INTEGRATIE VAN ECOLOGIE EN WATER- BOUWKUNDE IN … · integratie van ecologie en water-bouwkunde in de zeeschelde: aanleiding tot en situering van het onderzoek milieu-effecten sigmaplan

INTEGRATIE VAN ECOLOGIE EN WATER-BOUWKUNDE IN DE ZEESCHELDE: AANLEIDING

TOT EN SITUERING VAN HET ONDERZOEK MILIEU-EFFECTEN SIGMAPLAN (OMES)

Water nr. 95 - juli/augustus 1997 147

The ideas of integrated water management form the basis for thewater policy in Flanders. This requires however a thoroughunderstanding of how the watersystem is working. This allows thento work out these management options which fulfil the aims ofseveral functions.The Schelde estuary is a very important river in Flanders. It is theentrance to the port of Antwerp but also a very importantecosystem. Especially the brackish and freshwater tidal mudflatsand marshes are, on a European scale, very rare habitats. However,due to increasing high water levels, the execution of the Sigmaplanis very urgent in order to protect the land from being flooded. TheSigmaplan consists of heighthening and stengthening the dikesand the creation of inundation areas.For the further execution of the Sigmaplan several alternatives areavailable: dikes can be build so as to enhance vegetation growth,dikes can be moved more inland to create new intertidal areas andfinally the controlled inundation areas can be managed in such away that they area flooded very regularly. As the execution of thisplan clearly influences the estuarine ecosystem the Flemishgovernment decided to carry out a large scale research project tobuild an ecosystem model of the estuary. Based on the results ofthis research and the ecosystem model the impact of alternativesof the Sigmaplan on the system should be estimated. This will bea very effective tool for the integrated management of the estuary.To achieve this goal the OMES project aims at building anecosystem model of the Schelde estuary, especially of the Zee-schelde, to predict the impact of different alternative constructionand management options for the Sigmaplan. This model will focuson the processes occurring in the pelagic and benthic phase andespecially on the benthic pelagic coupling. What is the role of theintertidal areas in the flux of C and N? Therefore the research taskconsists of measuring water quality parameters, phyto- and zoo-plankton composition and production along the estuarine gradient,

the composition of the organic matter in the water column, thesource and the fate of this organic matter. Within the benthiccompartment detailed studies on the benthic fauna and ondenitrification rates of the sediment are included. From the mars-hes the parameters influencing the occurrence of differentvegetation types are studied as well as the production of severaldominating vegetation species (Reed, Phragmites australis;Willows, Salix sp.). Sediment transport within the river as well assedimentation and erosion on marshes and mudflats are studied,coupled with the hydraulics of the estuary. Finally the results ofthese studies and the ecosystem model will be used to answer thequestions what will be the impact on the ecosystem of increasingor decreasing the surface of intertidal areas (by e.g. building newdikes further from the river) or of different management options ofthe controlled inundation areas. Do the freshwater tidal marshesplay a significant role in nitrate removal and nutrient turnover? Whatis the impact of a larger tidal area on waterheights? Are marshessources or sinks of organic matter? These are just a few of thequestions adressed by the project.

The project is financed and coordinated by the Ministry ofthe Flemish Community. The overall coordination is done by theInstitute of Nature Conservation in cooperation with theAdministration of Waterways and Waterinfrastructure which isresponsible for the execution of the Sigmplan. The project lastsfor three years and started mid-1995. Several research tasks arecarried out by the Institute of Nature Conservation and the Hydrauliclaboratory of the Flemish Ministry, others are contracted out toseveral laboratories of the Flemish Universities (3 at the Universityof Gent; 2 at the University of Brussel; 1 at the University of Leuven),the Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (Brus-sel) and the Netherlands Institute of Ecological Research, Centrefor estuarine and marine ecology (Yerseke, Nl).

P. MEIRE1, M. STARINK2 enM. HOFFMANN1

1 Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap,Instituut voor Natuurbehoud

2 Nederlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek,Centrum voor Estuariene en Mariene Oecologie

1. INLEIDING

Het niet erkennen van de multifunctionaliteitvan onze waterlopen en het daaruit voort-vloeiende zeer versnipperde beheer ervanhebben ertoe geleid dat in de voorbije de-cennia de ecologische kwaliteit van onzewaterlopen sterk degradeerde. Zowel dewaterkwaliteit als de morfologische kwali-teit (oeverstructuren etc.) is vaak zeer slecht

(bv. Nagels et al., 1993 a, b). Dit resulteerdein een verarming van de aquatische levens-gemeenschappen. Momenteel worden zelfsde economische functies van de waterlopenhierdoor negatief beïnvloed; denk bv. aande problemen van vervuilde waterbodems,drinkwaterwinning, visserij enz. De degra-datie enerzijds en het groeiend inzicht in desamenhang van alle facetten van het water-systeem anderzijds hebben geleid tot het

concept integraal waterbeheer. Immers, eenwatersysteem is het samenhangend enfunctioneel geheel van oppervlaktewater,grondwater, onderwaterbodems, oevers entechnische infrastructuur met inbegrip vande voorkomende levensgemeenschappenen alle bijhorende fysische, chemische enbiologische kenmerken en processen . In-tegraal waterbeheer is een methodiek omhet watersysteem zodanig te beheren en te

INTEGRATION OF ECOLOGY AND WATER MANAGEMENT IN THE RIVER SCHELDT

Water nr. 95 - juli/augustus 1997148

ontwikkelen tot het voldoet aan de doelstel-lingen van de ecologische functies en vande gebruiksfuncties. Dit impliceert eenbelangenafweging en de erkenning van desamenhang en de wisselwerking binnen entussen de verschillende componenten vanhet watersysteem. Dit vereist evenwel ookeen samenwerking tussen de verschillendebeleidsinstanties en beheerders.

Het toepassen van integraal waterbeheerhoudt dan ook in dat maatregelen en/of in-grepen zo worden gepland dat ze aan meerdan één doelstelling voldoen en dit op eenduurzame manier met een minimum aan on-derhoud en effecten op andere functies.Bovendien moet het behoud en herstel vanecologische waarden en het optimaal eco-logisch functioneren van het systeem even-eens als harde randvoorwaarde gelden bijafwegingen net als veiligheid en economi-sche imperatieven. Dit hoeft niet negatief tezijn, dit kan integendeel leiden tot elkaar ver-sterkende projecten (bv. verhoogde veilig-heid gekoppeld aan verminderde bagger-werken en beter functioneren van een estua-rium), maar zal soms ook leiden tot com-promissen wat betreft de gestelde doelstel-lingen.

Integraal waterbeheer vormt momenteel debasis van het beleid ten aanzien van waterin Vlaanderen. Hierbij kunnen we o.a. ver-wijzen naar de totstandkoming van debekkencomités en de oprichting van eenVlaams Integraal Wateroverleg Comité(VIWC). Hierin zijn de Vlaamse administra-ties, belast met het kwantitatief en het kwa-litatief waterbeheer, de vijf provincies, degemeenten, de polders en wateringen als-ook de drinkwatervoorzieningsmaatschap-pijen vertegenwoordigd. Dit comité staatonder leiding van de secretaris-generaal vanhet Departement Leefmilieu en Infrastruc-tuur van het Ministerie van de Vlaamse Ge-meenschap.

De uitvoering van integraal waterbeheerberust op drie pijlers en de interacties er-tussen (Fig. 1): overleg, uitvoering en on-derzoek. Diverse structuren zoals de ge-noemde bekkencomités en het VIWC vor-men de forums waarbinnen het overleg kanplaatsvinden. Dit overleg moet leiden tot be-sluitvorming waarna de bevoegde dienstende verschillende projecten kunnen uitvoe-ren. Essentieel is dat overleg en besluitvor-ming zoveel mogelijk kan steunen op resul-taten van wetenschappelijk onderzoek. An-derzijds moeten de uitgevoerde werkennauwkeurig worden gevolgd teneinde de re-sultaten wetenschappelijk vast te leggen enna te gaan of de doelstellingen al dan nietwerden behaald.

In de Zeeschelde, één van Vlaanderensgrootste rivieren, wordt momenteel zeer veelgeïnvesteerd, o.a. voor de afwerking van hetSigmaplan. Teneinde deze werken te bege-leiden en een wetenschappelijke basis tegeven voor het uitwerken van een integraalwaterbeheer voor de Zeeschelde, werd door

de Vlaamse Regering beslist tot de uitvoe-ring van het project OMES (Onderzoek Mi-lieu-Effecten Sigmaplan). In dit artikel gaanwe hier dieper op in. Dit artikel is niet be-doeld om de details en resultaten van hetOMES onderzoek te beschrijven, maar omenerzijds de totstandkoming van hetonderzoeksproject, in het kader van het toe-nemend belang van integraal waterbeheer,en anderzijds de gedachtengang en dekrachtlijnen van het onderzoek, te situeren.De onderzoeksresultaten zullen ten gepastetijde worden gepubliceerd. Voor meer de-tails betreffende het onderzoeksprojectwordt verwezen naar Meire et al. (1995).

2. HET SCHELDE-ESTUARIUM

2.1 Korte situering van de Zeeschelde

Het Schelde-estuarium, het deel van deSchelderivier dat aan de tijwerking onder-hevig is, strekt zich uit over een lengte van160 km en loopt van Gent (B) tot Vlissingen(Nl) (Fig. 2). Het Nederlands deel van hetestuarium wordt de Westerschelde, het Bel-gisch deel de Zeeschelde genoemd. Degetij-invloed is eveneens merkbaar op dezijrivieren van de Schelde, nl. de Durme, deRupel, de Zenne, de Dijle en de Nete(Claessens, 1988). Dit is evenwel niet altijd

Figuur 1: De drie pijlers van integraal waterbeheer.

Figuur 2: Situering van het Schelde-estuarium

149Water nr. 95 - juli/augustus 1997

zo geweest. Wat het hydraulisch regimebetreft kunnen voor de Zeeschelde drie pe-rioden onderscheiden worden: een fluviale,met seizoengebonden afvoer, die te Antwer-pen eindigt rond de 5e-6e eeuw; eenovergangsperiode naar tijregime tussen de6e en de 10e eeuw; een periode van tijregimevanaf de 10e eeuw. Tegen de wisselendewaterstanden der tijwerking en tegen deuitzonderlijke hoogwaters bij stormvloedenof grote bovenafvoer heeft men zich door-heen de eeuwen gaandeweg beter be-schermd door steeds meer en hogere dij-ken te bouwen (Coen, 1988). In de loop dereeuwen zijn tijdens stormen vaak grotere ofkleinere dijkdoorbraken ontstaan, in tijdenvan oorlog soms zelfs opzettelijk. De meestevan die doorbraken werden steeds hersteld(zie bv. Coen, 1988; Guns, 1972, 1975)

2.2 Het Sigmaplan

De stormvloed van 1.2.1953 heeft vooral inZeeland desastreuze gevolgen gehad (ziebv. Duursma et al., 1982) en leidde tot deuitwerking en uitvoering van het Deltaplandat sinds kort voltooid is. Langsheen hetScheldebekken in Vlaanderen was deschade beperkter maar er werd ook reedsbegonnen met de verbetering van de dijkenen waterkeringen. Het was echter na destormvloed van 3.1.1976 en de daaropvol-gende grote overstromingen in het Schelde-bekken dat door de Ministerraad werd be-slist tot de uitvoering van een algemeen plantot bescherming van het ganse Zeeschelde-bekken tegen overstromingen: het Sigma-plan. Hierbij wordt dezelfde veiligheidsgraadnagestreefd als op de Westerschelde in hetDeltaplan, wat betekent dat het maatge-vende stormtij een kans van voorkomenheeft van 1/100 per 100 jaar, wat te Antwer-pen een waterstand van 9,05 m TAW zougeven. Rekening houdende met de evolu-tie in de getijwerking, met golfoploop endijkinklinking dienden veilige gronddijkeneen kruinhoogte van 11 m TAW te krijgen.Gezien de aanleg van dergelijke dijken nietoveral mogelijk is werd een combinatie vandrie opties uitgewerkt: i) de verhoging vande dijken en de waterkeringen tot peil (+11mTAW) op de Zeeschelde vanaf de Neder-landse grens tot Oosterweel; tot peil(+8,35m TAW) op de Zeeschelde vanafOosterweel tot Temse; tot peil (+8m TAW)op de Zeeschelde vanaf Temse tot Gent-brugge en verder op de zijrivieren onderhe-vig aan het tij; ii) de aanleg van gecontro-leerde overstromingsgebieden (gog’s) en iii)het bouwen van een stormvloedkering teAntwerpen (Oosterweel) (Casteleyn &Kerstens, 1988; Kerstens, 1996). Momen-teel moeten nog 30,5% van de in totaal 512km dijken worden aangepast en werdenreeds 13 gecontroleerde overstromings-gebieden aangelegd goed voor 571 ha. Het(voorlopig) laatste nog aan te leggen gecon-troleerd overstromingsgebied, Kruibeke-Bazel-Rupelmonde beslaat nogmaals eenkleine 600 ha. Over de stormvloedkering isnog geen beslissing genomen (Kerstens,1996).

2.3 De impact van het Sigmaplan op hetSchelde-ecosysteem

Binnen Europa is het Schelde-estuarium éénvan de weinige overgebleven estuaria meteen omvangrijk zout-, brak- en zoet-watergetijdensysteem. Vooral het zoetwa-tergetijdengebied is op Europese schaal eenbijzonder zeldzaam habitat (Meire et al.,1992). Niettegenstaande de goede juridi-sche bescherming van dit gebied (Meire etal., 1992; 1996) wordt de ecologischewaarde sterk negatief beïnvloed door deslechte waterkwaliteit van de Zeeschelde(Van Damme et al., 1995; De Bruijkere etal., 1996). Het is duidelijk dat de uitvoeringvan het Sigmaplan de ecologische waardeen het functioneren van het estuarieneecosysteem verder negatief kan beïnvloe-den via het verlies van waardevolle bioto-pen. De verbreding van enkele honderdenkilometers dijk betekent een enorme grond-inname. Stel dat we ervan uitgaan dat er400 km dijken met 10 meter verbreed wor-den dan gaat het hier om een oppervlaktevan 400 ha! Inname aan rivierzijde betekentverlies van zeer waardevolle slikken enschorren, inname aan landzijde betekentvaak ook verlies van waardevolle biotopen(bv. oude wielen) of landbouwgrond. Daarbovenop komt nog de aanleg van de ge-controleerde overstromingsgebieden enmogelijks de stormvloedkering. Het is danook niet verwonderlijk dat reeds van bij hetbegin van de uitvoering van het Sigmaplanrekening gehouden werd met de ecologi-sche gevolgen. Binnen de ecologische com-missie van het toenmalige Ministerie vanOpenbare Werken werd de opdracht gege-ven aan de Groep Toegepaste Ecologie vzw.om voor verschillende dijkwerken de eco-logische effecten te beschrijven. Hoewelvoor die tijd (1980-1990) vooruitstrevend,lag er geen coherente visie op het geheleestuarium voor en dienden de rapportenvaak gemaakt te worden wanneer de plan-nen reeds klaar waren. Toch heeft deze sa-menwerking tussen waterbouwers enecologen het verlies van waardevolle bio-topen kunnen beperken.

