Living in the intertidal:Desiccation and shading reduce seagrass growth, but high salinity or population of origin have no additional effect

The limiting effects of stressors like desiccation, light and salinity on seagrass growth and distribution are well-studied. However, little is known about their interactive effects, and whether such effects might differ among populations that are adapted to different local conditions. In two laboratory experiments we tested (a) if growth and development of intertidal, temperate Zostera noltii is affected by emergence time (experiment 1 and 2), and (b) how this is affected by an additional, second stressor, namely shading (experiment 1) or high salinity (25, 30 and 35, experiment 2). In addition, we tested (c) whether the effects of emergence time and salinity varied between three different European seagrass populations (Saint-Jacut/France, Oosterschelde/The Netherlands, and Sylt/Germany), which are likely adapted to different salinity levels (experiment 2). In both experiments, emergence of 8 h per tidal cycle (of 12 h) had a negative effect on seagrass relative growth rate (RGR), and aboveground biomass. Emergence furthermore reduced either rhizome length (experiment 1) or belowground biomass (experiment 2). Shading (experiment 1) resulted in lower RGR and a two-fold higher aboveground/belowground ratio. We found no interactive effects of emergence and shading stress. Salinity (experiment 2) did not affect seagrass growth or morphology of any of the three populations. The three tested populations differed greatly in morphology but showed no differential response to emergence or salinity level (experiment 2). Our results indicate that emergence time and shading show an additive negative effect (no synergistic or antagonistic effect), making the plants still vulnerable to such combination, a combination that may occur as a consequence of self-shading during emergence or resulting from algal cover. Emergence time likely determines the upper limit of Z. noltii and such shading will likely lower the upper limit. Shading resulted in higher aboveground/belowground ratios as is a general response in seagrass. Z. noltii of different populations originating from salinity 30 and 35 seem tolerant to variations in salinity within the tested range. Our results indicate that the three tested populations show morphotypic rather than ecotypic variation, at least regarding the salinity and emergence, as there were no interactive effects with origin. For restoration, this implies that the salinity regime of the donor and receptor site of Z. noltii is of no concern within the salinity range 25-35

Metingen aan kokkelsterfte in de Oosterschelde in de zomer van 2019 en 2020

Ieder voorjaar inventariseert Wageningen Marine Research in opdracht van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit het kokkelbestand in de Waddenzee, Oosterschelde en Westerschelde. Op basis van de uitkomsten van de voorjaarssurvey wordt met behulp van groei- en sterftefactoren een schatting gemaakt van het kokkelbestand dat op 1 september aanwezig zal zijn (najaarsbestand). Op basis van dit najaarsbestand wordt door de vergunningverlener vastgesteld hoeveel kokkels opgevist mogen worden. In de berekening van het najaarsbestand wordt gewerkt met gemiddelde waarden voor groei en sterfte tijdens de zomermaanden. Aangenomen wordt dat in de periode van 1 mei tot 1 september 28% van de kokkels een natuurlijke dood sterft. In de zomer van 2018 en 2019 is echter grootschalige kokkelsterfte opgetreden in de Oosterschelde en Waddenzee. Vermoedelijk had dit te maken met het optreden van hoge temperaturen op de droogvallende platen waar kokkels zich ingraven en overtijen tijdens laagwater. In 2019 is dit project gestart met als doel het verbeteren van de schatting van het najaarsbestand op basis van de voorjaarsbemonstering. In 2020 is het doel aangepast naar het onderzoeken van zomersterfte onder kokkels in relatie tot de droogvalduur en gemeten temperaturen in het sediment. Om de relatie met temperatuur te kunnen onderzoeken, is het project gekoppeld aan een ander project (BO43 NAGW ZWD 2020, deelproject Hittestress) dat WMR uitvoert in opdracht van het Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit en waarbinnen onderzoek is gedaan aan het verloop van temperaturen in de bodem, in relatie tot droogvalduur, de luchttemperatuur, instraling door de zon en sedimenttype. In voorliggend rapport zijn de methoden die in 2019 en 2020 zijn toegepast voor het meten van sterfte in de Oosterschelde vastgelegd en de gemeten sterftecijfers gerapporteerd. Daarnaast is een literatuuronderzoek uitgevoerd naar wat bekend is over kokkelsterfte in relatie tot hoge temperaturen. In 2019 was de sterfte gemiddeld genomen voor de 1-jarige kokkels in de gehele Oosterschelde 5%, voor de 2-jarige 23% en voor de meerjarige 87%. In 2020 is kokkelsterfte over de zomer uitzonderlijk hoog gebleken. Met een sterfte van 95% onder de 1-jarige kokkels en 81% onder de 2-jarige kokkels, lag de sterfte onder 1- en 2-jarigen hoger dan voor meerjarige kokkels (sterfte van 68%) en hoger dan de gemiddelde zomersterfte in de Oosterschelde (28%, over een heel jaar is de gemiddelde sterfte ca. 60%). De locatie Roggenplaat vertoonde de laagste sterftecijfers, terwijl locaties Oesterdam en Dortsman beide hoge sterftecijfers vertoonden, ondanks hun geografisch contrasterende ligging, sedimentsamenstelling en daarmee samenhangende temperatuurverloop. Mogelijk heeft dit te maken met het aantal uur dat de temperatuur ’s nachts onder de 23°C kwam tijdens de hittegolf. Dit aantal uur ligt veel hoger op de Roggenplaat (202 uur) dan op de andere locaties (83 uur voor Dortsman en 134 uur voor Oesterdam). Met de huidige klimaatverandering zullen luchttemperaturen stijgen en worden extremere temperaturen en meer hittegolven verwacht. Als gevolg zal de watertemperatuur ook stijgen en mogelijk ook al eerder in de zomer zijn afkoelende werking verliezen. Daardoor zouden kokkels langer blootgesteld zijn aan voor hen suboptimale temperaturen, waarbij ze verminderd actief zijn en wat mogelijk hun fitness vermindert. Dit effect zal dan het grootst worden geacht in het oostelijke deel van de Oosterschelde, waar het water langer verblijft, eerder en hoger opwarmt en meer slibrijke sedimenten te vinden zijn. Met de huidige kennis is echter niet te voorspellen hoe de kokkelpopulatie in de Oosterschelde zal veranderen als gevolg van klimaatverandering

