Onderzoeksproject SD/AR/02A (Onderzoeksactie SD)
Context
De grote Oost-Afrikaanse riftmeren hebben de voorbije decennia drastische veranderingen ondergaan. Ze vertonen doorgaans een relatief hoge productiveit in vergelijking met grote meren in gematigde streken, en hebben een belangrijk rol voor de visserij gezien ze de lokale bevolking van een relatief goedkope bron van proteïnen voorzien. Anthropogene verstoringen zoals klimaatsveranderingen kunnen echter een belangrijke impact op de productiviteit van deze systemen uitoefenen, zoals reeds werd gesuggereerd voor het Tanganyika meer. Vermoedelijk heeft een reductie in primaire productiviteit ook gevolgen voor secundaire producenten en de visserij, maar voor men de mate van veranderingen in primaire productie en de invloed ervan op het hele ecosysteem kan voorspellen, is een beter begrip van het functioneren van het ecosysteem en de voedselketen essentieel.
Projectbeschrijving
Het Kivumeer, ten noorden van het Tanganyika meer, heeft recente veranderingen ondergaan door het introduceren van nieuwe soorten en mogelijk door klimaatsveranderingen, wat een impact heeft op zowel de biodiversiteit, productiviteit als de hulpbronnen die het meer aanlevert. De voorziene methaanextractie op industriële schaal bedreigt eveneens de duurzame ontwikkeling van de natuurlijke hulpbronnen. Het Kivumeer kan een geschikt model vormen om de respons van grote tropische meren op anthropogene veranderingen te bestuderen: ondanks de specifieke fysische en geochemische context van het Kivumeer, zijn de limnologische en ecologische processen in de waterkolom onderhevig aan dezelfde drijvende factoren als andere grote meren in de regio, zoals aangetoond in diverse recente studies. Bovendien vergemakkelijkt de relatief eenvoudige voedselketen ons begrip van het functioneren van dit ecosysteem en de anthropogene veranderingen ervan. Een aantal recente verschuivingen werden duidelijk weerspiegeld door analyse van sedimentarchieven, maar de aard en onderliggende factoren dienen beter te worden gedocumenteerd. Dit laatste wordt mogelijk door het toepassen van een brede waaier aan proxies, de ontwikkeling van nieuwe proxies en door een beter begrip van de huidige ecologische processen in het mixolimnion.
Objectieven
De algemene doelstelling van EAGLES is het begrijpen en monitoren hoe één van de grote Afrikaanse meren, Kivu, reageert op door de mens geïnduceerde veranderingen, om zo de effecten van de huidige en toekomstige exploitatie van de natuurlijke hulpbronnen onder verschillende scenario’s te kunnen voorspellen.
Methodologie
In dit project zullen we in een eerste fase gebruik maken van de uitgebreide datasets die in de periode 2002-2009 werden vergaard. Deze datasets omvatten onder meer gegevens rond limnologie, plankton (diversiteit, biomassa, en productiviteit van phyto- en zooplankton), abundantie van vissen en meteorologische data. Deze gegevens zullen aangevuld worden met sedimentarchieven (biogeochemische en biologische proxies) en door remote sensing van phytoplankton biomassa en hydrologische kenmerken van het oppervlaktewater, om de ruimtelijke en temporele variabiliteit in rekening te brengen.
Nieuwe in situ studies zullen worden uitgevoerd om de databank uit te breiden en het begrijpen van de huidige biodiversiteit en ecosysteemfuncties te verbeteren. Laboratoriumstudies zijn voorzien om de ecophysiologische vereisten van kenmerkende diatomeeën geïsoleerd uit het Kivumeer te karakteriseren, en om Si isotopenfractionatie door verschillende soorten diatomeeën te kwantificeren.
Een finale fase wordt toegewijd aan het verwerken van data en modellering (WP4), wat moet leiden tot:
• Het koppelen van atmosferische forcings en de fysische structuur van het meer: de relatie tussen atmosferische condities en temperatuur en de structuur van de waterkolom (stratificatie), om de variabiliteit van seizoenale mixing te begrijpen/simuleren en langere-termijnsveranderingen te kunnen voorspellen.
• Het koppelen van fysische processen en biologische en ecologische processen : beschikbaarheid van nutriënten, diversiteit en biomassa van plankton, het lot van primaire productie in de planktonische voedselketen, visbestanden en visopbrengst.
• Het voorspellen van toekomstige veranderingen in ecosysteemprocessen en hulpbronnen, als gevolg van visserijbeheer, exploitatie van methaan uit diepere waterlagen, en klimaatsveranderingen (koppelen van globaal klimaat met regionaal klimaat).
Tot slot zullen we onderzoeken hoe de methodologie ontwikkeld en toegepast in dit project kunnen worden aangewend op andere grote Afrikaanse meren, in het bijzonder het Tanganyika meer.
Interactie tussen verschillende partners
- Compilatie en exploitatie van de bestaande datasets rond het Kivumeer (P1, P2, P4, P5 and P8)
- Aanleveren van nieuwe data, inclusief: het uitbreiden van de limnologische en plankton-gerelateerde dataseries (P1, SC1 and SC2), high frequency measurements on moorings (SC2, P4), remote sensing (P1, P6), surveys van de visbestanden (SC1, SC2, P8), koolstofdynamiek in de planktonische voedselketen (P1, P3, P4), paleolimnologische records (P1, P2, P3, P5).