Een volgende stap was de totstandkomingvan de MER-plicht in Vlaanderen door hetbesluit van de Vlaamse Regering van 23maart 1989 houdende bepaling voor hetVlaamse Gewest van de categorieën vanwerken en handelingen, andere dan hinder-lijke inrichtingen, waarvoor een milieu-effectrapport is vereist voor de volledigheidvan de aanvraag om bouwvergunning (B.S.17/05/1989). Hierdoor werd de uitvoeringvan veel dijkwerken onderhevig aan deMER-wetgeving. Gezien het zeer gelijk-aardig karakter van vele dijkwerken en dushun effecten, werd in overleg tussen ver-schillende administraties bepaald dat er perdijktraject een milieunota zou opgemaaktworden.

2.4 De Algemene Milieu-Impactstudievan het Sigmaplan (AMIS)

Een volgende stap werd gezet naar aanlei-ding van de wateroverlast waarvan belang-rijke delen van het Vlaamse Gewest hetslachtoffer zijn geweest in de periode no-vember 1993 - januari 1994. Hoewel deoverstromingen langsheen de rivieren meteen variabel bovendebiet tengevolge vanovervloedige regenval de meeste aandachtkregen werd, na een korte storm in novem-ber 1993 waarbij de hoogste waterstandenooit genoteerd werden in de Zeeschelde,ook voor deze getijdenrivier de alarmbel ge-luid. De Vlaamse Minister van OpenbareWerken, Ruimtelijke Ordening en Binnen-landse Aangelegenheden bracht bij nota nr.VR/94/1201/DOC/0014 en nr. VR/94/0202/DOC/0062 verslag uit aan de Vlaamse Re-gering. Hierbij werd de uitvoering van eennood- en urgentieprogramma water-beheersing goedgekeurd. De Vlaamse Re-gering heeft evenwel geoordeeld dat de uit-voering van deze programma’s dient te pas-sen binnen een integrale visie op het be-heer van de waterlopen en heeft, wat be-treft het Sigmaplan, beslist tot uitvoering vaneen algemene milieu- impactstudie door allebetrokken administraties met ondersteuningvan het Instituut voor Natuurbehoud (VR/PV/1994/1 -punt 19). Dit heeft geresulteerdin de nota “A.M.I.S., Algemene Milieu-Im-pact Studie voor het eerste deel van hetSigmaplan, Algemene beginselen en alge-meen kader” (Anonymus, 1994). Hierin werdeen overzicht gegeven van de potentiëlemilieu-impact van de nog uit te voeren dijk-werken in het kader van het Sigmaplan.Eveneens werd aangegeven welke moge-lijkheden er zijn om die milieu-effecten temilderen of zelfs de projecten zo aan te pas-sen dat ze in een netto milieuwinst resulte-ren. Dit werd gekaderd binnen een visie ophet integraal waterbeheer van het estuarium.Doel van de algemene milieu-impactstudiewas om aan de hand van een globale be-oordeling de 74 resterende projecten in hetkader van het Sigmaplan op te delen in driegroepen:

groep1: projecten waarvan kan gesteldworden dat ofwel geen ofwel zeer beperkterelevante milieu-effecten verwacht worden.De finalisatie t.b.v. het vergunningsdossierzou hier dan ook een milieu-effectennotazijn, op te stellen door een erkende MER-deskundige. Een milieu-effectennota is eenopenbaar document van beperkte omvang,opgesteld door een erkend deskundige, dateen volledige beschrijving van de activiteitomvat, aangevuld met de verantwoordingvan het project. Het situeert de activiteit metde mogelijke en redelijkerwijs in beschou-wing te nemen alternatieven binnen het ka-der van o.m. de wettelijke bepalingen inzakevergunningsregime, beleidslijnen van deoverheid en reeds genomen beslissingen;het geeft aan welke effecten en gevolgenvoor het leefmilieu kunnen optreden en duidtde mogelijke milderende maatregelen aan.Tot die groep behoren oa. geïntegreerde


waterkeringen ter hoogte van bedrijven, enz.

groep 2: projecten met te verwachten aan-zienlijke milieu-effecten die kunnen gecom-penseerd of gemilderd worden door locatie-alternatieven. De finalisatie t.b.v. hetvergunningsdossier is een MER op te stel-len door een college van deskundigen. Totgroep 2 behoren bv. dijken waarbij deverzwaring landwaarts kan worden uitge-voerd i.p.v. rivierwaarts of waarbij de geheledijk een eind landwaarts wordt verlegd.

groep 3: projecten met te verwachten aan-zienlijke milieu-effecten die kunnen gecom-penseerd of gemilderd worden dooruitvoeringsalternatieven. Finalisatie t.b.v. hetvergunningsdossier is een MER op te stel-len door een college van deskundigen. Totgroep 3 behoren projecten waarbij de dijkniet landwaarts kan uitgevoerd worden (bv.door de aanwezigheid van bebouwing) maarwaar bv. door de aanleg van terrassen (zieHoffmann et al. 1997) de oevervegetatie zogoed mogelijk kan behouden dan wel ver-beterd worden.

Uiteindelijk werd toch beslist om voor allenog resterende Sigmaprojecten een vol-waardig MER te maken. Wel wordt de mo-gelijkheid geboden om in één MER verschil-lende dijkwerken samen te behandelen (bv.opeenvolgende trajecten, beide oevers vaneenzelfde traject enz.). Door de projects-gewijze benadering van de Afdeling Zee-schelde en practische problemen bij deplanning en de uitvoering van werken blijktdit laatste evenwel niet echt haalbaar. Ide-aal ware geweest om een MER op beleids-niveau te maken voor het volledige reste-rende deel van het Sigmaplan. Door hetontbreken van de wetgeving terzake was ditevenwel niet mogelijk.

Hoewel de AMIS-procedure uiteindelijk nietheeft geleid tot een verlichting van de pro-cedure t.a.v. de MER-wetgeving is toch eenbelangrijke samenwerking tussen dienstenontstaan waardoor de procedure soepelerverloopt dan tot nu toe het geval was. Ditkomt omdat alle betrokken diensten opvoorhand worden ingelicht over de projec-ten en hun adviezen of bedenkingen aan deAfdeling Zeeschelde kunnen overmakenwaarna de definitieve plannen opgemaaktworden en de MER-procedure start.

In de nota werd ook een overzicht gegevenvan een aantal onderzoeksprojecten diezouden moeten worden uitgevoerd omeventuele alternatieven qua uitvoering enlocatie van de nog uit te voeren dijkwerkenvan het Sigmaplan te onderbouwen. DeVlaamse regering heeft op 20.07.94 aktegenomen van dit rapport en heeft de in voor-noemd rapport voorgestelde benaderingvoor de verdere studie en onderzoekingenvoor de projecten van het Sigmaplan, dieals vertrekbasis van de MER dient aange-wend te worden, bekrachtigd (VR PV 199432-punt 27) en de administratie opgedra-gen het onderzoeksprogramma uit te wer-

ken. In de nota aan de Vlaamse Regering(VR/94/2112/DOC/1012) werden de ver-schillende onderzoeksprojecten gesitueerdsamen met hun budgettaire implicaties. DeVlaamse regering heeft op 21.05.95 beslisthaar goedkeuring te hechten aan voor-noemd onderzoeksprogramma en deVlaamse minister bevoegd voor Leefmilieuen de Vlaamse minister bevoegd voor Open-bare Werken te belasten met de uitvoeringvan het onderzoeksprogramma en de Mi-nister van Leefmilieu te machtigen het vol-ledige programma uit te voeren. Ditonderzoeksprogramma (OMES) wordt hier-onder nader toegelicht.

3 ONDERZOEK MILIEU-EFFECTENSIGMAPLAN (OMES)

3.1 Het estuariene ecosysteem

Het Schelde-estuarium dat zich uitstrekt vanGent tot aan Vlissingen, met vertakkingenlangs Durme, Rupel, Nete, Dijle en Zennevormt één aaneengesloten hydrologischsysteem, gedomineerd enerzijds door degetijbeweging die het estuarium binnen-dringt vanaf de zee en anderzijds door debovenafvoer die het systeem beïnvloedt vanlandzijde. Hierdoor ontstaat de volledigezout-zoet gradiënt die zo typerend is voorhet Schelde-estuarium. Het estuarieneecosysteem zelf bestaat uit verschillendehabitats (de fysische structuur) die afhanke-lijk zijn van de hydrodynamische en morfo-logische ontwikkelingen van het estuariumen die op hun beurt gedeeltelijk door demens worden beïnvloed. Dit samen met dechemische omstandigheden bepaalt welkeorganismen zich in de diverse habitats zul-len vestigen en zo de structuur van hetecosysteem (Fig. 3). De oppervlakte van debelangrijkste habitats, slikken, schorren, engeulen bedraagt respectievelijk 650, 520 en3000ha (zie verder bv. Meire et al., 1992,1996).

Estuariene ecosystemen zijn niet alleen zeerwaardevol vanwege de aanwezige gra-diënten en de daaraan gekoppelde speci-fieke fauna en flora (biodiversiteit) maar ookin belangrijke mate vanwege hun grotebiologische productiviteit (equivalent aandie van tropisch regenwoud). Dit is deels tewijten aan het feit dat estuaria zeer openecosystemen zijn, dwz. er is een grote in-put van energie en stoffen van buitenaf, zo-wel vanuit de zee als vanuit de rivier. Estuariavormen ook belangrijke filters die elemen-ten van terrestrische oorsprong tegenhou-den voor ze de zee bereiken. Naast dewaarde van biodiversiteit op zich zijn vooralde biologische productie en de filterfunctievan zeer groot belang. Deze moeten danook mee in beschouwing worden genomenbij een intergaal waterbeheer van hetestuarium.

De filterwerking ontstaat doordat enerzijdsbepaalde stoffen kunnen bezinken (bv. af-zetting van slib met de daaraan gekoppelde

stoffen) maar anderzijds vooral door trans-formatie en eliminatie van stoffen. Het aan-gevoerde organische materiaal wordtgemineraliseerd waardoor de verschillendeelementen (C, N, P...) samen met de aange-voerde nutriënten weer kunnen opgenomenworden in de voedselketen of uit het sys-teem verdwijnen (bv. onder de vorm van CO2

of N2 via respiratie of denitrificatie). De aan-voer van organisch materiaal voor depelagiale voedselketen is enorm belangrijk.Immers, het volledige Westerschelde-estuarium is heterotroof: de koolstofrespiratie is gemiddeld 6 maal groter dande primaire productie (Soetaert & Herman,1995b). Bijzonder belangrijk voor de biolo-gische productie en de filterfunctie is dewisselwerking, de flux van materiaal tussende verschillende habitats van het estuarium,een flux die gedreven wordt door de tij-werking en de hydrodynamische conditiesvan het estaurium. Inderdaad, het intertidaal(slikken en schorren; gecontroleerdeoverstromingsgebieden) kan een zeer be-langrijke “sink” zijn voor zwevende stof(seston) uit het water. Anderzijds is het ookzo dat de schorren een belangrijke bron vanorganisch materiaal voor de waterfase zijn.Begroeide slikken en schorren worden im-mers gekenmerkt door zeer intense biolo-gische activiteit. Daardoor oefenen dezerandsystemen, die meestal een beperkt deelvan de oppervlakte van het totale estuariuminnemen, een buiten verhouding grote in-vloed uit op het functioneren van het totalesysteem. Als voorbeeld kan de primaireproductie worden genomen, die in een riet-vegetatie per eenheid van oppervlakte eenfactor 5 tot 10 keer hoger is dan de primaireproductie per oppervlakte-eenheid door hetfytoplankton in het water. Niet alleen via eenhoge primaire productie spelen schorreneen belangrijke rol. Ook de volgende pro-cessen hebben een belangrijke impact opde systeem-dynamiek:

- Stabilisatie en invang van sediment, in-clusief organisch materiaal (en pollu-enten). De invang van organisch materi-aal veroorzaakt een verhoogde mine-ralisatie in de bodem. De invang van se-diment leidt tot een verhoging van hetbodemniveau.

- Verhoogd transport van stoffen uit hetsediment naar de waterkolom en/of deatmosfeer. Mechanismen voor deze pro-cessen zijn evapotranspiratie (een proceswaardoor ook de waterspiegel in het se-diment bij laag tij wordt verlaagd, en deaëratie van het sediment dus wordt be-vorderd) en diffusie en advectie van gas-sen in het plantenweefsel.

- Zuurstoftransport naar de bodem. Dit pro-ces is van grote invloed op de redox- con-dities in het sediment, en beïnvloedt daar-door de fluxen van P en N van de bodemnaar de waterkolom en de atmosfeer.

- Productie van organisch materiaal. Pri-maire productie door vegetaties is bijzon-der hoog. Dit materiaal komt ter beschik-king voor mineralisatie in het schor zelfmaar wordt gedeeltelijk ook geëxporteerd


naar het aquatische systeem. Een bijzon-der proces is bovendien exudatie van or-ganisch materiaal in het sediment viawortelstelsels, waardoor de mineralisatie-processen in het sediment worden beïn-vloed.

3.2 Menselijke ingrepen en het estua-riene ecosysteem

Het Schelde-estuarium staat onder sterkemenselijke druk. De grote concentratie vanbevolking en van agrarische en industriëleactiviteit in de regio leidt tot een hoge be-lasting van het systeem met micro-ver-ontreinigingen, maar ook met organischmateriaal en nutriënten. De gemeten con-centraties van organische stof en anorgani-sche nutriënten behoren tot de hoogst ge-kende waarden voor estuariene systemen(zie artikels in Heip & Herman, 1995). Doorde voortdurende investeringen in water-zuivering zal de belasting van het systeemafnemen en kan de aard van het aange-voerde organische materiaal sterk verande-ren. Dit kan een impact hebben op deproductiviteit van het estuarium. Anderzijdsgaat door een betere zuurstofvoorziening

het relatief belang van bepaalde processensterk veranderen (bv. nitrificatie versusdenitrificatie) waardoor bv. de stikstofvrachtnaar de Noordzee gaat toenemen wat kanbijdragen tot de eutrofiëring van de kust-wateren (Billen et al., 1985; Soetaert & Her-man, 1995a). Het grote potentiële belangvan oevervegetaties in de kringlopen vanorganisch materiaal en nutriënten in het sys-teem, is een reden om de interacties tus-sen deze biotopen en het functioneren vanhet totale ecosysteem nader te onderzoe-ken. Immers, het zijn precies die systemendie maximaal in positieve of negatieve zindoor het Sigmaplan kunnen worden beïn-vloed. Door een vergroting van de relatieveoppervlakte van deze biotopen zullen ver-anderingen teweeggebracht worden in deinteracties tussen de stroom en hetintertidaal en kan het zelfreinigend vermo-gen van het estuarium waarschijnlijk wor-den versterkt. Deze mogelijke invloed moetnader worden gekwantificeerd.

