Het Balanceren van Voedingsstoffen en de Gezondheid van de Visserij in het Eriekmeer

Geelbaars en het Evenwicht van Voedingsstoffen in Het Erie Meer

Er is een beroemd advies uit de hockey, toegeschreven aan Wayne Gretzky, dat stelt dat het beter is om naar de plek te schaatsen waar de puck naartoe gaat in plaats van waar hij zich bevindt. Onderzoek toont nu aan dat de regelgeving die is ontworpen om de waterkwaliteit van het Erie Meer te beschermen, de woorden van de Grote Eén volgt als het gaat om het veiligstellen van de visbestanden in dit Grote Meer. Dit onderzoek is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.

Specifiek kunnen de momenteel aanbevolen limieten voor de instroom van voedingsstoffen uit de landbouw in het Erie Meer te restrictief zijn voor sommige vissoorten. Ze zijn echter geschikt om gezonde visbestanden te behouden tot het midden van deze eeuw te midden van een opwarmend klimaat, volgens een nieuwe studie geleid door de Universiteit van Michigan.

“Het is goed om nu de juiste doelen voor de toekomst te stellen,” zei Don Scavia, emeritus professor aan de School for Environment and Sustainability van U-M. “Hoewel de voorgestelde limieten op dit moment te veel zijn, denk ik niet dat ze versoepeld moeten worden, omdat het een decennium of langer kan duren voordat veranderingen merkbaar zijn.”

Dit is slechts één van de inzichten uit de studie die door Scavia is geleid, met samenwerkingen uit de Verenigde Staten en Azië. Het team koppelde vooruitziende klimaatsprojecties en bijna een eeuw aan visserijdatasets aan een wiskundig model van de voedingsstoffenlast en een indicator voor waterkwaliteit – namelijk de hoeveelheid zuurstof in de diepten van het meer.

Met al deze factoren in overweging toonden de onderzoekers aan dat de relaties niet zo eenvoudig zijn als de casual waarnemer zou verwachten. Het terugdringen van voedingsstoffen verbetert weliswaar de waterkwaliteit, maar dat komt niet noodzakelijkerwijs alle vissen ten goede.

“Er zijn afwegingen,” zei Scavia.

En, in de toekomst zullen oplopende temperaturen – in plaats van de voedingsstoffenlast – de belangrijkste invloed worden op de zuurstofniveaus in het Erie Meer en soortgelijke ecosystemen wereldwijd. Dit betekent dat er geen simpele oplossing is voor het beheer van deze ecosystemen. De oplossingen die vandaag worden uitgerold, moeten continu worden geëvalueerd en herzien in de toekomst. In de wereld van landbeheer wordt dit een “wicked problem” genoemd.

Gelukkig biedt de studie van het team belangrijke inzichten over hoe dit aan te pakken.

De Complexiteit van Voedingsstoffen

De voedingsstoffen in meststoffen die boeren gebruiken om planten te voeden, voeden ook aquatische micro-organismen zoals algen en cyanobacteriën. Voedingsrijk afstromend water uit velden draagt bij aan de beruchte algengroei in het Erie Meer, evenals bijvoorbeeld in de noordelijke Golf van Mexico en de Chesapeake Bay.

Wanneer de algen en cyanobacteriën in die bloei sterven, zinken ze naar de bodem van het water en vergaan, waarbij ze genoeg zuurstof verbruiken om het water hypoxisch te maken. Zelfs onderwater is zuurstof essentieel voor leven, en hypoxische bodembereiken worden vaak “dode zones” genoemd.

Hypoxie is slecht nieuws voor de meerwitvis die de koude bodembwateren van het Erie Meer verkiest, aldus Stuart Ludsin, professor aan het Aquatic Ecology Laboratory van Ohio State University.

Maar terwijl de cyanobacteriën in algengroei gedijen in vruchtbare, voedingsrijke wateren, doen ook de plankton dat de grotere vissen in het meer voeden. En niet al deze vissen leven op die diepten waar hypoxie een probleem is. Geelbaars profiteert bijvoorbeeld daadwerkelijk van water dat rijker is aan voedingsstoffen, aldus Ludsin.

Op dit moment is het niveau van voedingsstoffen voordelig voor geelbaars en snoek, maar beperkt het bodembiotopen voor witvis. Het vinden van de juiste balans tussen visserij- en waterkwaliteitsoverwegingen is een delicate en voortdurend verschuivende doelstelling, zei Ludsin, gecompliceerd door het feit dat de microben in het meer sneller prolifereren bij hogere temperaturen.

Het Belang van Gegevens en Samenwerking

“Ik wil niet dat mijn onderzoek wordt gebruikt om te zeggen dat we moeten vervuilen om de visserij hoogproductief te houden,” zei Ludsin. “Als er geen inspanning wordt geleverd om deze hypoxie en waterkwaliteitsproblemen aan te pakken, zal het meer, met de voortzetting van de klimaatverandering, niet in staat zijn om vitale vissen te ondersteunen.”

De echte boodschap, zei hij, is genuanceerder. “We moeten proberen het juiste niveau van voedingsstoffen te vinden dat onze waterkwaliteitsdoelen ondersteunt terwijl het ook de visbestanden van het meer ondersteunt,” aldus Ludsin.

Wat “juist” is, zou moeten worden bepaald door de beheerders en belanghebbenden van een watersysteem die samenkomen, zei Anna Michalak, oprichter en directeur van Carnegie Science’s Climate and Resilience Hub.

Door gegevens en modellen zoals het model van het team in deze discussies te brengen, kunnen alle partijen begrijpen hoe de beste keuzes voor bijvoorbeeld waterkwaliteit ook kosten met zich mee kunnen brengen voor de visserij, en vice versa.

“De belangrijkste les is het belang van een systeemgerichte benadering van deze beheerskwesties. Wat ik daarmee bedoel, is dat er altijd afwegingen zullen zijn, afhankelijk van wat uw specifieke doelstellingen zijn,” zei Michalak, die al meer dan een decennium samenwerkt met Scavia aan het bestuderen van het Erie Meer en andere aquatische ecosystemen.

“We kunnen niet blijven proberen om snel oplossingen te vinden voor milieuproblemen. Alleen door er holistisch over na te denken, kunnen we oplossingen vinden die werken.”

Hoewel de gegevens en beslissingen verschillend zullen zijn voor verschillende ecosystemen, is deze benadering generaliseerbaar, aldus het team.

“Ik denk dat deze studie een sjabloon en kennis biedt die kan worden toegepast op andere systemen,” zei Dan Obenour, universitair hoofddocent milieutechniek aan de North Carolina State University. Obenour behaalde zijn doctoraat aan de Universiteit van Michigan onder begeleiding van Scavia en Michalak.

De studie benadrukte ook dat het klimaat-hypoxiemodel van het team robuust en betrouwbaar is over lange tijdsperioden. Gecombineerd met het feit dat het is ontworpen om “vervelend eenvoudig” te zijn, zei Michalak, is het model uitgerust om een waardevol hulpmiddel te zijn voor het informeren van best practices in de toekomst.

“Dit is een wicked problem,” zei Obenour. “Het is uitdagend om te bepalen wat de beste beheersoplossing is en, zelfs als je consensus bereikt, zal dit in de toekomst veranderen. We moeten alert blijven.”

Ook onderzoekers van de Universiteit van Heidelberg in Ohio, de Shanghai Jiao Tong Universiteit en de Chinese Academie van Wetenschappen hebben aan het project bijgedragen.