Toxic effects of increased sediment nutrient and organic matter loading on the seagrass zostera noltii

As a result of anthropogenic disturbances and natural stressors, seagrass beds are often patchy and heterogeneous. The effects of high loads of nutrients and organic matter in patch development and expansion in heterogeneous seagrass beds have, however, poorly been studied. We experimentally assessed the in situ effects of sediment quality on seagrass (Zostera noltii) patch dynamics by studying patch (0.35m diameter) development and expansion for 4 sediment treatments: control, nutrient addition (NPK), organic matter addition (OM) and a combination (NPK+OM). OM addition strongly increased porewater sulfide concentrations whereas NPK increased porewater ammonium, nitrate and phosphate concentrations. As high nitrate concentrations suppressed sulfide production in NPK+OM, this treatment was biogeochemically comparable to NPK. Sulfide and ammonium concentrations differed within treatments, but over a 77 days period, seagrass patch survival and expansion were impaired by all additions compared to the control treatment. Expansion decreased at porewater ammonium concentrations >2000μmolL-1. Mother patch biomass was not affected by high porewater ammonium concentrations as a result of its detoxification by higher seagrass densities. Sulfide concentrations >1000μmolL-1 were toxic to both patch expansion and mother patch. We conclude that patch survival and expansion are constrained at high loads of nutrients or organic matter as a result of porewater ammonium or sulfide toxicity.</p

Survival probabilities of thornback and spotted rays discarded by beam trawl and flyshoot fisheries