Het geven van ruimte aan de rivier is nietalleen van belang voor het ecologisch func-tioneren maar ook voor de veiligheid. Inder-daad kan een toegenomen komberging een

verlaging van de waterstanden met zichmeebrengen. Bovendien spelen overstro-mingsgebieden een rol in de slibhuis-houding van de rivier.

Op basis van deze overwegingen werd erin het kader van AMIS dan ook van uitge-gaan dat vooreerst het huidige areaal aanslikken en schorren moet behouden blijvenen werd er vervolgens nagegaan op welkemanieren dit areaal binnen het estuariumkan uitgebreid worden. Dit kan in principeop 3 manieren: (1) waar mogelijk wordt dedijk landinwaarts gelegd waardoor aanrivierwinning gedaan wordt, maw dijkher-locatie. Dit verhoogt de komberging en dusde veiligheid en zorgt ook voor het ontstaanvan nieuwe slikken en schorren. (2) Is ditniet mogelijk en ligt geen slik of schor voorde dijk dan kunnen in het dijktalud langsrivierzijde terrassen voorzien worden, op diehoogtes waar overspoelingsduur en -fre-quentie, slik- of schorvorming mogelijkmaakt. Een dergelijk terras kan zeer smalzijn maar wanneer dit over een grote lengtewordt uitgevoerd, vormt het toch een be-hoorlijk oppervlak. Bovendien kunnen dezelange smalle stroken een belangrijke

Figuur 3: Schematische weergave van de verschillende componenten van het Schelde-estuarium.

. . . . . .


verbindingszone (ecologische infrastruc-tuur) vormen voor veel organismen. Het gaathier dus om dijkuitvoeringsalternatieven (zieHoffmann et al., 1997).

(3) Uiteindelijk zijn er de gecontroleerdeoverstromingsgebieden (gog's). Een anderbeheer waarbij die polders niet alleen tijdensstormtij onder water komen maar op eenregelmatige basis bevloeid worden zou deflux van materiaal tussen deze gebieden enhet estuarium herstellen. Dit concept wordtmomenteel uitgewerkt voor het aan te leg-gen gecontroleerde overstromingsgebiedvan Kruibeke-Bazel-Rupelmonde.

Op basis van het voorgaande moet duide-lijk zijn dat de impact van de Sigmawerkenop het ecosysteem veel verder reikt dan ophet eerste zicht zou lijken. Bovendien moethet ook duidelijk zijn dat het verlies of dewinst van een stuk intergetijdengebied eenveel groter effect kan hebben op het ecolo-gisch functioneren dan uit zijn oppervlaktezou blijken gezien de proportioneel zeerhoge biologische activiteit in die gebieden.De uitdaging van integraal waterbeheer, isdie ingrepen en beheersmaatregelen te zoe-ken die niet alleen aan de doelstellingen vanéén functie voldoen, maar de doelstellingenvan verschillende functies optimaliseren.Daarom is het belangrijk om voor de reste-rende dijkwerken alle mogelijke alternatie-ven, zoals hierboven geschetst, te beschou-wen en hun effecten op het volledige sys-teem na te gaan. Gezien de complexiteit vandit alles was bijkomend onderzoek abso-luut noodzakelijk. Het onderzoek dat mo-menteel daartoe in uitvoering is wordt hier-onder besproken.

3.3 OMES

Het onderzoeksprogramma OMES (Onder-zoek Milieu-Effecten Sigmaplan) is een mul-tidisciplinaire studie van het estuariene mi-lieu van de Zeeschelde. Het onderzoeks-project moet resulteren in een database enmodellen van het Schelde-estuarium. Debeschikbare wetenschappelijke gegevensen modellen zullen dan operationeel blijvenbinnen de onderzoeksinstellingen en dien-sten van het Ministerie van de Vlaamse Ge-meenschap. Op deze manier beschikt deVlaamse Gemeenschap over een weten-schappelijk instrumentarium dat kan ge-bruikt worden als beleidsonderbouwing bijhet uitwerken van een integraal waterbeheervoor het estuarium. Op basis van het glo-bale onderzoekspakket moet het mogelijkzijn om een grondige multidisciplinaireafweging te maken van verschillende mo-gelijke inrichtings- en locatie-alternatievenvan nog uit te voeren dijkwerken in het ka-der van het Sigmaplan evenals het formu-leren van beheersmaatregelen voor hetestuarium in het kader van diverse andereprojecten. De resultaten van het onderzoekzullen ook ter beschikking worden gesteldvoor de MER studies die in het kader vanhet Sigmaplan moeten worden uitgevoerd.

De kernvragen voor het onderzoeksprojectzijn:

I) wat is de rol van het intertidaal (slikken enschorren) in het volledige estuariene func-tioneren (C en N cycli enz.)

II) welke beheersmaatregelen dragen maxi-maal bij tot het bereiken van een grotereveiligheid tegen overstromingen en het op-timaal functioneren van het estuarieneecosysteem, met bijzondere aandacht voorde mogelijke rol van gecontroleerdeoverstromingsgebieden.

Om deze vragen te beantwoorden werdgekozen om een ecosysteemmodel te ont-wikkelen dat het mogelijk maakt om hetbelang van processen in het intertidaal voorde dynamiek van het aquatische estuarienesysteem te onderzoeken. Immers, wiskun-dige ecologische modellen bieden de mo-gelijkheid zeer verschillende facetten vanhet functioneren van een ecologisch sys-teem te integreren in een beschrijving vande belangrijke factoren die de flux van kool-stof en nutriënten beïnvloeden. Deze inte-gratie maakt het mogelijk een gefundeerdeschatting te maken van het relatief belangvan specifieke factoren, zoals de uitbreidingvan zoetwatergetijdenzones of het zuiverenvan de huishoudelijke en industriële afval-lozingen. Modellen bieden, binnen de mar-ges van onzekerheid die binnen het modelkunnen worden gekwantificeerd, de moge-lijkheid effecten van beheersmaatregelendoor te rekenen.

Het opstellen van een dergelijk model ver-eist evenwel veel gegevens en een goedekennis van het ecosysteem. Dit wordt in hetproject, naast de opbouw van het eco-systeemmodel, voorzien in drie grote luiken:1) inventarisatie en monitoring; 2) opstellenvan structuurmodellen; 3) procesonderzoek.

Het luik inventarisatie en monitoring is vanessentieel belang om: i) de uitgangssituatiete beschrijven; ii) de effecten van vroegereen geplande ingrepen te beschrijven; iii) deinput te leveren voor de modellen.

Het voorspellen met het model van de ef-fecten van verschillende alternatieve be-heers- en/of inrichtingsvarianten voor hetSigmaplan vereist een input van de ver-wachte ontwikkelingen van de verschillendehabitats, maw een simulatie van het abio-tisch milieu en op zijn minst de verwachtevegetatieontwikkelingen. Om dit te realise-ren zijn modellen nodig die we hier om degedachten te vestigen “structuurmodellen”noemen, ze voorspellen de structuur van hetecosysteem. Op basis van de beschikbareabiotische gegevens (sediment en hydro-dynamica) dienen voorspellingen te wordengemaakt van de sedimentatie, bodem-textuur en overspoelingsregime voor deverschillende ter studie zijnde alternatieven.De hydrodynamische modellen leveren degegevens ivm te verwachten waterhoogtes,stroomsnelheden, slibtransport enz. De

mogelijke vegetatieontwikkelingen wordenvoorspeld op basis van statistische model-len die als input de belangrijkste abiotischeparameters hebben en als output deprobabiliteit van voorkomen van een vege-tatietype. Dit kan dan op zijn beurt wordenvertaald in een volledige levensgemeen-schap.

Het procesonderzoek is gericht op het ana-lyseren van verschillende onderdelen van debiogeochemische cycli van C en N en in hetbijzonder over de rol van de oevervegetatieals bron van organische stof naar hetpelagiaal toe en de impact op de flux enomzettingen van materiaal in de bodem. Eenoverzicht van de verschillende onderdelenvan onderzoek en hun onderlinge samen-hang is gegeven in Fig. 4.

3.4 Situering van de verschillende deel-projecten van OMES

A. LUIK ECOSYSTEEMMODEL ZEE-SCHELDE

De voorbije jaren werden reeds verschil-lende modellen van het Schelde-estuariumgemaakt. Voor dit onderzoek werd gekozenvoor de uitbreiding van het model MOSES(MOdel of the Schelde EcoSystem)(Soetaert & Herman, 1993). Dit model werdontwikkeld op het Nederlands Instituut voorOecologisch Onderzoek -Centrum voorEstuariene en Mariene Oecologie (NIOO-CEMO) te Yerseke. Het model bevat formu-leringen voor transport van water, opgelosteen gesuspendeerde stoffen, voor primaireproductie (pelagische en benthische algen,autotrofe bacteriën), bacteriële mineralisatie(aëroob en anaëroob), graas door zoöplank-ton en benthische filtreerders, mineralisatiein de bodem, afbraak door benthischedeposit feeders. Het beschrijft de belang-rijkste stromen van koolstof, stikstof en sili-cium in het estuarium. Ruimtelijk is het mo-del begrensd in de zone tussen de mon-ding (Vlissingen-Breskens) en Rupelmonde.In het kader van het OMES-project zal hetecosysteemmodel MOSES ruimtelijk wor-den uitgebreid tot de gehele getijdenzonevan de rivier. Ten behoeve van het model isde Schelde opgedeeld in negentien com-partimenten, waarvan 11 tussen de Bel-gisch-Nederlandse grens en Gent (zie figuur1 in Hoffmann & Meire, 1997). In ieder com-partiment zullen mathematische formulerin-gen ecologische processen beschrijven diezich voltrekken in het pelagiaal, intertidaalen subtidaal van de rivier (Fig. 5). Tevenszullen ecologisch relevante processen be-schreven worden die zich in de gog’s (ge-controleerde overstromingsgebieden) langsde Schelde afspelen. Bij het modelleren vanprocessen die zich afspelen in de inter-getijdenzone van de rivier en in de gog’s zalmet name aandacht besteed worden aanhet beschrijven van interacties tussen debenthische bacteriële gemeenschap en deaanwezige vegetatie. De mathematischeformuleringen die nodig zijn om deze inter-acties te beschrijven zullen worden opge-


Figuur 4: Schematische weergave van het OMES project. De nummers verwijzen naar de beschrijving van de onderdelen in de tekst. Hetecosysteemmodel is weergegeven in rechthoeken, de verschillende onderzoeksprojecten in ovalen, modellen die geen deel uitmaken vanhet ecosysteemmodel maar er wel data aan leveren in een ruit. Databases zijn gearceerd.

Figuur 5. Schematische weergave van de te modelleren eenheden (dwarssectie en verschil-lende compartimenten). LW = laagwaterlijn. HW = Hoogwaterlijn. G.O.G. = Gecontro-leerd overstromingsgebied.

nomen in een subroutine (schorrensub-model) die geïntegreerd zal worden in MO-SES.

Door de aanwezigheid van vegetatie in hetlitoraal kan de metabolische activiteit vanbepaalde groepen bacteriën in de directeomgeving van de wortels (de rhizosfeer) ge-stimuleerd worden. Het resultaat is dat be-paalde biochemische processen zich kun-nen voltrekken die doorgaans afwezig zijnin vergelijkbare maar onbegroeide litoralesedimenten. Om dergelijke processen eninteracties te kunnen modelleren is het nietalleen noodzakelijk om een goed inzicht tehebben in de bacteriële processen die zichin de rhizosfeer afspelen, maar is het ooknoodzakelijk dat de sturende variabelenbekend zijn die de interacties tussen speci-fieke bacteriële groepen en de vegetatiebeïnvloeden. Over deze sturende variabe-len is, ondanks de toegenomen belangstel-ling voor het bestuderen van bacteriële pro-cessen in de rhizosfeer van litorale vegeta-ties, relatief nog weinig bekend. Modelleursdie processen in de rhizosfeer beschrijvenbeschouwen plantenwortels vaak als stati-sche eenheden die onafhankelijk functione-


ren van de fenologische toestand van deplant. Uit literatuuronderzoek (Starink et al.,1997) moet geconcludeerd worden dat der-gelijke simplificaties aanvechtbaar zijn. Inhet binnen het OMES-project te ontwikke-len ecosysteemmodel zal de invloed vanplanten op de microbiële gemeenschap danook afhankelijk zijn van de fenologische toe-stand van de plant. Hiervoor zal de groei enontwikkeling van planten gemodelleerdworden als functie van de fotosynthetischeactiviteit die o.a. afhankelijk is van meteo-rologische omstandigheden. Voor zover onsbekend is dit de eerste poging om eenplantengroeimodel te koppelen aan eenmodel dat benthisch microbiële processenbeschrijft in de litorale zone van een rivier.Hoewel er verschillende soorten plantenlangs de oevers van de Schelde voorkomenzal er in eerste instantie binnen het OMES-project slechts aan een beperkte groep vanplanten aandacht besteed worden. Er isgekozen om Riet en Bies in het onderzoekte betrekken. Beide planten zijn helofytenwaarvan bekend is dat ze de microbiëlegemeenschap in de rhizosfeer kunnen beïn-vloeden. In een later stadium wordt ook deinvloed van wilgen op de microbiële ge-meenschap bestudeerd omdat wilgen do-minant aanwezig zijn langs de oevers vande Schelde.

Het ecosysteemmodel zal niet alleen ruim-telijk uitgebreid worden maar ook wordengeactualiseerd. Benthisch microbiële pro-cessen zullen nu worden beschreven methet diagenetisch model ontwikkeld doorSoetaert et al. (1996). Dit model beschrijftoxische en anoxische mineralisatie in bo-dems waar bioturbatie door benthische or-ganismen een rol kan spelen (fig. 6). De or-ganische koolstof is gemodelleerd als tweeafbreekbare fracties met verschillende eer-ste orde snelheden en N/C ratio’s. Op dezewijze kan er rekening gehouden worden metde afnemende afbreekbaarheid en N/C ra-tio van het organisch materiaal met toene-mende diepte. De consumptie van zuurstofen nitraat als electronen-acceptor zijn in hetmodel opgenomen en de mineralisatie iszowel koolstof (eerste orde) als electronen-acceptor gelimiteerd (Michaelis-Mentenkinetiek). In de niet begroeide sedimentenzal zuurstof alleen via de toplaag het sedi-ment binnendringen. Om de benthischemicrobiologische processen in de begroeidelitorale zone en in de gog’s te modellerenzal er een koppeling tussen het diagenetischmodel en het plantengroeimodel gereali-seerd worden zodat zuurstof input enammonium opname door de planten vaninvloed zullen zijn op de microbiologischeprocessen in de bodem.

