
zeebodem ingeschoven, waarna een mes de
koker aan de onderkant afsluit. Je ponst als
het ware een kolom uit de zeebodem. We
halen de koker naar boven en zeven het zand
vorig artikel
inhoud
volgend artikel
31 magazine over de zee # 4 | september–2014
eruit. De gaatjes van de zeef zijn 1 millimeter,
dus alle leven dat groter is blijft achter. Deze
diertjes worden op formaline gezet en in ons
lab onderzocht.’
Met de boxcore kreeg het NIOZ wel inzicht in
de soorten die op de bemonsterde delen van
de zeebodem leven, maar nauwelijks in de
bodemdieren die daar minder voorkomen.
‘In de regel zijn dat de grotere, langlevende
soorten’, licht Bergman toe. ‘Zo vind je van
sommige schelpensoorten er maar één op de
vierkante meter. Die pak je dus niet mee met
de boxcore, want de bemonsterings
oppervlakte is te gering. Kansberekening leert
dat je dan veertien keer met de boxcore
moeten bemonsteren om één zo’n schelpensoort mee te vangen. Vergelijk het met
olifanten op de savanne: hoewel er toch vrij
veel van zijn, kun je er gerust enkele dagen
rondrijden zonder een olifant te zien.’
In de jaren negentig werd het NIOZ betrokken bij een EU-project om de effecten van
boomkorvisserij in de Noordzee te meten.
Deze visserij lag onder vuur vanwege de
mogelijk vernielende impact van wekker
kettingen op het zeebodemleven. Aan het
NIOZ de taak om hiervan de effecten op
schelpdieren, anemonen en ander benthos te
onderzoeken: ‘Voor een wetenschappelijk
verantwoord beeld zouden we dus een veel
groter gebied moeten bemonsteren en de
soorten die vijf tot tien jaar leven ook moeten
meenemen in ons onderzoek. Dat was
destijds de aanleiding tot het ontwikkelen
van de Triple-D schaaf.’
Kaasschaaf
Bergman en haar collega’s van de technische
werkplaats hadden een groot sleepapparaat
voor ogen: ‘Een soort kaasschaaf die over de
bodem schraapt en een enorme plak het net
in sleept.’ De werking is als volgt: het
apparaat schaaft uit de zeebodem over 100
meter lengte een strip van 20 centimeter diep
en 20 centimeter breed en vangt deze ‘plak
kaas’ op in het 7 meter lange net dat achter
aan het apparaat hangt. Het zand verdwijnt
door de relatief grove mazen van 7 bij 7
millimeter. Alleen de grotere soorten blijven
hangen. Alvorens aan boord te worden
gehesen, wordt het net schoongespoeld door
het enkele minuten achter het schip aan te
slepen. In 1995 is er voor het eerst mee
gevaren. Eén trek met de schaaf (20 m2) is
het equivalent van 250 boxcore bemonsteringen.
‘Waar we met de boxcore vooral jonge
wormen, jonge schelpen en krabbetjes
vingen, krijgen we met de schaaf een geheel
andere benthosfractie in het net, volwassen
exemplaren, zij het minder in aantal’, vertelt
Bergman. ‘Denk aan de schelpensoorten
Venus, Mactra en Spisula, maar ook aan de
zeldzamere Thracia, Noordkromp en Mya.
Het zegt overigens niets over de kwaliteit
van de methoden, beide methoden zijn
complementair aan elkaar.’
De kwantitatieve dichtheid is sterk toe
genomen, de bemonsteringsoppervlakte is
met de schaaf 20 m2 in tegenstelling tot
0,078 m2 met de boxcore. De schaaf geeft
beduidend meer inzicht in de effecten van het
menselijk handelen in een bepaald gebied.
Over de traditionele boomkorvisserij met
wekkerkettingen kunnen dan ook harde
conclusies worden getrokken: door wekkerkettingen vindt fors meer directe sterfte van
bodemdieren plaats dan door vissen met de
pulskor. Op de Oestergronden is gemeten
dat met de pulskor slechts een derde van de
schade optreedt.