Elasmobranchs (i.e. sharks, skates and rays) play an important role as predators in marine ecosystems. In the last century the abundance of several skates and rays in the North Sea declined. Their specific life-history traits, i.e. being long-lived, showing slow growth, late sexual maturity and producing a small number of young per year, make them vulnerable to fishing, pollution and changes in essential habitats, especially spawning and nursery areas. Since 2010 a recovery in the abundances of some species is observed. Landings of skates and rays in European waters are generally managed by a group-TAC, meaning several species are managed under a single Total Allowable Catch (TAC). In the North Sea this group-TAC applies to thornback (Raja clavata), blonde (Raja brachyura), spotted (Raja montagui) and cuckoo ray (Leucoraja naevus). Landings of starry ray (Amblyraja radiata) and common skate (Dipturus sp.) are prohibited. In Dutch fisheries, skates and rays are mainly caught as by-catch in the mixed demersal fishery for flatfish, with landings dominated by thornback ray. For these species the rays below minimum landing size and catches that exceed the vessel’s weekly trip limits are discarded. Since 2019 this practise of discarding has been restricted for all quota regulated species, including rays, by the implementation of a landing obligation under the Common Fisheries Policy (European Union, 2013). The objective of the landing obligation is to create an incentive for fishers to avoid unwanted bycatches and thereby reduce discards rates. The European commission granted a temporary ‘high survival’ exemption for rays and indicated that for this exemption to be renewed or extended beyond 2023, knowledge gaps regarding discards survival probabilities of rays, as laid out in the “Roadmap skates and rays”, need to be filled. The current study therefore aims to contribute to this roadmap by filling main gaps in our knowledge on the survival probability of rays when discarded by the most important Dutch demersal fisheries. Beam trawl and flyshoot fisheries are quantitatively the main contributors to ray catches by Dutch demersal fisheries with thornback and spotted ray as main species. These two métiers and species were therefore selected for the discards survival experiments. We conducted five trips with a beam trawler during which 184 thornback and 140 spotted rays were sampled and four trips with a flyshooter during which 134 thornback and 28 spotted rays were sampled. Survival probabilities were measured by captive observation of these rays up to 25 days post-capture. Control rays were used to separate potential effects of the experimental procedures on mortality from fisheries-induced mortality. All fishery operations were conducted in the southern North Sea (ICES division 27.4.c) and in the English Channel (ICES division 27.7.d) according to the regular commercial practices of the fishing vessels. Trips were allocated to different quarters over the year to account for the effect of variable environmental and fishing conditions on discards survival. Operational and environmental conditions during sea trips were recorded. In this study we established the following discards survival probabilities (95% CI): • 45.5% (37.9-54.5) for spotted ray discarded by tickler chain beam trawl fisheries with 80 mm cod-end meshes; • 49.6% (42.9-57.4) for thornback ray discarded by tickler chain beam trawl fisheries with 80 mm cod-end meshes; • 77.6% (63.3-95.2) for spotted ray discarded by flyshoot fisheries with 80 mm cod-end meshes; • 81.0% (74.4-88.2) for thornback ray discarded by flyshoot fisheries with 80 mm cod-end meshes. The experimental procedures did not cause any mortality since all control rays survived the experiments. All mortality among sampled rays can thus be considered to be fisheries induced. Survival probability was higher for rays discarded by flyshoot fisheries compared to beam trawl fisheries. Survival probability of discarded rays decreased with increasing seawater temperature and some evidence for decreasing survival with increasing catch processing time was found. Species and body length did not affect survival probability. Survival probability was highest for rays that were landed on deck in good condition. To further increase survival probability it is recommended to keep catch processing time as short as possible and to focus on gear modifications that reduce stressors inflicted upon fish during the catch and hauling process to increase the proportion of rays that is landed on deck in good condition. In addition, we recommend to pursue reduction of fishing mortality among rays by reducing the amount of caught rays by improved selectivity of fishing gear and by actively avoiding fishing grounds where rays occur in high densities

