Engelstalige titel: Silica retention in the Scheldt continuum and its impact on coastal eutrophication
Identifier financieringsorganisatie: EV/17 (Other contract id)
Acroniem: SISCO
Periode: Februari 2002 tot April 2006
Status: Afgelopen
Thesaurustermen Eutrofiëring; Fytoplankton; Pigmenten
|
|
| Instituten (4) |
Top |
- Universiteit Gent; Faculteit Wetenschappen; Vakgroep Biologie; Laboratorium voor Protistologie en Aquatische Ecologie (PAE), meer
- Université Libre de Bruxelles; Faculté des Sciences; Département des Sciences de la Terre et de l'Environnement; Unité Modélisation Biogéochimique Système Terre; Laboratory of Chemical Oceanography and Water Geochemistry (LoCGE), meer
- Universiteit Utrecht; Departement Geochemie; BioGeochemical Systems Dynamics, meer
- Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO), meer, financier
|
| Abstract |
Context
Door antropogene activiteiten is de aanvoer van N (stikstof) en P (fosofor) in kustzones sterk toegenomen. De voornaamste bron van Si (silicium), daarentegen, is de verwering van silicaatgesteenten. In tegenstelling tot N en P is de toevoer van opgelost Si in aquatische systemen nauwelijks gewijzigd. De overmatige aanvoer van N en P ten opzichte van Si heeft geleid tot sterke wijzigingen in de fytoplanktongemeenschap en een verstoring van het ecosysteem in de kustzone.
De overgang rivier-estuarium-kust vormt een selectieve en efficiënte filter voor nutriënten. De retentie van Si door dit continuüm is echter slecht gekend. Dit komt doordat er nauwelijks informatie is omtrent de processen die centraal staan in de biogeochemische cyclus van Si.
De processen die de Si fluxen regelen in rivieren verdienen een betere kwantificering teneinde beter de impact op de primaire productie en verder op de wijziging in het mariene voedselweb te kunnen evalueren.
Beschrijving van het project
Doelstellingen
De voornaamste doelstelling van dit project is het onderzoeken van de biogeochemische cyclus van Si in het continuüm rivier-estuarium-kustzone van de Schelde en de invloed van menselijke activiteiten op deze cyclus. We willen in de eerste plaats de voornaamste bronnen en verliesposten van Si in het continuüm identificeren en de voornaamste biogeochemische processen kwantificeren die het gedrag van Si in de waterkolom en de sedimenten bepalen. De resultaten van dit onderzoek zullen gebruikt worden de flux van Si door het Schelde continuüm naar de Noordzee in te schatten.
Meer info: http://www.ulb.ac.be/sciences/dste/ocean/SISCO/frame.html
Methodologie
Om deze doelstellingen te bereiken zullen we 1) historische data analyseren, 2) monitoring studies en laboratorium experimenten uitvoeren en 3) een model ontwikkelen.
Ten eerste zullen we een Si databank uitbouwen die moet toelaten de historische evolutie van de Si concentraties in het Schelde continuüm te reconstrueren. Tijdens de eerste twee jaar van het project zullen een aantal belangrijke chemische en biologische parameters in de waterkolom van het continuüm opgevolgd worden. In de sedimenten zullen poriewater profielen van opgelost en biogeen Si geanalyseerd worden om de diagenese van Si in het sediment te onderzoeken.
Naast deze monitoring studies zullen de productie, regeneratie en retentie van biogeen Si bestudeerd worden aan de hand van natuurlijke monsters en culturen van diatomeeën. Incorporatie van 14C en 32Si zal gebruikt worden om de productie van diatomeeën te onderscheiden van de totale primaire productie. De oplosbaarheid van biogeen Si zal onder verschillende omstandigheden worden gekwantificeerd. Natuurlijk sediment zal onder gecontroleerde omstandigheden geïncubeerd worden om de flux van Si tussen sediment en waterkolom te kunnen inschatten.