De Triple-D schaaf aan dek
Een integraal beeld
Het onderzoek op de Oestergronden was
de eerste van een reeks. De afgelopen acht
jaar heeft het NIOZ ruim driehonderd
trekken met de schaaf uitgevoerd op het
Nederlands deel van de Noordzee, waar
onder de Doggersbank, het Friese Front en
de Klaverbank. Onder meer is onderzocht
wat het effect van het sluiten van een gebied
is op de bodemfauna.
Bergman: ‘We hebben met de schaaf de
bodem bemonsterd rond een offshore
gasboorplatform dat er al 23 jaar staat en
waarvan een gebied van 500 meter rondom
gesloten is voor visserij en scheepvaart. De
bevindingen hebben we vergeleken met die
van vier naburige, niet-gesloten gebieden.
Het resultaat is dat we in het gesloten gebied
meer schelpdieren en gravende garnalen
hebben aangetroffen. Omdat bemonstering
met de schaaf een integraal beeld van het
bodemleven geeft, heeft het NIOZ in eigen
beheer een Atlas uitgebracht waarin deze
megafauna (bodemdieren groter dan 1
centimeter) in kaart is gebracht.’
Wezenlijke rol NIOZ
Een nog onderbelicht thema is de hyper
benthos, meent Bergman. ‘Ik denk daarbij
aan specifieke garnaalachtigen die vlak boven
de bodem zwemmen en een dagelijkse
verticale migratie vertonen. Door uit
scheiding van restanten van hun voedsel
spelen ze mogelijk een rol in de koolstofkringloop. Voor die hyperbethos zouden we
nog een applicatie kunnen ontwikkelen aan
de schaaf.’ Voorts zijn er plannen om de
schaaf te voorzien van een op de bodem
gerichte videocamera.
vorig artikel
inhoud
volgend artikel
32 magazine over de zee # 4 | september–2014
Onderzoekers
bekijken de vangst
van de Triple-D schaaf
De belangrijkste functie van de Triple-D
schaaf is de onderzoekers in staat te stellen
om de grotere, langlevende bodemfauna in
cijfers uit te drukken. ‘Neem het windmolenpark buiten de kust bij Egmond. Dat is een
gesloten gebied van vijf bij vijf kilometer. We
hebben de invloeden van sluiting hiervan
onderzocht door de bodemfauna gedurende
vijf jaar te vergelijken met die van zes
naburige gebieden waar wel werd gevist.
Wat bleek? In het gesloten gebied was geen
aantoonbaar effect op het bodemleven!
Blijkbaar is vijf jaar sluiting te kort om voor
herstel van het bodemleven te zorgen.’
Het windmolenpark zal volgens Bergman
mogelijk wel een gesloten gebied blijven
vanwege de vrees voor de schade die de
visserij aan de windmolens kan toebrengen.
Het zou spannend zijn na vijf jaar nogmaals
het herstel te meten.
De boxcore van het NIOZ wordt
overboord gezet om monsters te nemen.
Foto: Steve W. Ross (UNCW)
De Triple-D schaaf is nu volwassen genoeg
om structureel te worden ingezet als
bemonsteringsmethode. Zo draagt het NIOZ
momenteel, in opdracht van de overheid,
met de schaaf wezenlijk bij aan de nul
metingen in de Natura 2000-gebieden: ‘Er
bestaat veel discussie over de aanpak binnen
deze gebieden. Wij kunnen daar een rol in
spelen want de schaaf haalt letterlijk de feiten
boven water.’ Ook zal de Triple-D schaaf in
2015 intensief worden ingezet voor de
Kaderrichtlijn Mariene Strategie, waarbij
onder meer de omvang, de conditie en de
verspreiding van populaties langlevende
benthossoorten in kaart worden gebracht.
Meer informatie
[Video-nioz] over het NIOZ-werk
Door het NIOZ ontwikkelde Atlas van de
megabodemfauna [atlas]

Download Report