T0-monitoring Natuurimpuls Oosterschelde

De Oosterschelde is één van de 21 nationale parken van Nederland en is omwille van zijn biologische rijkdom aangewezen als Natura 2000-gebied. Tevens is het een belangrijk leefgebied voor veel soorten kustbroedvogels, moerasbroedvogels en doortrekkende en overwinterende watervogels. Daarom vormt het ook onderdeel van het Europese netwerk van beschermde natuurgebieden. Hiermee heeft de Nederlandse overheid onder andere de verantwoordelijkheid om de natuurgebieden binnen de Oosterschelde te behouden, te herstellen en eventueel te vergroten. Bovendien gelden voor elk Natura-2000-gebied een aantal specifieke instandhoudingsdoelen die bijvoorbeeld aangeven welke leefgebieden en welke soorten (plant en dier) behouden of hersteld moeten worden. Het Beheerplan Deltawateren beschrijft vervolgens welke maatregelen nodig zijn om de overeenkomstige instandhoudingsdoelen te realiseren. De aanleg van de stormvloedkering in de Oosterschelde heeft onder andere in een kleiner getijverschil daarachter geresulteerd. Dit heeft tot de zogenaamde ‘zandhonger’ geleid, wat een afname van het oppervlakte van rust- en foerageergebied voor vogels en/of een verlaging van het voorland heeft veroorzaakt. Hiervoor zijn suppleties een van de mogelijke oplossingen. Door TenneT wordt een 380 kV-verbinding aangelegd tussen Borssele en Rilland. Omdat er een deel buitendijks wordt aangelegd in het Natura 2000-gebied in de Oosterschelde moet er worden gecompenseerd voor het verlies aan intergetijdenatuur. TenneT heeft middelen beschikbaar gesteld aan Natuurmonumenten om een natuurimpuls te geven aan de Oosterschelde voor de schade die deze kabel mogelijk berokkent aan de buitendijkse natuur. Natuurmonumenten wil, in samenwerking met Rijkswaterstaat, onderzoeken of er natuurwinst is te behalen in de Kom van de Oosterschelde door natuurherstelmaatregelen. Eén van de uitgangspunten hierbij was om te onderzoeken of gebruik kan worden gemaakt van het slibrijk sediment dat in oktober 2021 zou vrijkomen bij onderhoudsbaggerwerkzaamheden die zijn uitgevoerd aan de vaargeul in de Zandkreek. Dit opgebaggerde sediment wordt normaliter in diepe putten in de Oosterschelde gedumpt, maar zou mogelijk ook nuttig benut kunnen worden in het systeem, bijvoorbeeld ten behoeve van natuurbouw ter bestrijding van de negatieve effecten van de zandhonger in de Oosterschelde (‘werk met werk’). Dit onderzoek is mede mogelijk gemaakt door de Provincie Zeeland, op verzoek van Natuurmonumenten, vanwege de mogelijkheid om dit slib te gebruiken om platen op te hogen omwille van plaatbehoud voor foeragerende en rustende vogels en voor schorren en slikken. Dit is in het belang voor het behoud van Natura 2000-gebieden. Het doel van dit project is om antwoord te kunnen geven op de vraag of, middels een suppletie van slibrijkmateriaal op een locatie in de Rattekaai, het intergetijdengebied van het Verdronken land van Zuid-Beveland verbeterd kan worden. Daarnaast moet de monitoring en het onderzoek ook kennis ontwikkelen over het suppleren met slibrijkmateriaal. Hiervoor is het belangrijk om eerst de nul-situatie van het suppletiegebied goed in kaart te brengen. Vanwege logistieke problemen heeft het suppletieproject echter geen doorgang kunnen vinden. In overleg met Rijkswaterstaat en Provincie Zeeland is daarom afgesproken om de data verzameld voorafgaand aan de geplande suppletie te ontsluiten in een rapport en een advies te geven over het eventuele gebruik van deze data. Hoewel er waarschijnlijk geen vervolgmonitoring zal plaatsvinden op deze specifieke locatie kan de informatie mogelijk worden gebruikt voor toekomstige projecten, bijvoorbeeld in de nabijgelegen gebieden of met dezelfde type ingrepen welke onder vergelijkbare omstandigheden worden uitgevoerd. Ook kan de toepasbaarheid en effectiviteit van dit soort maatregelen worden onderzocht. In dit rapport worden deze T0-resultaten op een rij gezet op basis van twee meetcampagnes (najaar 2020 en 2021). Deze studie is uitgevoerd door Wageningen Marine Research in samenwerking met NIOZ en Deltares. De rapportage is mede tot stand gekomen dankzij input van verschillende experts van de betrokken kennisinstellingen. Van de twee T0-metingen (najaar 2020 en 2021) zijn de verschillen tussen de jaren groter dan de verschillen tussen suppletie- en referentiegebieden. Het aantal soorten is vergelijkbaar, maar de soortenrijkdom is iets minder in 2021 terwijl de dichtheid en biomassa zijn toegenomen. Verder zijn er geen duidelijke verschillen tussen de suppletie- en referentiegebieden waarneembaar wat betreft de abiotische bodemeigenschappen. Dat onderschrijft nogmaals dat de twee gekozen gebieden uitstekend dienst zouden doen als vergelijking. Het is moeilijk vast te stellen in hoeverre de verschillen in de bodemdierengemeenschap en een aantal abiotische bodemeigenschappen te wijten zijn aan natuurlijke (ruimtelijk of tijdelijk) variabiliteit, of het van jaar tot jaar zo zou variëren en met welke parameters dit het meest gecorreleerd is. De metingen van de dynamiek van golven en vooral de sedimentdynamiek geven aan dat dit gebied laagdynamisch is. Vanwege deze lage dynamiek kan worden verwacht dat een slibsuppletie lang op de gewenste plek zou kunnen blijven liggen. Daardoor zouden de natuurwaarden mogelijk over langere tijd profiteren van een dergelijke ingreep. Maar voorzichtigheid is geboden omdat morfologische veranderingen mogelijk gedreven worden door stormen die niet-frequent voorkomen. In tegenstelling tot eerdere suppleties in de Oosterschelde (Galgenplaat, Schelphoek, Roggenplaat en Oesterdam) was het plan bij Rattekaai om een suppletie uit te voeren met slibrijk materiaal. Uit eerdere (zand)suppleties is gebleken dat het herstel van de bodemdierengemeenschap (benthos) enkele jaren duurt. Een suppletie met slibrijk materiaal kan mogelijk tot andere ontwikkelingen leiden, wat de bodemdierengemeenschap en andere abiotische omstandigheden betreft. De aanpak van de monitoring binnen dit project is vergelijkbaar aan de monitoring bij andere suppleties (Roggenplaat en Oesterdam) waardoor de resultaten goed met elkaar kunnen worden vergeleken en mogelijk van nut zijn bij toekomstige suppleties, zoals de Galgenplaat

Seagrasses are negatively affected by organic matter loading and arenicola marina activity in a laboratory experiment

Contains fulltext : 128110_pub.pdf (publisher's version ) (Closed access) Contains fulltext : 128110pos.pdf (postprint version ) (Open Access