2. Ecosystemen   (4/6)

Nutrienten

Zeewier

Stikstof (N) en fosfor (P) zijn elementen die onmisbaar zijn om organische moleculen te vormen. Deze elementen zijn komen voor in de nutriënten, zoals nitraat (NO₃^-), ammonium (NH₄⁺) en fosfaat (PO₄^3-). Nutriënten is de kustwateren komen meer voor dan in de open oceaan. Wel is het zo dat de groei van het fytoplankton zelf de concentratie van de nutriënten in het kustwater verminderd, waardoor de aanvoer van voedingstoffen en de groei verminderen.

TDe belangrijkste bron van stikstof en fosfaat in de Europese kustzeeën is de aanvoer door rivieren. Deze rivieren verzamelen deze elementen, meest afkomstig van menselijke activiteiten (riolen, kunstmest en dierlijke mest van de landbouw) en transporteren ze naar het water bij de kust. Gedurende de laatste 20 jaar is de aanvoer van fosfaat sterker afgenomen dan de aanvoer van stikstof.

De jaarlijkse variatie in de aanvoer van nutriënten zijn het gevolg van veranderingen in waterafvoer, die weer het gevold zijn van de neerslag (regen en sneeuw) op het land. Hierdoor veranderd ook jaarlijks de concentratie van de nutriënten in het kustwater en is gedurende de laatste 20 jaar ook de N/P verhouding groter geworden. Hierdoor zal de samenstelling van de algensoorten veranderen, en bepaalde soorten bevoordelen, mogelijk ook soorten die slecht zijn voor mosselen en mensen (toxische algen).

De hoeveelheid en de soorten algen in een rivier hangt af van de tijd die nodig is om het water naar zee te brengen. In rivieren die kort zijn of snel stromen zullen de algen weinig tijd hebben om te groeien. De concentraties blijven daarom laag en vooral micro-algen worden aangetroffen. Deze groeien sneller dan de grote algen die in meren worden aangetroffen. Dus rivieren zijn geen belangrijke bron van algen, maar wel een bron van sediment, dood organische materiaal, nutriënten en overige vervuilende stoffen zoals zware metalen en PCB's.

Nutriënten aanvoer van het land over meerdere jaren:

Vooral door het gebruik van mest bij de landbouw strek terug te dringen en het rioolwater steeds beter te zuiveren, is de vracht van N en P naar de kust afgenomen in de laatste decennia.

Nutriënten aanvoer van rivieren naar de Noordzee (P in blauw en N in rood).
Bron: PBL, Nederland.

Merk op dat in de jaren 1994 en 1995 het grote debiet van water van de Rijn en Maas heeft geleid tot een tijdelijke toename in de vracht van P en N. Gemiddeld is de vracht van P sterker afgenomen dan de vracht van N.

Primaire Productie

In de oceaan, net zoals op het land, wordt koolstofrijk planten materiaal gemaakt door de fotosynthese van zonnelicht, kooldioxide en nutriënten zoals stikstof, fosfaat en sporenelementen. Dit natuurlijke proces wordt primaire productie genoemd en vormt de basis van de mariene voedselketen. Bij het proces wordt ook zuurstof gevormd. Zonder primaire productie zou de wereld er heel anders (en een stuk minder aangenaam) uitzien.

Wetenschappers schatten de jaarlijkse globale primaire productie op basis van het chlorofyl pigment aan het oppervlak van al de oceanen. Chlorofyl absorbeert bepaalde golflengten in het licht beter dan bij andere golflengten. Uit de vermindering van de gereflecteerde straling van het zonnelicht naar de satelliet kan uit deze absorptie berekend worden hoeveel chlorofyl aanwezig is.
Bron: NASA

IJzer verrijking

In de laatste jaren is er veel nieuws geweest over de rol van IJzer als micronutrient voor de primaire productie in de oceaan. Groene algen hebben IJzer (Fe) nodig in verschillende belangrijke stappen, zoals het fixeren van stikstof en de afbraak van nitraat. Veel Fe in de oceanen is afkomstig van woestijnstof dat met de winden wordt meegevoerd.

In oceaan gebieden die ver verwijderd zijn van woestijnen of waar de winden geen woestijnstof naar toe voeren (bijvoorbeeld de Grote Oceaan (Pacific)) zal gebrek aan Fe de primaire productie sterk beperken. Het ijzergebrek van planten zorgt voor een zeer langzame groei en er blijven veel andere nutriënten over. Deze gebieden heten Hoog- Nutriënt, Laag- Chlorofyl (HNLC) gebieden. Er is door enkele wetenschappers gesuggereerd dat deze gebieden kunnen helpen de opwarming van de aarde te verminderen. Zij denken dat door ijzer toe te voegen als meststof, de primaire productie zal toenemen waardoor meer kooldioxide uit de atmosfeer wordt gehaald.

De lange termijn effecten van ijzerverrijking zijn onbekend.
Bron: CSA

Ondanks dat dit een goede mogelijkheid lijkt in theorie, zijn veel mensen kritisch over de praktische uitwerking. Om effect te hebben op het mondiale klimaat moet het project zeer groot zijn en zijn er mogelijk onbedoelde bijeffecten zoals massale algenbloei en zuurstofloosheid. Ook is kooldioxide niet het enige broeikasgas, de reductie van andere gassen moet ook worden aangepakt.