Het schorrensubmodel

Zoals eerder vermeld zullen in het te ont-wikkelen schorrensubmodel bacteriële pro-cessen in de bodem beschreven worden.Speciale aandacht zal besteed worden aanhet modelleren van de interacties tussen deverschillende bacteriële processen en

helofyten. Om deze interacties goed te be-schrijven is de groei van helofyten op deschorren gemodelleerd. Dit helofytengroei-model is gebaseerd op het model SUCREED(Mayus, 1990) dat een modificatie is van hetmodel SUCROS (Penning de Vries en VanLaar, 1982). De groeifase en/of de foto-synthetische activiteit van de helofyten, diein het model zijn geïncorporeerd, zijn debelangrijkste sturende variabelen voor deaard en de activiteit van de microbiologischeprocessen die plaatsvinden in de rhizosfeervan de helofyten die langs de Scheldegroeien. Het plantengroeimodel zal een on-derdeel vormen van het schorrensubmodel.

In het plantengroeimodel is de totale groei-snelheid afhankelijk van de dagelijkseinstraling, luchttemperatuur en plant-karakteristieken zoals o.a. de Leaf Area In-dex (figuur 7). De groeisnelheden van deorganen van de plant (bladeren, stengels,

bloemen en ondergrondse organen) wordenmet behulp van verdelingsratios berekenduit de totale groeisnelheid. De opname vannutriënten en de afgifte van zuurstof doorde wortels zullen eveneens gemodelleerdworden. De grootte van de zuurstofflux vande wortel naar de rhizosfeer zal een belang-rijke sturende parameter zijn voor de activi-teit van ammonium- en methaanoxideerdersin de rhizosfeer.

De modulaire opbouw van het helofyten-groeimodel maakt het mogelijk om verschil-lende submodellen aan de hoofdmodule tekoppelen. Deze opbouw maakt het moge-lijk om b.v. evapotranspiratie-, dimensio-nerings- en zoutstressmodules aan hetgroeimodel te koppelen. De noodzaak omdeze modules te integreren in het te ontwik-kelen model zal afhangen van de veld-waarnemingen (ruimtelijke en temporelebiomassa ontwikkeling en waterpeilgege-

Figuur 6. Schematisch overzicht van het diagenetisch model (Soetaert et al., 1996). In hetmodel worden de concentraties gemodelleerd van de omcirkelde verbindingen. Dezwarte pijlen geven reoxidatie processen weer, de gestreepte pijlen de sediment-water uitwisseling en de gestreepte zwarte pijlen geven de verliesposten weer(ventilatie van gassen of permanente begraving van materiaal).


vens). Na kalibratie zal het plantengroei-model gekoppeld worden aan het dia-genetische model van Soetaert et al. (1996).De opbouw, kalibratie en implementatie vandit model vergt uiteraard heel wat gegevens.In het OMES-project wordt via verschillendedeelstudies hierin voorzien.

B. LUIK INVENTARISATIE EN MONITO-RING

B1. Geomorfologie

Voor het opstellen van een hydrodynamischmodel moeten de afmetingen van de rivier-bodems opgemeten worden. Dit gebeurtregelmatig voor het gedeelte dat toeganke-lijk is voor de zeescheepvaart. Verderstroomopwaarts gebeuren de opmetingenslechts naargelang de noodzaak zich voor-doet. Recente gegevens zullen in het kadervan dit project worden verzameld.

Gegevens over i) de hoogteligging van slik-ken en vooral van schorren; ii) de erosie vanschorranden; iii) de sedimentatie/erosiesnel-heden op slikken en schorren ontbreken

evenwel volledig. Toch zijn dit essentiëlegegevens die nodig zijn voor het ecologischonderzoek (bv. modellering van de vege-tatieontwikkeling en analyse van benthos-populaties) maar ook voor het plannen vandijk- en onderhoudswerken. Het al dan nietvastleggen van een schoroever en de ma-nier waarop is bv. afhankelijk van de snel-heid waarmee het schor wordt geërodeerd.Teneinde die gegevens te verzamelen wor-den in het kader van dit project jaarlijksepeilingen van een aantal vaste raaien openkele geselecteerde schorren en slikkenuitgevoerd en worden regelmatige metingen(14daags) op sedimentatie/erosie plots ver-spreid op enkele karaktersitieke plaatsen inhet getijdengebied (in combinatie metbenthosbemonsteringen) uitgevoerd. Spe-cifiek in de schorren worden elk seizoen me-tingen van sedimentatie/erosie verrichtd.m.v. kaolienveldjes en dit in combinatiemet het vegetatieonderzoek (zie verder).

B2 Waterkwantiteit

Gegevens over waterhoogtes, debieten enstroomsnelheden zijn essentiële basis-

parameters voor elk onderzoek. Wat betreftwaterhoogtes en debieten kunnen we terug-vallen op het meetnet van de Afdeling Mari-tieme Schelde. Op 32 tijmeters langsheende Zeeschelde en zijn bijrivieren worden dewaterhoogtes permanent gemeten(Claessens & Meyvis, 1994). De debietenworden eveneens bepaald op 6 punten (ziebv. Taverniers, 1996).

B3 Waterkwaliteitsparameters

Om het model te kunnen kalibreren en tevalideren is het noodzakelijk dat er in deverschillende compartimenten van de rivierbiotische en abiotische parameters bepaaldworden. Tevens zijn er locaties aangewe-zen waar de “grenscondities” van het mo-del bepaald worden. Dankzij de inzet vanhet meetschip de Veremans van de afde-ling Maritieme Schelde en Scaldis I van deafdeling Zeeschelde worden maandelijksstalen genomen op 17 punten tussen deBelgisch Nederlandse grens en Gent, ver-deeld over de verschillende compartimen-ten van het model. Additioneel worden sta-len genomen op de Bovenschelde, deDurme, de Dender en de Rupel waar dezeuitmonden in de Zeeschelde en dit om de“boundary-conditions” te kunnen bepalen.Op alle meetpunten worden volgende pa-rameters standaard bepaald: temperatuur,pH, conductiviteit, chloriniteit, zuurstof-gehalte, BZV (Biologisch Zuurstof Verbruik),DTC (Dissolved Total Carbon), DIC(Dissolved Inorganic Carbon), DOC(Dissolved Organic Carbon), NO3

--N, NO2--

N, NH4+-N, Kjeld-N, PO4

3--P, tot-P, SO42-,

SiO2, turbiditeit en Eh (redoxpotentiaal).Daarnaast worden op deze vaartochten ookverschillende andere stalen genomen voorandere deelstudies. Deze metingen startteneind 1995 en gaan zeker 2 jaar door. Dezemeetcampagnes verlopen simultaan met demetingen van het NIOO-CEMO en Rijkswa-terstaat in de Westerschelde. Aanvullendkunnen de metingen van de Afdeling Mari-tieme Schelde worden gebruikt.

Naast deze maandelijkse metingen is nabijKruibeke een permanent meetstation opge-steld dat temperatuur, conductiviteit, opge-loste zuurstof, turbiditeit, pH en diepte omde 15 minuten bepaalt. Het toestel is opge-hangen aan een ponton waardoor steedsop 1 meter onder het wateroppervlak wordtgemeten.

B4 flora en vegetatie

Teneinde de uitgangssituatie qua vegetatievast te leggen is gekozen voor een uitge-breide kartering. Van die delen van het vallei-gebied van de Zeeschelde (grosso modo hetgebied gelegen onder de 5m TAW) die on-der invloed staan van de rivier (de gecon-troleerde overstromingsgebieden) of zoudenkunnen staan of die biologisch zeer belang-rijk zijn wordt een actualisatie van de Biolo-gische Waarderings Kaart (BWK) dmvvegetatieopnames op perceelsniveau enluchtfoto-interpretatie uitgevoerd. Voor alle

Figuur 7. Schematisch overzicht van het helofytengroeimodel. De drie gestreepte peilen gevende verliesposten weer: het omzetten van CO2 naar suikers, onderhoud en groei. LAI =Leaf area index.

schorren wordt de vegetatiekartering van1992 (Hoffmann, 1993) geactualiseerd even-eens via luchtfoto-interpretatie en vegetatie-opnames. Het detail van deze kartering (zo-wel de ruimtelijke resolutie als de gebruiktevegetatietypes) is veel groter dan in hetvalleigebied.

Naast het karteren van de vegetaties is ookgekozen voor het opvolgen van enkele spe-cifieke soorten. Jaarlijks worden bv. allebiezenpopulaties in kaart gebracht(Hoffmann et al., 1996) om beter inzicht tekrijgen in de factoren die het voorkomen vanbiezen bepalen en in de mogelijkheden vanaanplant of natuurlijke uitbreiding van bie-zen met het oog op de mogelijkheid van hetgebruik van biezen bij het voorkomen vanschorerosie (zie ook Hoffmann et al., 1997).

B5 benthos

Benthos vormt een zeer belangrijke scha-kel in de estuariene voedselketen. De bio-massa depositfeeders en suspension-feeders zijn dan ook twee toestands-variabelen van het ecosysteemmodel. Doorhet vrijwel ontbreken van data over benthosin het zoetwatergetijdengebied wordt bin-nen OMES de ruimtelijke verspreiding vanhet macrozoöbenthos in de Zeeschelde be-paald. Dit omvat het meten van de soorten-samenstelling, diversiteit, densiteit en bio-massa langsheen de longitudinale gradiënt(grens-Gent) en de verticale gradiënt Voorde ruimtelijke spreiding werd éénmaligbemonsterd in het najaar 1996 in driedieptezones in het sublitoraal en drie diepte-zones in het intertidaal en dit in alle model-compartimenten.

Naast deze éénmalige grootschalige kar-tering loopt in het brakke deel van de Zee-schelde een uitgebreid monitoringprogram-ma van de benthische fauna op zowel deslikken als sublitoraal.

B6 avifauna

De avifauna wordt vaak gebruikt als eenindicator van de ecologische kwaliteit en ligtdan ook aan de basis van veel criteria voorhet aanwijzen van beschermde gebieden.Zo werden delen van de Zeeschelde opge-nomen als speciale beschermingszone inhet kader van de RAMSAR-conventie en/ofde Europese Vogelrichtlijn (Meire et al.,1996). Vogels kunnen bovendien alspredatoren een belangrijke rol spelen in zo-wel het structureren als het functioneren vanhet ecosysteem. Teneinde de basis-gegevens te verzamelen over voorkomenwerd een monitoringnet opgezet voor zo-wel de broedende als de overwinterendesoorten. Na een uitgebreide inventarisatiein 1993 via de karteringsmethode (VanWaeyenberge, 1994) werd nu een netwerkvan punt transect tellingen opgezet (Anselinet al., 1997). Niet broedende watervogelsworden gevolgd via maandelijkse tellingenlangsheen de volledige Zeeschelde (bv.Ysebaert & Meire, 1997).

B7 Visfauna

Sinds kort wordt weer vis waargenomen inde rivier. Nabij de Belgisch-Nederlandsegrens komen nagenoeg alle soorten vis dievroeger aanwezig waren terug voor, eenaantal soorten in grote aantallen. Meerstroomopwaarts blijft soortenaantal endichtheid nog beperkt (Maes et al., 1996).Door een combinatie van verschillendevangstmethoden wordt de dichtheid ensoortensamenstelling van de visfaunalangsheen de Zeeschelde gevolgd. Specialeaandacht wordt daarbij ook gegeven aan devisfauna in de gecontroleerde overstro-mingsgebieden.

C LUIK STRUCTUURMODELLEN

C1 Hydrodynamica

De basis voor elke verdere modellering envoor de waterbouwkundige aspecten vanhet Sigmaplan is een goed hydrodynamischmodel. Het moet in eerste instantie de weer-slag van de voorgestelde uitvoerings-varianten op de hoogwaterstanden, op dekomberging en op de stroomsnelhedenlangsheen het onderzochte rivierenstelselvoorspellen. Een verlaging van de hoog-waterstanden vermindert het gevaar op dijk-doorbraken en op overstromingen. Een ver-hoging van de stroomsnelheden heeft in-vloed op de aanval en de afslag van de ri-vieroevers en op de veiligheid voor descheepvaart. Vanuit ecologisch oogpunthebben de stroomsnelheden invloed op desedimentatie en erosie van de verschillendehabitats en op de leefbaarheid van het ge-bied voor verschillende soorten.

Voor dit onderzoek zal door een gespeciali-seerd Laboratorium een tweedimensionaalwiskundig hydrodynamisch-numeriek mo-del van de Schelde en bijrivieren ontwikkeldworden. Voor specifieke situaties kan hier-aan een 3D model gekoppeld worden. Voordit model moeten de afmetingen van derivierbodems opgemeten worden.

C2 Vegetatie

Teneinde de impact te kennen van de ve-getaties in buitendijkse schorren en in ge-controleerde overstromingsgebieden op deprocessen die zich op het ecosysteem-niveau afspelen is het essentieel te wetenhoe deze vegetaties samengesteld zijn, hoehun onderlinge oppervlakteverhoudingenzijn en hoe ze eruit zullen zien bij gewijzigdehydrodynamische, morfodynamische,gebruiksdynamische en/of zoutdynamischeomstandigheden. Deze parameters zijnsterk vegetatiebepalend en kunnen door eenveranderend waterbeheer substantieel wij-zigen. Dat de vegetatiesamenstelling be-langrijk is blijkt uit het feit dat bijvoorbeeldRiet een andere impact heeft op de C- N-en P-huishouding en anders bijdraagt totde O2-huishouding in de rhizosfeer dan Wilgof Bies.

In een inventariserend luik wordt de huidigetoestand van de vegetatie in landwaarts(binnendijks) gelegen alluviale gebieden enin rivierwaarts (buitendijks) gelegen schor-ren geanalyseerd en wordt buitendijks doormiddel van permanente kwadraten (pq’s) desuccessie op korte termijn gevolgd. Om deimpact van voormelde parameters te ken-nen worden ter hoogte van (een selectie van)pq’s enerzijds een gedetailleerd pedo-logisch en anderzijds een hydrologisch on-derzoek uitgevoerd.

C2.1 Pedologisch onderzoek.

