Prioriteren van conservatie- en restoratiedoelen voor zoetwaterdiversiteit in Vlaanderen

De biodiversiteit in rivieren gaat snel achteruit ten gevolge van een complexe interactie tussen antropogene veranderingen. Zoetwatersoorten zijn onderhevig aan fysico-chemische vervuiling afkomstig van verschillende bronnen (bv. landbouw, industrie en huishoudens), hydromorfologische veranderingen (bv. constructie van dammen, rivierkalibratie) en de introductie van invasieve soorten (bv. blauwbandgrondel en Chinese wolhandkrab). Beschermings- en herstelmaatregelen zijn over het algemeen gericht op de bescherming van zoetwaterhabitats en -soorten, en de beoordeling van de ecologische kwaliteit van rivieren is gebaseerd op het aantal soorten en de abundantie van specifieke taxa. Andere elementen, zoals genetische diversiteit binnen soorten of de samenstelling van parasietengemeenschappen, geven echter belangrijke informatie over ecologische patronen en kwaliteit, maar worden vaak over het hoofd gezien bij de conservatie van rivierecosystemen (Hoofdstuk 1).

In dit doctoraatsonderzoek heb ik me gericht op het verklaren van omgevings- en ruimtelijke patronen van visgemeenschappen, visparasietgemeenschappen en genetische structuur, met een focus op de respons op milieuvervuiling en habitatdegradatie. Parasietgemeenschappen en genetische patronen werden bestudeerd in drie vissoorten (driedoornige stekelbaars, bermpje, blauwbandgrondel) in Vlaanderen (België). Deze soorten verschillen sterk met betrekking tot hun ecologie, tolerantie ten opzichte van vervuiling, levensgeschiedeniskenmerken, dispersiecapaciteit, en invasiegeschiedenis.

In Hoofdstuk 2, werd het effect van vervuiling op visgemeenschappen in Vlaanderen bestudeerd, aan de hand van een visgmeenschapsmodel. De fysico-chemische, hydromorfologische en ecologische kwaliteit van zoetwatersystemen in Vlaanderen en vele andere lidstaten van de Europese Unie blijft ontoereikend. Vooral de ecologische kwaliteit op basis van de structuur van visgemeenschappen (bv. de Visindex in Vlaanderen) blijft achter en slechts 1% van de waterlichamen in Vlaanderen bereikte in 2015 een goede kwaliteit. Daarom is het belangrijk om succesvolle restoratiemaatregelen te identificeren. In dit hoofdstuk heb ik me gericht op het bestuderen van de respons van visgemeenschappen op milieubeleidsdoelstellingen op basis van de Vlaamse implementatie van de Kaderrichtlijn Water. Reacties op zowel fysico-chemische (zuurstof, geleidbaarheid, chemisch zuurstofverbruik en stikstof) als hydromorfologische (rivierbedding, profiel, stroming, longitudinale en laterale continuïteit) doelen werden gemodelleerd met behulp van een joint species distribution model. In het algemeen reageerde soortenrijkdom het sterkst op een afname van geleidbaarheid en stikstof, en een toename van de rivierbodemkwaliteit. De reacties op de huidige kwaliteitsnormen waren echter zwak.

Analyse van parasietengemeenschappen is ook een belangrijk aspect van de beoordeling van de milieutoestand van rivieren, deels omdat parasieten een directe indicatie geven van de biodiversiteit en deels omdat parasietengemeenschappen kunnen worden gebruikt als indicatoren voor milieukwaliteit. Desalniettemin moeten processen en factoren die parasitaire infectie bij zoetwatervissen beïnvloeden en het verband met vervuiling nog worden uitgeklaard. Om deze factoren beter te begrijpen, heb ik de parasietgemeenschappen van driedoornige stekelbaars, bermpje en blauwbandgrondel bestudeerd in verschillende populaties uit het Demerbekken. Ectoparasieten van de driedoornige stekelbaars reageerden sterk op een toename van nutriënten (Hoofdstuk 3), terwijl de endoparasitaire soorten, afhankelijk van trofische opname voor transmissie, niet leken te worden beïnvloed door vervuiling. Bovendien had vervuiling geen invloed op de gezondheid (gemeten als de relatie tussen gewicht en lengte) van de driedoornige stekelbaars, wat suggereert dat andere processen de waargenomen toename van ectoparasieten beïnvloeden. In Hoofdstuk 4 heb ik de omgevings- en ruimtelijke variatie in parasietgemeenschappen van driedoornige stekelbaars, bermpje en blauwbandgrondel onderzocht. De invasieve blauwbandgrondel herbergde duidelijk minder parasieten, een patroon dat vaak wordt waargenomen bij exotische soorten, terwijl parasietengemeenschappen in driedoornige stekelbaars en bermpje sterker werden beïnvloed door (zowel fysico-chemische als gastheer-gerelateerde) omgevings- en ruimtelijke heterogeniteit.

Het belang van genetische diversiteit voor het voortbestaan van soorten is algemeen erkend, maar is niet vaak opgenomen in de beschermingsplanning van riviersoorten. De analyse van genetische diversiteit in de drie vissoorten bracht verschillende patronen van populatiestructuur aan het licht (Hoofdstuk 5). We observeerden een sterke populatie-genetische structuur in driedoornige stekelbaars, vergezeld van lage niveaus van genetische diversiteit. De populatiestructuur was minder uitgesproken in bermpje en de diversiteit was hoger in vergelijking met de driedoornige stekelbaars. Populaties van blauwbandgrondel waren echter minder gedifferentieerd in vergelijking met de inheemse soorten. De populatiestructuur werd sterk bepaald door afstanden en de aanwezigheid van barrières, terwijl andere omgevings- en ruimtelijke factoren waarschijnlijk verantwoordelijk zijn voor de waargenomen populatiestructuur bij beide inheemse soorten.

Bij het vergelijken van patronen van genetische en soortendiversiteit (d.w.z. soort-genetische diversiteitscorrelaties, SGDC's), zien we dat α-soorten en genetische diversiteit niet overlappen in Vlaamse riviersystemen (Hoofdstuk 6). De afstand tussen soortengemeenschappen (β-diversiteit), aan de andere kant, correleerde sterk met populatiedifferentiatie in de blauwbandgrondel, en in mindere mate in bermpje. Dit komt waarschijnlijk door de reactie van zowel soorten als genetische samenstelling op de aanwezigheid van migratiebarrières en andere ruimtelijke processen.

Algemene resultaten geven aan dat het prioriteren van locaties en gebieden voor instandhouding en herstel een uitdaging zal zijn, aangezien de niveaus van soorten, genetische en parasietendiversiteit niet lijken te overlappen. Hoewel enkele algemene patronen konden worden geïdentificeerd, is het duidelijk dat een samenspel van complexe processen verschillende aspecten van rivierdiversiteit en ecosystemen op een andere manier vormgeeft.