O2-niveaus dalen in binnenwateren door menselijke activiteiten

Vijvers, stromen, meren en reservoirs zijn niet alleen prachtige onderdelen van ons landschap, maar ook essentiële motoren voor het leven op aarde. Deze binnenwateren “ademen” zuurstof, net zoals wij dat doen. Een nieuw onderzoek, geleid door onderzoekers van de Universiteit Utrecht, toont aan dat we deze wateren in de afgelopen eeuw hebben verstikt, een tijdperk dat ook wel het Antropoceen wordt genoemd. Het onderzoek, dat vandaag is gepubliceerd in Science Advances, onthult dat de manier waarop zuurstof wordt geproduceerd en gebruikt in binnenwateren drastisch is veranderd sinds 1900. De schuldige? Menselijke activiteiten.

Zuurstof, de belangrijkste hulpbron voor leven op aarde, speelt een belangrijke rol in andere nutriëntencycli, zoals die van koolstof en stikstof. Zuurstofafname in water, ook wel hypoxie genoemd, veroorzaakt problemen die zich opstapelen in verschillende kust- en zoetwatersystemen. Het resultaat? Stervende vissen, verstoorde voedselwebben, slechte waterkwaliteit en meer, wat al invloed heeft op zoetwaterecosystemen over de hele wereld. Dit onderzoek laat zien dat het niet alleen een lokaal probleem is, maar een planetaire kwestie.

Achter de zuurstofafname: Versneld zuurstofcyclus
Een groep onderzoekers, onder leiding van de Utrechtse aardwetenschappers Junjie Wang en Jack Middelburg, heeft voor het eerst een wereldwijd model ontwikkeld dat de volledige zuurstofcyclus van binnenwateren over de hele wereld beschrijft. “Met dit model bieden we de meest complete mogelijke kennis van deze cyclus op grote schaal, zodat we zuurstofgerelateerde problemen kunnen voorspellen, de oorzaken kunnen begrijpen en hopelijk op tijd kunnen ingrijpen,” legt Middelburg uit.

Binnenwateren zijn drukker geworden als het gaat om zuurstof. Het team ontdekte dat de wereldwijde “zuurstofomzet” – dat wil zeggen, hoeveel zuurstof er wordt geproduceerd en geconsumeerd – is toegenomen. Maar hier is de wending: deze wateren consumeren meer zuurstof dan ze produceren, waardoor ze een groeiende put van atmosferische zuurstof worden.

“Meer landbouw, meer afvalwater, meer dammen en een warmer klimaat veranderen allemaal de werking van onze zoetwaterecosystemen,” zegt Wang. Met meer voedingsstoffen die in rivieren, meren en reservoirs stromen, groeien algen sneller, maar wanneer ze sterven en decomposeren, gebruiken ze enorme hoeveelheden zuurstof.

“We ontdekten dat de belangrijkste oorzaken liggen in deze directe menselijke activiteiten. Ten eerste blijkt dat de input van voedingsstoffen door bijvoorbeeld overbemesting een belangrijke motor van deze versnelling is. Ten tweede is de langere reistijd van zoetwater naar de zee door de aanleg van dammen en reservoirs net zo belangrijk,” zegt Middelburg.

Tegelijkertijd maken indirecte menselijke invloeden, zoals stijgende temperaturen, zuurstof minder oplosbaar in water, vertraagt transport verticaal door de waterkolom en versnellen processen die het nog sneller verbruiken. “Tot nu toe was er in de wetenschappelijke literatuur consensus dat de temperatuurstijging voornamelijk deze versnelling veroorzaakt. Maar ons model toont aan dat opwarming slechts ongeveer 10–20% bijdraagt aan dit fenomeen,” zegt Wang.

De Antropoceen-vingerafdruk
Deze studie heeft aangetoond dat de moderne zuurstofcyclus in binnenwateren er totaal anders uitziet dan in het begin van de 1900s. “Hoewel deze wateren slechts een klein deel van het aardoppervlak beslaan, verwijderen ze nu bijna 1 miljard ton zuurstof uit de atmosfeer per jaar – in totaal de helft van wat de gehele oceaan terug uitstoot,” zegt Middelburg.

“We kunnen binnenwateren niet langer negeren in de wereldwijde klimaat- en zuurstofbalansen,” voegt Wang toe. “Ze veranderen sneller dan we dachten, en ze zijn cruciale onderdelen van de puzzel van het aardse systeem.”