De bodem kan zeker beschouwd wordenals een ecologisch differentiërende factordie zijn invloed laat gelden op de vegetatieen zijn evolutie. Het doel van deze studie isdan ook om een beschrijving te maken vande bodems en de bodemvorming van deschorren en alluviale gebieden en de ver-wachte processen wanneer bepaalde ge-bieden terug aan een getijdenregime zou-den onderworpen worden. Daartoe wordteen beschrijvende en kwantitatieve bodem-kundige karakterisatie uitgevoerd naar mor-fologische bodemkenmerken en klassiekeanalytische bodemparameters. Het is debedoeling de bodem zodanig te karakteri-seren dat de gegevens als invoer kunnengebruikt worden voor het ecologischvegetatiemodel. Dit houdt in dat d.m.v.bodemboringen van de toplaag de volgendeparameters in het veld opgenomen worden:opeenvolging, diepte en dikte van de ver-schillende strata; weerstandsmeting van deverschillende strata m.b.v. penetrograaf;diepte van de reductielaag; diepte van even-tueel storende lagen; diepte van debeworteling; klasse van vervening en af-braak van organisch materiaal; klasse vanbodemrijping. Op elk beschreven proefvlakworden d.m.v. kopeckyringen ongestoordestalen genomen waarvan de textuurfracties,koolstofgehalte, CaCO3, pH, electrischegeleidbaarheid, bulkdensiteit en poriën-volume en verzadigde hydraulische conduc-tiviteit worden bepaald.

C2.2 Hydrologisch onderzoek

Ter hoogte van een selectie van pq’s (zowelbinnen- als buitendijks) wordt verder onder-zoek verricht naar een aantal hydrologischeparameters. Vooreerst wordt de infiltratie-capaciteit van de bodem bepaald door mid-del van infiltrometrie. Vervolgens worden opverschillende dieptes tensiometers ge-plaatst om het verloop van de matrix-potentiaal van de bodem in functie van detijd te volgen. Bij dezelfde pq’s werden peil-buizen geïnstalleerd waarmee de grond-waterfluctuaties worden gemeten en waar-uit grondwaterstalen worden genomen voorchemische analyse. Met name buitendijksbleek bij een eerste screening van de meet-resultaten dat de getijbeweging een groteinvloed heeft op de grondwaterstanden.Daarom werd een detailonderzoek opge-start waarbij gedurende een getijcyclus opeenzelfde locatie maar in verschillende peil-


buizen c.q. vegetatietypes de grondwater-stand vrijwel continu (elke 5 minuten) ge-meten wordt. Per getijcyclus wordt een an-dere locatie gekozen, zodat een totaalbeeldontstaat van de relatie tussen grondwater-standen en getij-amplitudo’s. Deze combi-natie van metingen zullen, geïntegreerd metneerslaggegevens en overstromings-gegevens, een vrij volledig beeld verschaf-fen van de waterhuishouding in debinnendijkse alluviale gebieden en debuitendijkse schorren.

Naast de geciteerde bodemkenmerken(morfologie, textuur, chemie, infiltratie-snelheid) en hydrologische parameters(grondwaterfluctuaties, grondwatersa-menstelling) worden verder nog verschil-lende ecologische determinanten onder-zocht, zoals overstromingsdynamiek(overstromingsfrequentie, -hoogte en -duur),isolatiegraad ten opzichte van de rivier ensedimentatiesnelheid (voor de buitendijksegebieden d.m.v. kaolienveldjes). Daarnaastworden de huidige en in het verleden toe-gepaste beheersvormen geregistreerd.

Met deze gegevens als verklarende varia-belen wordt verder gewerkt aan het opstel-len van een vegetatiemodel dat de kans vanvoorkomen bepaalt van een vegetatietypeonder de gegeven omstandigheden. Aan-gezien de schorvegetaties in het algemeengedomineerd worden door één of enkelesoorten wordt hier vertrokken van dedominantiegraad van deze soorten als te

verklaren variabele. Als dominantiegraadwordt de bedekking van de soort genomen,waarbij deze factor afhankelijk gesteld wordtvan de voormelde ecologische determinan-ten. De binnendijkse vegetaties zijn meestalgeen dominantiegemeenschappen, waar-door de afhankelijke variabele hier hetvegetatietype zal zijn. Er werden inmiddelseen aantal modellen met gelijkaardige doel-stellingen gerealiseerd (o.m. EMOE, ITORS-ICHORS, CML-ecotopensysteem,…). Deeerste stap naar een vegetatie-ontwik-kelingsmodel voor de Zeeschelde zal er danook in bestaan na te gaan in hoeverre destructuur van deze bestaande modellenbruikbaar is voor de Zeeschelde. Op basisvan deze screening zal een keuze gemaaktworden van het te hanteren modeltype.

D PROCESSTUDIES

Verschillende deelstudies hebben tot doeleen aantal fundamentele processen meerin detail te onderzoeken. Het gaat om ero-sie/sedimentatieprocessen, de biogeo-chemische cycli van C en N, de waterbalans,de rol van helofyten en de populatie-dynamiek van enkele plantensoorten en hetmacrobenthos. De resultaten dienen ofweldirect als basis voor submodellen (bv. groei-model) of voor de formulering en/of kwan-tificering van diverse processen in het mo-del.

Het estuarium is, zoals hoger reeds aange-geven, te beschouwen als een soort filter.

Materiaal wordt aangevoerd vanuit de rivieren gaat ofwel verwerkt worden in de water-kolom, ofwel sedimenteren in de getijden-zone of de geulen ofwel afgevoerd wordennaar zee. De processtudies binnen OMESzijn gericht op het analyseren en kwantifi-ceren van deze processen. Om de gedach-ten te vestigen wordt eerst kort de flux vansedimenten en de C en N cyclus van hetestuarium geschetst waarna zal wordenaangegeven op welke manier het onderzoekwordt uitgevoerd.

Het sedimenttransport

De aanwezigheid van de verschillendehabitats binnen het estuarium is de resul-tante van sedimentatie- en erosieprocessendie bepaald worden door de hydrodynamieken de hoeveelheid aangevoerd slib. De slib-vracht van de Zeeschelde is zeer groot endit heeft een duidelijke impact op hetecosysteem. In de waterfase gaat hetgesuspendeerd materiaal de troebelheidvan het water verhogen wat de plaatselijkeprimaire productie negatief kan beïnvloedenen op de slikken en schorren kan desedimentatie (zowel de hoeveelheid als deaard van het materiaal) de ontwikkeling vande levensgemeenschappen bepalen.

Het slib in suspensie is afkomstig van tweeverschillende bronnen (Fig. 8). In de water-kolom kan onderscheid gemaakt wordentussen enerzijds een “graded suspension”en anderzijds een “uniform suspension” (fig.

Figuur 8. Schematische weergave van de suspensietransporten (Naar Wartel & Francken, 1996)


8). De “graded suspension” komt voor inde onderste waterlagen van de waterkolomen wordt in belangrijke mate bepaald doorde morfologie en de samenstelling (korrel-grootte, dichtheid) van de bodem en is sterkafhankelijk van de stroomsnelheid en deturbulentie van het water. De concentratiesen korrelverdeling evolueren in functie vanhet tij en kunnen op één punt ook verschil-len vertonen tussen eb en vloed. De “”uni-form suspension”, of “wash load”, is veelhomogener en stabieler en komt voor in debovenste waterlagen. Variaties in concen-tratie zijn vooral te wijten aan veranderin-gen in de rivierlading, en als dusdanig af-hankelijk van seizoenale verschillen in hetbovendebiet, en veranderingen in de ladingvan het vloedwater wat dan weer bepaaldwordt door de tijamplitudo en veel meer nogdoor de golfwerking tijdens stormperiodesop zee en in de monding van de rivier. Hetis de interactie tussen deze sedimenten ende hydrodynamiek die de opbouw of af-braak van de estuariene habitats bepaalt.Het kwantificeren van het transport van se-dimenten van de waterkolom naar degetijdengebieden en gecontroleerdeoverstromingsgebieden is dan ook één vande kernvragen van het sedimentologischonderzoek. De tweede vraag is het se-dimentatieproces zelf. Zullen de sedimen-ten die met hoogwater in suspensie bovende getijdengebieden of overstromings-gebieden voorkomen wel sedimenteren?

Het sedimentologisch onderzoek is gerichtop een detailanalyse van de factoren die desedimentatie beïnvloeden. Dit, samen metde hydrodynamica, is de basis om morfolo-gische ontwikkelingen in de diverse habitatste voorspellen.

De C-cyclus (Fig. 9)

Waar een intense uitwisseling tussen hetaquatisch en het terrestrisch milieu plaats-vindt, zoals in de Zeeschelde, verloopt ditvoor een belangrijk deel via het particulairmateriaal. Particulair materiaal (deeltjes>1 µm en < 1000 mm die in het water zwe-ven) vormt in aquatische milieus een cen-trale en essentiële component in de ecolo-gische kringloop en bestaat naast een le-vende component (fyto- en zoöplankton) uiteen grote hoeveelheid detritus engeërodeerde sedimenten.De fluxen van organisch materiaal wordenin de eerste plaats beïnvloed door de biolo-gische koolstoffixatie te wijten aan primaireproductie van schorvegetaties, fytobenthosen fytoplankton. Deze stroom wordt aange-vuld met detritisch materiaal (terrestrisch enaquatisch plantaardig materiaal, maarvooral antropogeen organisch detritus) doorde Schelde aangevoerd uit de bovenlopen.Bij het overstromen van slik, schor ofoverstromingsgebied blijft een deel van ditparticulair materiaal achter. De hoeveelheiddie achterblijft hangt af van de aard van hetgesuspendeerd materiaal (sedimentatie-snelheid), in combinatie met de omgevings-condities (waterafvoer, weersomstandighe-

den enz.). Omgekeerd kan bij afgaand tijresuspensie optreden waardoor materiaalterug meegevoerd wordt door het water.Dit particulair materiaal kan opgenomenworden in de estuariene voedselketen doorzoöplankton en bodemdieren ofwel omge-zet worden in CO2 door bacteriële respiratie.Voor de waterkolom zal naast deze hetero-trofe respiratie ook de CO2-gasuitwisselingtussen water en atmosfeer en de uitwisse-ling tussen grondwater en bodempartikelshun stempel drukken op de carbonaten-chemie. Onder anaërobe omstandighedenkan ook methanogenese optreden.

De mate waarin het particulair materiaalwordt opgenomen in de voedselketen(rechtstreeks door het zoöplankton of via debacteriën die op hun beurt doormicrozoöplankton worden opgenomen) is ingrote mate bepalend voor de kwaliteit vanhet water. Het zoöplankton, dat zich metparticulair materiaal voedt, heeft een mini-mum hoeveelheid aan levende componen-ten nodig om te ontwikkelen. Het zoöplank-ton is op zijn beurt een onmisbare voedsel-

bron voor hogere organismen, zoals vis-larven. Te hoge concentraties aan organischmateriaal, of slecht opneembaar materiaal,leiden tot anaërobie, waarbij het (organisch)particulair materiaal een belasting vormt dieniet meer doorstroomt naar levende (hogere)organismen.

Zowel op de oever als in het water zal hetecologisch lot van het uitgewisselde mate-riaal echter variëren met de samenstellingen grootte van de partikels. De hoeveelheidmateriaal, de afbreekbaarheid ervan, en demate waarin het rechtstreeks of onrecht-streeks in de voedselketen van het systeemkan worden opgenomen, zijn belangrijkefactoren in het evalueren van de ecologi-sche impact van bepaalde beheersopties.Bovendien kunnen in de komende jaren,t.g.v. de waterkwaliteitsverbetering in hetScheldebekken, aanzienlijke veranderingenin de samenstelling van het particulair ma-teriaal worden verwacht. Zo bv. behoort eenverhoogde concentratie aan levende orga-nismen, zowel fytoplankton als zoöplank-ton, tot de reële verwachtingen. Deze ver-

Figuur 9. Schematische weergave van de koolstofcyclus (POC, Particulair Organisch Materiaal;DOC, Opgelost Organisch Materiaal; DIC, Opgelost Anorganisch Koolstf; SOC,Sedimentair Organisch Koolstof) (naar Hellings et al., 1996)


anderingen kunnen een belangrijke wissel-werking hebben met de boven beschrevenecologische rol van het particulair materi-aal.

De N-cyclus (Fig. 10)

Het is duidelijk dat de koolstofstroom nietlos kan beschouwd worden van de stikstof-stroom. Massabalansen van koolstof dienenaangevuld te worden met informatie over dedynamiek van de stikstoftransformaties inde sedimenten en in de waterkolom.Daarom is het noodzakelijk een beter inzichtte verwerven in de stofstromen van opge-loste stikstofhoudende verbindingen(nitraat, nitriet, ammonium en ureum) eneventueel van andere anorganische voe-dingsstoffen (fosfaat en silicaat), die nood-zakelijk zijn voor primaire productie vanééncellige en hogere planten.

Nitraat, nitriet, ammonium en ureum zijn devoornaamste opgeloste stikstofbronnenvoor primaire productie en hun concentra-tie in het water is zowel door verbruik alsdoor productie en aanvoer bepaald. Bij hoogwater kan een belangrijk deel van dezenutriënten via diffusie, adsorptie ensedimentatie in de bodem terechtkomen.

Van hieruit kan het ook opgenomen wordenin de biota maar gezien de anaërobe toe-stand van de meeste sedimenten, de grotehoeveelheid aanwezig organisch materiaalen de lage saliniteit zijn de condities ideaalvoor denitrificatie waardoor een substantieeldeel van de N-vracht uit het systeem kanverwijderd worden.

Bemonsteringsstrategie

Teneinde een optimale afstemming te heb-ben tussen de onderlinge deelstudies en debruikbaarheid van de gegevens voor heteocsysteemmodel te garanderen wordeneen aantal geïntegreerde meetcampagnesgeorganiseerd. Teneinde de ruimtelijke entemporele patronen vast te stellen wordendoor verschillende onderzoeksploegen sta-len genomen op de maandelijkse vaartoch-ten (zie B2 waterkwaliteitsparameters).Daarnaast worden dertienuursmetingengeorganiseerd ter hoogte van het schor aande Durmemonding. Teneinde de uitwisse-ling tussen schor en slik te kwantificerenworden door alle ploegen simultaan stalengenomen in de dwarssectie van de geulwaarlangs alle water het schor in- en uit-vloeit. Tegelijkertijd worden ook metingenuitgevoerd in de Schelde voor het schor.

Deze metingen worden in verschillende sei-zoenen en ti jdens verschil lende ti j-omstandigheden uitgevoerd. Door de Afde-ling Zeeschelde werd een brug aangelegdover de schorgeul vanwaar alle stalen kun-nen genomen worden.