Tenslotte zullen we een Si-module toevoegen aan een bestaand gekoppeld hydrodynamisch-biogeochemisch model (CONTRASTE) dat werd ontwikkeld om lange-termijn fluxen van elementen in estuaria te kwantificeren. Het verbeterde model zal ons toelaten antropogene wijzigingen in de Si-flux door het Schelde continuüm naar de Noordzee te onderzoeken en de invloed ervan op eutrofiëring en wijzigingen in het mariene voedselweb in de Zuidelijke Bocht van de Noordzee na te gaan.
Interactie tussen de verschillende partners
De coördinator van dit project, het Laboratorium voor Chemische Oceanografie en Aquatische Geochimie aan de Université Libre de Bruxelles (ULB-LOCGE), zal zich richten op de processen die betrokken zijn bij de productie, regeneratie en retentie van biogeen Si in de waterkolom en de sedimenten.
Het Laboratorium voor Protistologie en Aquatische Ecologie van de Universiteit Gent (RUG-PAE) is verantwoordelijk voor het onderzoek naar diatomeeën en hun invloed op de Si cyclus evenals de rol van microbiële processen in de regeneratie van biogeen Si.
De Afdeling Geochimie van de Universiteit Utrecht (UU-GEO) is een Europese partner in het project. Zij staan in voor het modelleren van de Si cyclus in het Schelde continuüm.
Band met internationale programma’s
Via buitenlandse leden van het gebruikerscomité zullen we betrokken zijn bij internationale programma’s:
- Prof. Humborg coördineert het EG project "SIBER" over de biogeochemische Si cyclus in de Baltische Zee. Hij is eveneens betrokken bij SCOR en IGBP-LOICZ, die recent het belang van Si in kustecosystemen benadrukten;
- Dr. Conley, ook een partner van SIBER, heeft uitgebreide expertise in de biogeochemie van Si en eutrofiëring van kustgebieden. Hij neemt deel aan het EG ‘research training network’ "Si-WEBS’ waarin het huidige project geïntegreerd zal worden;
- Dr. Garnier was actief betrokken bij het Franse "PIREN" programma omtrent de biogeochemie van nutriënten in het Seine-bekken en zal expertise leveren omtrent diatomeeën en de dynamiek van Si;
- Dr. Middelburg zal met ons samenwerken in het kader van een Nederlands-Vlaams project waarin de C en N cyclus in het Schelde estuarium bestudeerd wordt.
Verwachte resultaten
- Een database met historische en actuele gegevens over opgelost Si, andere nutriënten en hieraan gerelateerde parameters;
- Een diepgaande kennis van de biogeochemie van Si in het Schelde continuüm;
- Parameters van processen betrokken bij de productie, regeneratie en retentie van Si in het Schelde continuüm;
- Een diagenetisch model voor de kwantificatie van de recyclage-efficiëntie en de retentie van Si in verschillende estuariene sedimenten;
- Een verbeterd transport-reactie model waaraan een Si-module is toegevoegd; dit model moet toelaten de Si flux door het Schelde continuüm te voorspellen.
Partners
Activiteiten
ULB-LOCGE, onder leiding van Prof. L. Chou, bestudeert de biogeochemische processen die de cyclus van koolstof en hiermee geassocieerde elementen beïnvloedt. De expertise van deze onderzoeksgroep omvat kinetische studies van verwering van mineralen en het op punt stellen van technieken op het gebied van aquatische en sedimentologische geochemie.
RUG-PAE, onder leiding van Prof. W. Vyverman, bestudeert de diversiteit van protisten en hun rol in het functioneren van aquatische ecosystemen. De expertise van deze onderzoeksgroep omvat een cultuurcollectie van diatomeeën en technieken om natuurlijke gemeenschappen van protisten en bacteriën te bestuderen.
UU-GEO, onder leiding van Prof. P. Van Cappellen, bestudeert de biogeochemische complexiteit van het aardoppervlak door een combinatie van veldstudies, laboratoriumexperimenten en mathematische modellen. De partner in het huidige project, Prof. P. Regnier, coördineert de modelleringsgroep en ontwikkelde het transport-reactie model CONTRASTE. |
|