Geïntegreerde metingen vinden ook plaatsop het schor en slik van Appels St.-Onolfsdijk. De constructie van een loopbrugdoor de Afdeling Zeeschelde maakt hetmogelijk om stalen te nemen op verschil-lende plaatsen zonder het sediment gron-dig te verstoren. Op verschillende hoogteswerden peilbuizen aangebracht waarinwaterstalen kunnen genomen worden. Ma-teriaal voor poriënwateranalyse, denitrifi-catiemetingen en redoxpotentiaalmetingenwerden opgesteld. Naast deze locaties waarin principe door alle ploegen wordt geme-ten, werden, uiteraard afhankelijk van hetonderwerp, nog veel bijkomende puntenbemonsterd. Maar ook hier wordt gestreefdnaar het steeds zoveel mogelijk simultaanmeten.

Figuur 10. Schematische weergave van de stikstofcyclus (naar Van Damme & Van Cleemput, 1996).


D1 Sedimenttransport en sedimen-tatieprocessen in de Zeeschelde

D1.1 ruimtelijke en temporele patronen enkarakterisatie van gesuspendeerde se-dimenten.

Welke hoeveelheden sedimenten in de ri-vier aanwezig zijn, de karakterisatie en desedimentatiesnelheid van die sedimenten inbuiten- en binnendijkse gebieden en wateventuele veranderingen in de hydraulicavan de rivier door bv. dijkherlocatie-alterna-tieven als gevolg hebben voor de sedimen-tatie en de concentraties zwevende stoffenzijn de belangrijkste vraagstellingen in hetprocesmatig georiënteerde sediment-onderzoek.

Een inzicht in de concentraties van gesus-pendeerd materiaal en in de laterale sedi-mentbewegingen kan slechts bekomenworden door simultaan metingen uit te voe-ren in een dwarssectie van de rivier, op deslikken en in de schorgeulen. Daartoe wor-den dertienuursmetingen verricht op 6raaien waarbij telkens simultaan aan beideoevers wordt gemeten. Hierbij worden meteen STD-sonde saliniteits-, temperatuurs-en troebelheidsprofielen gemaakt en wor-den eveneens stroomsnelheden gemeten.Om de troebelheidsmetingen te kalibrerenwordt om het uur een staal voor analyse ge-nomen op elke diepte. Deze metingen ge-beuren vanaf de Belgica en schepen van deAfdeling Maritieme Schelde.

Van alle stalen wordt het korrelgrootte-spectrum bekomen met de “SEDIGRAPH5100”. Deze techniek bepaalt de korrel-grootteverdeling van de zuivere individuelemineraalkorrels die het sediment opbouwen.In werkelijkheid komen deze korrels nietnoodzakelijk als dusdanig voor. In de na-tuur vormen zij, in combinatie met organischmateriaal en water, veelal complexevlokvormige structuren die een eigen dyna-misch bestaan leiden in die zin dat de vlok-ken gevormd en afgebroken worden tijdenshet sedimenttransport. De vlokvormingwordt bepaald door het korrelgrootte-spectrum (differentiële bezinking, Brownsebeweging) en door de hoeveelheid en deaard van het aanwezige organisch materi-aal (Eisma et al., 1991) dat als bindingsagentoptreedt. Veranderingen in de aard van hetorganisch materiaal aan de grens van zoeten zout water en een verlies aan organischmateriaal uit het gesuspendeerde sedimentin hetzelfde gebied beïnvloeden uiteraard degraad van vlokvorming. De grootte van devlokken is eveneens afhankelijk van de tur-bulentie van het water en vooral van demicroturbulentie. Ook uitwisseling met debodem door bezinking en resuspensie is eenniet verwaarloosbare factor en speelt eenbelangrijke rol bij de eventuele afbraak vande vlokken. Het is dus noodzakelijk om zo-wel de absolute korrelgrootteverdeling alsde in situ vlokgrootte te kennen wil men zicheen beeld van het sedimentatieproces vor-men. De in situ vlokgrootte wordt bestu-

deerd met behulp van een speciaal daar-voor ontwikkelde “Benthos Plankton Ca-mera” (Eisma et al., 1990).

Om meer inzicht te verkrijgen in de moge-lijke sedimentatie in de getijdengebiedenworden door middel van sifonsamplers,geplaatst op verschillende plaatsen langs-heen de rivier en op verschillende hoogtesover langere perioden (2 à 3 weken)suspensiestalen genomen. Ook wordt inten-sief bemonsterd tijdens de metingen terhoogte van het schor aan de Durme-monding om de uitwisseling van sedimen-ten tussen schor en pelagiaal te bepalen.

D1.2. Bodemsedimenten en sedimentatie-processen

Bij de bespreking van het gesuspendeerdesediment werd reeds gewezen op het ver-band dat er bestaat met het bodem-sediment. Niet alleen is er een voortdurendeuitwisseling door sedimentatie en resus-pensie, maar wordt ook de aard van de“graded suspension” door het bodem-sediment bepaald.

De studie van bodemsedimenten omvatenerzijds analyse (hoeveelheid organischestof, granulometrie) van 20cm diepe boor-kernen die genomen zijn op de monster-punten van het benthos. Anderzijds wordenop verschillende punten éénmalig 1 à 2meter diepe boorkernen genomen voor ana-lyse van fysische sedimenteigenschappen(globale densiteit, radiografie, granulome-trie, gamma-densitometrie). De accumu-latiesnelheid wordt met behulp van radio-isotopen (210Pb, 226Ra, 137Cs, 241Am) geme-ten.

Aanvullend worden ook in situ sedimen-tatiesnelheden bepaald via experimentenmet een sedimentatiekolom. Dit is gekop-peld met het onderzoek naar het organischmateriaal (zie verder).

D2 Biochemische Cycli C en N en water

Het ontrafelen van de cycli van koolstof ennutriënten binnen het ecosysteem is vanfundamenteel belang. Met het oog op hetecosysteemmodel is het nodig om i) de in-teracties (grootte en richting) tussen rivierenerzijds en schor- en overstromings-gebieden anderzijds te kwantificeren voorwat koolstof-en stikstofuitwisselingen be-treft; ii) de omzettingen van materiaal in hetpelagiaal te bepalen en iii) de omzettingenin slikken en schorren te meten.Het onderzoek van het organisch materiaalin het estuarium wordt uitgevoerd op tweecomplementaire manieren. De eerste gaatuit van een biologische identificatie van zo-wel levend als dood materiaal, de tweedegaat uit van een chemische benadering ge-baseerd op verschillen in isotopensa-menstelling van de verschillende compo-nenten. De verschillende onderdelen vandeze studies worden hier besproken.

D2.1 analyse van particulair organisch ma-teriaal in de waterkolom.

De concentratie aan particulair materiaal enhet aandeel van verscheidene componen-ten hierin wordt bepaald via verschillendestaalnametechnieken. Hierbij wordt in eer-ste instantie onderscheid gemaakt tussenfijn en grof particulair materiaal, gezien voorbeide aparte staalnamemethodes gebruiktworden.

Van de stalen voor fijn particulair organischmateriaal wordt de hoeveelheid koolstof (to-taal, organisch en inorganisch) bepaald viachemische analyse. Via microscopischebeeldanalyse wordt de concentratie aanparticulair materiaal, de compactheid, degrootteverdeling en globale samenstellingvan detritus en microplankton (= fyto-plankton + microzoöplankton) gekwantifi-ceerd. Het microplankton wordt verder indetail geanalyseerd en vormt onderdeel vaneen aparte studie aan de RUG (lab. Plant-kunde).

Verder wordt de concentratie van geselec-teerde componenten van verschillende oor-sprong (bv. wilgen- riet -en biesnecromassa)met beeldanalyse gekwantificeerd en wor-den metingen van het drooggewicht enkoolstofgehalte van die dominante compo-nenten (bv. wilgen-, riet -en biesnecro-massal) uitgevoerd.

De ruimtelijke en temporele verspreiding vandeze componenten over het traject Neder-landse grens-Gent wordt gevolgd evenalsde uitwisseling tussen schor en slik tijdensde metingen aan het schor aan deDurmemonding.

Naast het particulair materiaal wordt ook indetail de soortensamenstelling (diversiteit)en abundantie van het zoöplankton gevolgd,zowel tijdens de seizoenale trajecten als tij-dens de getijdenmetingen. De ontwikkelingvan de zoöplanktonpopulaties in de Zee-schelde is een aangewezen indicator voorde evolutie van de waterkwaliteit, gezien desleutelpositie van het zoöplankton tussenhet particulair materiaal en de hogere orga-nismen.

D2.2 Degradeerbaarheid van het organischmateriaal.

Om beter inzicht te krijgen in het lot van or-ganisch materiaal in het systeem wordt dedegradeerbaarheid ervan getest in litterbagexperimenten. Hiertoe worden verscheidenecomponenten (bv. wilgen- biesnecromassa)in zo natuurlijk mogelijke omstandighedengeïncubeerd waarna het verdwijnen vanparticulair materiaal (in drooggewicht enkoolstof) over de tijd (dagen tot weken)wordt gemeten. De opneembaarheid van ditmateriaal in de natuurlijke voedselketenwordt getest via totaal enzymextracten vansuspensie-etende organismen (zoöplank-ton, benthische suspensie-eters).


D2.3 Sedimentatie van organisch materiaal

Gekoppeld aan het sedimentonderzoekwordt ook de sedimentatiesnelheid van hetorganisch materiaal gemeten in eensedimentatiekolom. Hierbij worden regelma-tig op verschillende dieptes stalen genomenvoor analyse. Op basis hiervan kan, gekop-peld met gegevens over overspoelingsduur,een inschatting worden gemaakt van welkefractie aan welke snelheid bezinkt.

D2.4 Studie van biogeochemisch cycli vanC en N op basis van stabiele isotopen-verhoudingen

Dit deelonderzoek is gericht op de identifi-catie van de voornaamste koolstof- enstikstofbronnen en het inschatten vanhun relatieve belang in de materiaalstromentussen rivier en schor- en gecontroleerdeoverstromingsgebieden, voornamelijk geba-seerd op onderzoek van stabiele kool- enstikstofisotopen. Dit gaat uit van verschil-lende verhoudingen van de isotopen in deC en N bronnen van verschillende oor-sprong. De analyse der verhoudingen vannatuurlijke stabiele koolstof- en stikstof-isotopen in de verschillende substraten vanhet ecosysteem alsook van hun seizoenaleen regionale variabiliteit maakt het mogelijkdeze interacties tussen de stroom en hetintertidaal te bestuderen. In de mate dat lo-kaal en aangevoerd detritisch materiaal eenverschillende δ13C en δ15N waarde hebben,is het mogelijk de relatieve bijdrage vanbeide bronnen in te schatten. De lokale bron(schorgebied) zal aan een sterkeseizoensgebonden variabiliteit onderhevigzijn en het effect hiervan op de riviersamen-stelling (δ13C in organisch suspensie-materiaal en in DIC) zal dan vermoedelijkook seizoenaal fluctueren. Deze isotopen-studie dient echter aangevuld te worden metmetingen van de transformatiedynamiek vanorganisch materiaal. Massabalansen vankoolstof dienen bovendien aangevuld teworden met informatie over de dynamiekvan de stikstoftransformaties in de sedimen-ten en in de waterkolom. Daarom is hetnoodzakelijk een beter inzicht te verwervenin de stofstromen van opgeloste stikstof-houdende verbindingen (nitraat, nitriet,ammonium en ureum) en eventueel van an-dere anorganische voedingsstoffen (fosfaaten silicaat), die noodzakelijk zijn voor pri-maire productie van ééncellige en hogereplanten.

Deze studie vereist een tweevoudige aan-pak. Enerzijds moeten veelvuldige bepalin-gen van de verschillende fracties van hetorganisch materiaal en de nutriënten-concentraties uitsluitsel geven over het be-lang van de verschillende verbindingen inde totale koolstof- en stikstofbalans van derivier en anderzijds moeten de voornaam-ste biogeochemische overgangen wordenbepaald.

Via de maandelijkse boottochten wordenstalen genomen voor de bepaling van δ13C

in suspensiemateriaal en in DIC; bepalingvan nitraat-, nitriet-, ammonium- enureumconcentraties , pH en alkaliniteit vanhet water. Dit gebeurt ook tijdens de dertien-uursmetingen aan het schor aan deDurmemonding. Additioneel worden ooknutriëntenanalyses (ammonium; nitraat;nitriet en ureum) uitgevoerd in poriewateroa. op Appels St.-Onolfsdijk.

Interpretatie van de isotopenverhoudingenvereist ook het bepalen van δ13C en δ15N inde vegetatiesoorten in en om het schorre-gebied. Hiertoe werden de belangrijkeresoorten (riet, wilgen en biezen) bemonsterd.

De volgende biogeochemische overgangenwerden bepaald: het stikstofmineralisa-tieproces (omzetting van organisch stikstofin anorganisch stikstof); bepaling van hetnitrificatieproces (oxidatie van ammoniumtot nitraat); tijdsevolutie van δ13C en δ15N inafbraakexperimenten op plantenmateriaal(“litterbag” experimenten gekoppeld aanstudie D2.3); bepaling van de fytoplank-tonproductie aan de hand van 15-N nitraat-en ammoniumopname experimenten.

D2.5 Denitrificatie

Door de potentiële impact op de N-vrachtis denitrificatie een uitermate belangrijk pro-ces waaraan binnen OMES een aparte deel-studie is gewijd. De onderzoeksobjectievenzijn dan ook een antwoord te formuleren opvolgende vragen: Hoe intens gebeurtdenitrificatie in zoetwatergetijdengebiedenvan de Schelde? Wat is de ruimtelijke entemporele variatie van denitrificatie in zoet-watergetijdengebieden, zowel in slikken alsin schorren en welke factoren verklaren devariatie? Hoe gedragen zich de verschil-lende processen die van belang zijn voordenitrificatie onder getijomstandigheden enwelk overspoelingsregime is optimaal voordenitrificatie?

Deze vragen worden beantwoord door eencombinatie van veld- en laboratorium on-derzoek. Denitrificatie wordt in situ bepaaldmet de acetyleen inhibitie techniek. De me-tingen worden volgens de getijgradiënt, enop verschillende sedimenttypes uitgevoerd.De gasmonsters worden geanalyseerd ineen gaschromatograaf. N2O wordt eveneensin situ bepaald, wat tevens toelaat de ne-gatieve aspecten van denitrificatie voor hetmilieu (ozondestructie en broeikaseffect) inte schatten. Per meetpunt worden ook allerelevante fysische, chemische en biologi-sche parameters bepaald. Op plaatsen waarbij laag water denitrificatie wordt gemetenwordt bij hoog water de sediment-water fluxvan NO3

--N en NH4+-N bepaald.

Sedimentstalen worden in het labo onder-worpen aan een gamma van behandelingenzoals overspoelingsregimes en uiteenlo-pende concentraties van stikstof, koolstofof zuurstof in het overspoelende water. Teroriëntatie worden dergelijke proeven eerstuitgevoerd zonder tracer. In het tweede sta-

dium zal toevoeging van een tracer (15N )informatie opleveren over nitrificatie,immobilisatie en stikstoffluxen. Denitrificatiekan onder enig voorbehoud worden geschatals de fractie 15N die niet teruggevondenwordt.

D3 De watermassabalans

Het water in het ecosysteem kan van ver-schillende oorsprong zijn. Deze deelstudiebeoogt een beter inzicht te bekomen in dewaterhuishouding tussen meteorisch water,grondwater, rivierwater en in de retentie-capaciteit van de schorren door een studievan de stabiele zuurstofisotopen (δ18O ) vanhet water zelf.

Inderdaad, er kan verwacht worden dat deδ18O van het meteorisch water in de tijd sterkvarieert. Daarentegen vertoont het grond-water lokaal een vrij stabiel signaal, terwijldie van het rivierwater een variatie vertoontdie kort is in de tijd en functie is van hetmengen van ingevoerde watermassa’s(rechtstreeks aflopend meteorisch water,grondwater en invoer vanuit het schor-reservoir). Hierop steunend kan men eenbeter inzicht bekomen in het relatieve be-lang van de verschillende oorsprongen vanhet water, wat een vereiste is voor het op-stellen van een watermassabalans.

Met deze doelstelling voor ogen wordt omde twee maanden rivier-, porie-, percolatie-en regenwater voor de δ18O-isotopen-analyse bemonsterd. Bovendien gebeurt dit2 à 3 keer per seizoen voor rivierwater ge-durende een getijcyclus. In periodes vanbelangrijke regenval wordt bovendien dewateruitwisselingsdynamiek tussen rivier enschor bestudeerd door de bepaling vanδ18O-signatuur van de mogelijke water-bronnen, met name regenwater, stroomop-waarts rivierwater en schor-grondwater enverder van het rivieren sijpelwater terhoogte van het schor.

D4 benthos

Het voorkomen van het benthos is door-gaans onderhevig aan relatief groteseizoenale schommelingen, die samengaanmet oa. veranderingen in omgevings-factoren (vb. verandering van zoutgehalte),maar ook met de populatiedynamiek(reproductiecycli) van de macrobenthos-soorten zelf. Om inzicht te krijgen in detemporele variabiliteit van het macrobenthosworden een aantal geselecteerde bemons-teringslocaties 4-12x per jaar bemonsterdwaardoor een idee verkregen wordt overdensiteiten en biomassa’s van het benthosin de verschillende seizoenen. Dit moet onsin staat stellen om de productie van hetbenthos te berekenen waardoor een beterinzicht in de rol van het benthos in de C-cyclus kan bekomen worden.


D5 Rol van helofyten

D5.1 Processen in de rhizosfeer

De wortels van helofyten nemen nutriëntenop uit de bodem en leggen die vast inbiomassa. Stikstof wordt voornamelijk op-genomen in de vorm van ammonium ennitraat zoals aanwezig in het poriewater vande bodem. Aangezien helofyten doorgaanswortelen in gereduceerde sedimenten wordtzuurstof bovengronds opgenomen en viahet aërenchym naar de wortels getranspor-teerd waar het gebruikt wordt voor dewortelrespiratie. Rietplanten (Phragmitesaustralis) nemen de zuurstof op uit de luchtvia huidmondjes in de bladeren of via debijwortels die aan de waterstengel beves-tigd zijn. Bies (Schoenoplectus sp. ) neemtde zuurstof alleen via de huidmondjes op.Een gedeelte van het getransporteerde zuur-stof “lekt” uit de wortels van de helofytenweg en komt in de rhizosfeer terecht. Hierworden gereduceerde, voor de plant toxi-sche stoffen, geoxideerd. Daarnaast beïn-vloedt het in de rhizosfeer gediffundeerdezuurstof verschillende bacteriële processen.Hierbij dient te worden opgemerkt dat ookorganische koolstof uit de wortels in de rhi-zosfeer “lekt” en door heterotrofe bacteriënwordt opgenomen. Deze koolstof input sti-muleert de bacteriële activiteit. In de aëroberhizosfeer kan ammonium, dat via minera-lisatie is vrijgemaakt of van uit het boven-staande water in de rhizosfeer is gedif-fundeerd, geoxideerd worden tot nitraat (fig.11). In anaërobe “spots” in de rhizosfeer ofin het omliggende anaërobe sediment kanhet nitraat door facultatief anaërobe bacte-riën gedenitrificeerd worden (Reddy et al.,1989). Het aldus gevormde stikstofgas dif-fundeert uit het sediment (dit kan direct ofvia het aërenchym van de helofyten) naarde atmosfeer. Helofyten, wortelend in gere-duceerde sedimenten, zouden dus een bij-drage kunnen leveren aan verwijdering vanstikstof uit litorale systemen (Christensen &Sørensen, 1986; Iizumi et al., 1980).

In anaërobe bodems kan door bacteriëleactiviteit ook methaan gevormd worden. Viadiffusie of opstijgende gasbellen komt ditmethaan in de atmosfeer terecht en leverteen bijdrage aan het broeikaseffect. Onderaërobe omstandigheden, zoals aanwezig inde toplaag van sedimenten of in derhizosfeer van wortelende waterplanten, kanmethaan geoxideerd worden door methaan-oxiderende bacteriën. Echter, de wortel-exudaten (labiele organische koolstofver-bindingen) van helofyten stimuleren de ac-tiviteit van heterotrofe bacteriën in derhizosfeer waarbij zuurstof verbruikt wordt.Dit kan tot gevolg hebben dat de beschik-baarheid van zuurstof voor methanotrofebacteriën rond de wortels afneemt met alsgevolg een toename in de methaanemissie(Schütz et al., 1991; Holzapfel-Pschorn etal., 1986). Verwacht mag worden dat inlitorale systemen, begroeid met helofyten,de uitstoot van het broeikasgas methaano.a. zal afhangen van de invloed die helo-

fyten uitoefenen op de zuurstof/koolstofratio in de rhizosfeer.

Voor het schorrensubmodel is het van grootbelang inzicht te hebben in de factoren diede grootte van de zuurstofafgifte doorplantenwortels naar de rhizosfeer bepalen.Daartoe wordt onder experimentele omstan-digheden de totale zuurstofflux uit de wor-tels gemeten.

Planten “lekken” niet alleen zuurstof maarook organische koolstofverbindingen diedoor heterotrofe en/of methanotrofe bacte-riën gebruikt kunnen worden. Behalve datplanten dus indirect verantwoordelijk zijnvoor de chemische samenstellingen van hetporiënwater kunnen zij ook direct nutriëntenuit het milieu halen. Aangezien de fysiolo-gie van de plant gedurende het groeiseizoenverandert kan verwacht worden dat de in-vloed die de vegetatie op de bodem-processen heeft afhankelijk is van het sei-zoen. Om hierin nader inzicht te krijgenwerden poriewatermonsters op het schorvan Appels St.-Onolfsdijk verzameld meteen in-situ dialyse apparaat geplaatst zo-wel in de vegetatie als op onbegroeid slik.Het in MOSES geïncorporeerde dia-genetisch model van Soetaert et al. (1996)zal gekalibreerd en gevalideerd worden metdie gegevens.

D5.2 Productie, C-,N- en P- gehalte en LAvan riet en bies in situ

Teneinde een beter inzicht te krijgen in deC-, N- en P-fluxen van schorvegetaties eneen kalibratie toe te laten van de experimen-tele benadering die ten grondslag ligt aanhet helofytengroeimodel, wordt een detail-studie uitgevoerd van de seizoenale patro-nen van bovengrondse biomassaproductie,bladoppervlak (LA), C-, N- en P-gehalte vanlevende en dode plantendelen van Phrag-mites australis en Schoenoplectus taber-

naemontani. Dit onderzoek werd reedsopgestart in 1995 met een globale morfolo-gisch-ecologische screening van riet-vegetaties langsheen de volledige zout-gradiënt waar Riet voorkomt langsheen hetSchelde-estuarium en werd in 1996 ver-volgd met een detailstudie van boven- enondergrondse plantendelen van Riet in eenaantal permanente kwadraten (pq’s). Deverticale verdeling van de wortelbiomassazal gebruikt worden om de grootte van derhizosfeer van rietvegetatie te kunnen in-schatten. Vanaf 1997 worden dezelfde pa-rameters (echter uitsluitend bovengronds)in enkele riet- en biesvegetaties verder ge-volgd, waarbij de invloed van beheers-maatregelen mede geëvalueerd worden.Gegevens uit deze verschillende deel-onderzoeken moeten ons in staat stellenglobale uitspraken te doen over de exportvan organisch mateiraal uit de schor-vegetaties naar het pelagiaal toe.

De verkregen data zullen gebruikt wordenom het helofytengroeimodel te kalibreren.

3.5 Uitvoering en organisatie

Dit onderzoeksproject wordt uitgevoerddoor verschillende diensten en laboratoria.In tabel 1 is een overzicht gegeven vanwelke studies door welke instanties wordenuitgevoerd. De verschillende deelstudiesworden door verschillende instanties gefi-nancierd. Die zijn eveneens opgenomen intabel 1. Het project heeft een looptijd van 3jaar. De coördinatie van het volledige pro-ject wordt waargenomen door eencoördinatiegroep onder voorzitterschap vanhet Instituut voor Natuurbehoud. Vertegen-woordigd zijn AWZ- afdeling MaritiemeSchelde, afdeling Zeeschelde en afdelinghydrologisch onderzoek en waterbouw-kundig laboratorium, de VMM, AMINAL enhet IN.

Figuur 11. Nitrificatie en denitrificatie in de rhizosfeer van een helofyt. (Vrij naar Reddy et al.1989).


Tabel 1: Overzicht van de verschillende uitvoerders van het onderzoeksproject OMES. Opgenomen zijn de uitvoerende instelling, de uitvoerders zelf, dedeelprojecten (de nummers verwijzen naar de beschrijving in de tekst) en de financierende instantie.(* deze studies vormen deel van het OMES-project maar zijn voor hun financiering hiervan onafhankelijk)(AWZ, Adminstratie Waterwegen enZeewezen; AMINAL Adminstratie Milieu, Natuur, Land en Waterbeheer, VMM Vlaamse Milieumaatschappij)

INSTELLING UITVOERDERS DEELPROJECTEN FINANCIER

NIOO-CEMO, M. Starink. o.l.v. P. Herman & C. Heip ecosysteemmodel (A/D5.2) Instituut voor Natuur-behoud

RUG, Vakgroep Morfologie J. Seys o.l.v. M. Vincx benthos (B5/D4) AMINALSystematiek & Ecologie SectieMariene Biologie

KUL, Labo voor Ecologie en J. Maes o.l.v. F. Ollevier visfauna (B7) *Aquacultuur

RUG, Vakgroep Morfologie W. Muylaert, A. Van Kenhove, vegetatie (B4/C2/C2.2/D5.2) AMINALSystematiek & Ecologie, Lab E. Van den Balck o.l.v. M. HoffmannPlantkunde ism Instituut voor & P. MeireNatuurbehoud

KUL, Instituut voor Land- en R. Van de Moortel o.l.v. S. Dekkers pedologie (C2.1/C2.2) AMINAL/AWZWaterbeheer

Koninklijk Belgisch Instituut voor F. Francken & P. Schotte o.l.v. sedimentologie (D1) AWZNatuurwetenschappen S. Wartel

VUB, Labo voor Ecologie en M. Tackx & R. Billones o.l.v. N. Daro particulair materiaal AMINALSystematiek (D2.1/D2.2/D2.3)

VUB, Labo voor Analytische L. Hellings, J. Piraux o.l.v. biogeochemie van C en N (D2.4) AMINALChemie L. Goeyens & F. Dehairs

RUG, Vakgroep Morfologie K. Muylaert o.l.v. W. Vyverman microplankton (D2.1) *Systematiek & Ecologie, LabPlantkunde

RUG, Labo voor Toegepaste S. Van Damme o.l.v. denitrificatie (D2.5) & VMMAnalytische en Fysische Chemie O. Van Cleemput waterkwaliteitsparameters (B3)

VUB, Labo voor stabiele K. Van Den Driessche o.l.v. waterbalans (D3) AMINALisotopenchemie E. Keppens

AWZ-Afdeling Hydrologisch K. Maeghe, P. De Laet o.l.v. F. Wens hydrodynamica (C1)onderzoek en waterbouwkundigLabo

AWZ-Afdeling Zeeschelde S. Nolet o.l.v. W. Graré geomorfologie (B1) enlogistieke ondersteuning

AWZ- Afdeling Maritieme Schelde o.l.v. E. Taverniers waterkwantiteit (B2) enlogistieke ondersteuning

Instituut voor Natuurbehoud E. Van den Balck, M. Hoffmann, waterkwaliteitsparameters (B3);A. Anselin, T. Ysebaert, P. Geers flora & vegetatie (B4); benthoso.l.v. P. Meire (B5/D4); a vifauna (B7)

4 BESLUIT

Het OMES-project is in eerste instantie be-doeld om de impact van waterbouwkundigewerken op het Schelde-ecosysteem na tegaan. Hoewel de verontreiniging van zowelwater als bodem een belangrijke impactheeft op het ecosysteem ligt het niet in debedoeling om in dit project specifiek onder-zoek naar oorzaken en effecten van veront-reiniging uit te voeren. Uiteraard zal ge-streefd worden naar een maximale integra-tie van de resultaten van het lopend onder-

zoek inzake verontreiniging in de Scheldein voorliggend onderzoek. Afstemming metandere onderzoeksprojecten waarin hetSchelde-estuarium betrokken is wordt even-eens voorzien.

Het uitvoeren van een dergelijk onderzoeks-project op zich kan wetenschappelijk eengrote waarde hebben maar de uitdaging isuiteraard de koppeling met het effectief uit-voeren van maatregelen in het veld. Eenaantal eerste realisaties in het kader van hetSigmaplan worden beschreven door

Hoffmann et al. (1997). In de verdere noguit te voeren Sigmaprojecten zijn reeds ver-schillende alternatieven voorzien die eenuitbreiding van het estuariene milieu metzich meebrengen. De grootste uitdaging isevenwel de realisatie van het gecontroleerdoverstromingsgebied Kruibeke-Bazel-Rupelmonde en dit op zo’n manier dat énde veiligheid én het milieu gunstig beïnvloedworden. Voor dit laatste is het zo maximaalmogelijk herstellen van de uitwisseling tus-sen polder en rivier essentieel. Het invoe-ren van een gecontroleerd en gereduceerd


getij is een mogelijkheid hiertoe die momen-teel onderzocht wordt. Het opdoen vanpraktijkervaring is evenwel van groot belang.Daartoe is, naast de geciteerde sigma-projecten, het project MARS (MarshAmelioration along the River Schelde)opgestart. Dit project (een samenwerkingtussen AMINAL, afdeling Natuur, AWZ , Af-deling Zeeschelde en Rijkswaterstaat, Di-rectie Zeeland) wordt gesteund door het Lifefonds van de Europese commissie en om-vat de uitvoering van 4 verschillende pro-jecten van schorherstel. Dit moet gezienworden als het uitvoeren van verschillendewetenschappelijke experimenten. De drieprojecten die op Belgisch grondgebied wor-den uitgevoerd omvatten:• het afgraven van een hoog opgeslibd

schor om schorverjonging na te gaan• het afgraven van een artificieel verhoogd

schor om het herstel van schorvegetatiesna te gaan

• het aanleggen van een schor met eengecontroleerd en gereduceerd getij in eenvoormalig poldergebied om de mogelijk-heden van schorontwikkeling in binnen-dijkse gebieden te bestuderen.

Met name dit laatste project moet als eenpilootproject voor het overstromingsgebiedvan Kruibeke gezien worden en biedt eenideale gelegenheid om het hier beschrevenonderzoek te valideren.

Met dit project is een nieuwe stap gezet inde integratie van ecologie in de water-bouwkunde en dus een stap op weg naarintegraal waterbeheer. Het is dudelijk dathiermee het eindpunt nog niet bereikt is.Steeds meer facetten van het watersysteemzullen moeten geïntegreerd worden om denieuwe uitdagingen, zoals de verdieping vande Westerschelde, op een zo integraal mo-gelijke manier te benaderen.

DANKWOORD

Het globale OMES project zou nooit totstand gekomen zijn zonder de medewerkingen de inzet van velen. De inhoud van hetproject is het resultaat van vele gesprekkenmet de diverse medewerkers. Speciale dankgaat hiervoor naar Peter Herman. Eens deinhoud van het project rond, was het niettot stand gekomen zonder de inzet van ToonTessier. Maar ook binnen de verschillendeadministraties betrokken bij het project wasde bijdrage van velen onmisbaar Graag dan-ken wij Willy Graré van AWZ, HenkMaeckelberghe van VMM en Herman Dewelvan AMINAL.

P. MEIRE1, M. STARINK2 enM. HOFFMANN1

1 Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap,Instituut voor NatuurbehoudKliniekstraat 25, B1070 Brussel

2 Nederlands Instituut voor OecologischOnderzoek, Centrum voor Estuariene enMariene OecologieKorringaweg 7, 4401 NT Yerseke, Nederland;postadres Postbus 140 4400 AC Yerseke.

REFERENTIES

Anonymus., 1994. Algemene milieu-impactstudievoor het eerste deel van het Sigmaplan: al-gemene beginselen en algemeen kader. Mi-nisterie van de Vlaamse Gemeenschap, notaAMIS 045, Brussel.

Anselin, A., P. Geers & P. Meire, 1997. Broed-vogelmonitoring langs de Zeeschelde: resul-taten, evaluatie en toekomstperspectievenvan drie jaar punt-transect-tellingen. Rap-port IN 97.09., Brussel.

Billen, G., M. Somville, E. de Becker & P. Servais,1985. A nitrogen budget of the Scheldthydrographical basin. Neth. J. Sea Res. 19:223-230.

Casteleyn, E & P. Kerstens, 1988. Het Sigmaplan:beveiliging van het Zeescheldebekken tegenstormvloeden op de Noordzee. Water 43/1:170-175.

Christensen, P. B. en J. Sørensen, 1986. Temporalvariation of denitrification activity in plant-covered, litoral sediment from lake Hampen,Denmark. Appl. Environ. Microbiol. 51: 1174-1179.

Claessens, J., 1988. Het hydraulisch regime vande Schelde. Water 43: 163-169.

Claessens, J. & L. Meyvis, 1994. Overzicht vande tijwaarnemingen in het Zeeschelde-bekken gedurende het decenium 1981-1990.Rapport Ministerie van de Vlaamse Gemeen-schap, AWZ-Afdeling Maritieme Schelde,Antwerpen.

Coen, I., 1988. Ontstaan en ontwikkeling van deWesterschelde. Water 43/1: 156-162.

De Bruijkere, F.L.G., B. Van Eck, H. Maeckel-berghe & G. Pals, 1996. Waterkwaliteit vanhet Schelde-estaurium. Pp 96-109 in

Referatenboek 3de Internationaal Schelde-Symposium, WEL, Wijnegem.

Duursma, E.K., H. Engel & Th. J. M. Martens (red),1982. De Nederlandse Delta. Een compro-mis tussen milieu en techniek in de strijdtegen het water. Natuur en Techniek, Maast-richt.

Eisma, D., T. Schumacher, H. Boekel, J. Van Heer-waarden, H. Franken, M. Laan, A. Vaars, F.Eijgenraam & J. Kalf, 1990. A camera andimage-analysis system for in situ observationof flocs in natural waters. Neth. J. Sea Res.27: 43-56.

Eisma, D., Bernard, C. Cadée, V. Ittekot, J. Kalf,R. Laane, J.M. Martin, W.G. Mook, A. VanPut & T. Schumacher, 1991. Suspended-matter particle size in some West-Europeanestuaries: Part 2: A review of floc formationand break up. Neth. J. Sea Res. 28: 193-214.

Guns, P., 1972. De Antwerpse Noorderpolders inde 16de en 17de eeuw. Ministerie van Open-bare Werken, Bestuur der Waterwegen,Waterbouwkundig Laboratorium, Borger-hout.

Guns, P., 1975. Historische evolutie van hetpolderlandschap langs de Linker Schelde-Oever. Ministerie van Openbare Werken,Bestuur der Waterwegen, WaterbouwkundigLaboratorium, Borgerhout.

Heip, C. & P.M.J. Herman, (eds.) 1995. Majorbiological processes in European tidalestuaries. Developments in Hydrobiologiavol 110, (Hydrobiologia 311: 1-266)

Hellings, L., J. Piraux, L. Goeyens, F. Dehairs, K.Van den Driessche & E. Keppens, 1996.Onderzoek Milieu-Effecten Sigmaplan(OMES) Deelstudie 7: Water-schor interac-tie, DS 7.3 De biogeochemische cycli van

koolstof en stikstof: Interimrapport, VUB,Brussel.

Hoffmann, M. 1993. Vegetatiekundig-ecologischonderzoek van de buitendijkse gebiedenlangs de Zeeschelde met vegetatiekartering.Rapport Universiteit Gent, Gent.

Hoffmann, M., Vanhecke, L. & Zwaenepoel, A(1996). Bolboschoenus maritimus (L.) Pallaen Schoenoplectus (Reichenb) Palla in degetijdenzone van Zeeschelde, Rupel, Dijle enBeneden-Nete. Dumortiera 64-65: 2-8.

Hoffmann, M. & P. Meire, 1997. De oevers langsde Zeeschelde: inventarisatie van de huidigeoeverstructuren. Water 95: 131-137

Hoffmann, M., W. Graré & P. Meire, 1997. Deoevers langs de Zeeschelde: van uniformi-teit naar structuurdiversiteit. Water 95: 138-146

Holzapfel-Pschorn A., R. Conrad en W. Seiler,1986. Effects of vegetation on the emissionof methane from submerged paddy soil.Plant Soil 92: 223-233.

Iizumi, H., A. Hattori en C. P. McRoy, 1980. Nitrateand nitrite in interstitial waters of eelgrassbeds in relation to the rhizosphere. J.Exp.Mar. Biol. Ecol. 47: 191-201.

Kerstens, P., 1996. Sigmaplan voor de beveiligingvan het Zeescheldebekken tegen storm-vloeden op de Noordzee. Rapport Ministe-rie van de Vlaamse Gemeenschap, Dep. LIN,AWZ- Afdeling Zeeschelde, Antwerpen.

Maes, J., A. Taillieu, P. Van Damme & F. Ollevier,1996. Impact van watercaptatie via hetwaterpompstation van de Kerncentrale vanDoel op de biota van de Beneden-Zee-schelde. Studierapport KUL, Labo voor Eco-logie en Aquacultuur, Leuven.


Mayus, M. M., 1990. Sucreed, growth model ofreed. Department of theoretical production-ecology, Agricultural University Wageningen.

Meire, P., G. Rossaert, N. De Regge, T. Ysebaert& E. Kuijken, 1992. Het Schelde-estuarium:ecologische beschrijving en een visie op detoekomst. Rapport RUG-WWE no 28/IN nr.A 92.57, RUG en Instituut voor Natuurbe-houd.

Meire, P.M., M. Hoffmann, & E. Kuijken (red), 1995.Algemene Milieu Impactstudie Sigmaplan(AMIS): Beschrijving onderzoeksproject “On-derzoek Milieu-effecten Sigmaplan”, OMES.Rapport IN 95.

Meire, P., K. De Smet, L. Hemelaer, H. Quintens& V. Vanden Bil, 1996. Het ecologischimpulsgebied Schelde-Dender-Durme: Na-tuurbehoud en integraal waterbeheer in hetSchelde-estaurium. Pp. 88-95 in Referaten-boek 3de Internationaal Schelde-Symposium,WEL, Wijnegem.

Nagels, A., A. Schneiders, L. Weiss & C. Wils,1993a. Onderzoek naar de verspreiding ende typologie van ecologische waardevollewaterlopen in het Vlaams Gewest, Boven-Scheldebekken, Universitaire Instelling Ant-werpen.

Nagels, A., A. Schneiders, L. Weiss & C. Wils,1993b. Onderzoek naar de verspreiding ende typologie van ecologische waardevollewaterlopen in het Vlaams Gewest, Beneden-Scheldebekken, Universitaire Instelling Ant-werpen. 87 pp.

Penning de Vries, F. W. T. en H. H. van Laar, 1982.Simulation of crop growth and plantproduction. Simulation Monograph, Pudoc,Wageningen

Reddy, K. R., W. H. Patrick en C. W. Lindau, 1989.Nitrification-Denitrification at the Plant Root-Sediment Interface in Wetlands. Limnol.Oceanogr. 34: 1004-1013.

Schütz, H., P. Schröder en H. Rennenberg, 1991.Role of plants in regulating the methane fluxto the atmosphere, p. 29-63. In Trace GasEmissions by Plants, 1st ed., AcademicPress, Inc.

Soetaert, K., P. M. J. Herman, 1993. Model of theScheldt Estuary Ecosystem modeldevelopment under SENECA. Ecolmod re-port EM-3 / JEEP report.

Soetaert, K. & P.M.J. Herman, 1995a. Nitrogendynamics in the Westerschelde estuary (SWNetherlands) estimated by means of theecosystem model MOSES. Hydrobiologia311: 225-246.

Soetaert, K. & P.M.J. Herman, 1995b. Carbonflows in the Westerschelde estuary (TheNetherlands) evaluated by means of anecosystem model (MOSES). Hydrobiologia311: 247-266.

Soetaert, K., P. M. J. Herman en J. J. Middel-burg, 1996. A model of early diageneticprocesses from the shelf to abyssal depths.Geochim. Cosmochim. Acta. 60: 1019-1040.

Starink, M., J.F.W.A.v.d. Nat, P.M.J. Herman,J.B.M. Middelburg, K.E.R. Soetaert, M.A.Hemminga & T.E. Cappenberg, 1997.Interimrapport (II) Onderzoek Milieu)effectenSigmaplan (OMES). Rapport NIOO-CEMO.

Taverniers, E., 1996. Zeescheldebekken: de af-voer van de Schelde in 1995. Rapport AMS-96.02, Ministerie van de Vlaamse Gemeen-schap, AWZ-Afdeling Zeeschelde, Antwer-pen.

Van Damme, S., P. Meire, H. Maeckelberghe, M.Verdievel, L. Bourgoing, E. Taverniers, T.Ysebaert & G. Wattel, 1995. De water-kwaliteit van de Zeeschelde: evolutie in devoorbije dertig jaar. Water 14: 244-256.

Van Damme, S. & O. Van Cleemput, 1996. On-derzoek milieu-effecten Sigmaplan (OMES).Deelstudie 7: Water-schor interacties. DS7.4: Denitrificatie Interimverslag. UniversiteitGent, Gent.

Van Waeyenberge, J., 1994. Voorkomen en eco-logie van de broedvogels in de buitendijksegebieden langs de Zeeschelde. Scriptie lic.Wetenschappen, groep Biologie RUG.

Wartel, S. & F. Francken, 1996. Sedimenttransporten sedimentatieprocessen in de Scheldetussen Zandvliet en Gent. InterimrapportOMES, KBIN, Brussel.

Ysebaert, T. & P. Meire, 1997. Watervogels ne-men een hoge vlucht langs het Schelde-estuarium. Rapport IN 97.08, Brussel.


CURSUS

Aanvullende vorming voor Milieucoördinator - niveau A of B

Erkend door Vlaams Minister van Leefmilieu en Tewerkstelling Theo Kelchtermans

Volgens het decreet bedrijfsinterne Milieuzorg moet sinds 4 juli 1996 een Milieucoördinator worden aangesteldin inrichtingen die krachtens het VLAREM I in de eerste klasse zijn ingedeeld (behoudens enkele uitzonderingen).Vanaf 4 juli 1997 zijn nadere eisen van toepassing zijn o.a. met betrekking tot de opleiding en beroeps-ervaring.

Sinds vorig jaar organiseert het De Nayer instituut (Hogeschool voor Wetenschap en Kunst), de vzw VIK en de vzwWEL samen een postscolaire opleiding voor het behalen van een door de Vlaamse regering erkend getuigschrift“Milieucoördinator A of B”

Het aantal deelnemers wordt beperkt tot 40; de opleiding zal doorgaan op vrijdagnamiddag en -avond (voor A en B)en op zaterdagmorgen(enkel voor A). Ze start op 26 september 1997 en eindigt op 26 juni 1998 met de scriptie-verdediging.

Een informatiebrochure of meer inlichtingen kan U bekomen bij de:

vzw Water-Energik-vLario: Marktplein 16 tel: 03/353.72.53B- 2110 Wijnegem fax. 03/353.89.91

Documents

INTEGRATIE VAN ECOLOGIE EN WATER- BOUWKUNDE IN … · integratie van ecologie en water-bouwkunde in de zeeschelde: aanleiding tot en situering van het onderzoek milieu-effecten sigmaplan