- Methodologische verbeteringen van belangrijke proxies van waterkolom productiviteit aan de hand van laboratorium experimenten (P2, P5)
- Analyse van de response van het ecosysteem gedurende de periode 2002-2013, gebaseerd op data analyse (alle partners) en modellering (P7, P4)
- Predictie van toekomstige veranderingen aan de hand van numerische modellering (P7, P4).
Link met Internationale Programma’s
EAGLES wil een bijdrage leveren aan het EAGLO netwerk (the East African Great Lakes Observatory), dat ondersteund wordt door het ESPA (http://www.nerc.ac.uk/research/programmes/espa/)
Verwachte resultaten en/of producten
- Historische databanken (gegenereerd door een aantal van de partners binnen het consortium, aangevuld met literatuur data) over de chemie en biologie van de waterkolom en sedimenten.
- Nieuwe datasets en databanken omtrent de chemie en biologie van de waterkolom en sedimenten, inclusief paleo-reconstructies.
- Tijdsreeksen (oppervlakte-temperatuur, Chl a en K490) gereconstrueerd aan de hand van remote sensing
- Statistische gegevens omtrent de visbestanden en visserij (2011 tot 2013)
- Een gekoppeld hydrodynamisch-ecosysteemmodel voor Kivu, dat het huidige functioneren en toekomstige impact (klimaat, CH4 extractie) beschrijft.
- Advies voor duurzaam beheer van de visserij en CH4 extractie in L. Kivu.
- Web-site (http://www.eagles-kivu.be/)
Partners
Activiteiten
P1/C: LFE, een onderzoeksgroep binnen de Research Unit in Environmental and Evolutionary Biology (URBE, University of Namur) is reeds een decennium betrokken bij onderzoeksprojecten in de Oostafrikaanse Grote Meren, in de context van klimaats- en milieuveranderingen.
P2: De groep Biogeochemie van het Koninklijk Museum voor Midden Afrika is gedurende de voorbije 10 jaar betrokken geweest in nationale en internationale projecten rond het ontwikkelen van Si isotopen als een methode om (1) de productiviteit van diatomeeën in zoetwater en mariene milieus te quantificeren, (2) de diverse verweringsprocessen te onderscheiden, (3) de impact of van landgebruik op de Si cyclus to onderzoeken, en (4) silicificatie processen (huidige of in het verleden) te onderzoeken.
P3: De betrokken groep uit de afdeling Bodem&Waterbeheer, onderdeel van het Dept. Aard-& Omgevingswetenschappen van de K.U.Leuven, spitst zich toe op het ontrafleen van C bronnen en de C cyclus in aquatische ecosystemen, van de kustzone tot riviernetwerken en meren en met een focus op tropische systemen. Er wordt in grote mate gebruik gemaakt van stabiele isotopen, zowel op natuurlijke abundantie als door aanrijkinsexperimenten.
P4: De Chemical Oceanography Unit van de Universiteit Luik (COU-ULg) spitst zich toe op het biogeochemisch functioneren van diverse aquatische ecosystemen (zoetewater, kustzone en open oceaan), met de nadruk op het metabolisme aan de hand van massabalansen en de uitwisseling van broeikasgassen (CO2, CH4 and N2O) met de atmosfeer.
P5 Het Laboratorium voor Protistologie en Aquatische Ecologie aan de UGent (PAE) onderzoekt de ecologie van microalgen en sedimentarchieven om voorbije klimaatsvariaties en milieuveranderingen te reconstrueren.
P6: De Geomatics Unit aan de ULg is reeds meer dan 20 jaar betrokken bij verschilllende remote sensing projecten, van zeer hoge tot lage ruimterlijke resolutie.
P7: De groep Regionale Klimaatstudies aan de KULeuven heeft uitgebreide expertise in regionale klimaatmodellering in diverse regio’s, met de nadruk op land-atmosfeer interacties. Deze modellen worden bovendien aangewend om regionale klimaatscenario’s te ontwikkelen.
P8: UMR-Carrtel: Dr J. Guillard is gespecialiseerd in het inschatten van visbestanden aan de hand van hydro-acoustische methodes, vnl. In zoetwatersystemen zoals Alpiene meren en tropische ecosystemen. Hij is betrokken bij de ontwikkeling van de CEN hydro-acoustische standardisatie.
Contact Informatie
P1/C : Prof. Jean-Pierre Descy, Laboratory of Freshwater Ecology, URBE, Department of Biology, University of Namur, rue de Bruxelles 61, B-5000 Namur. Belgium. Ph + 32 (0)81 724405 fax + 32 (0)81 23039. jpdescy@fundp.ac.be (http://perso.fundp.ac.be/~jpdescy/).
P2 : Prof. L. André, Section de Minéralogie-Pétrographie-Géochimie, Musée Royal de l’Afrique centrale, Leuvensesteenweg, 13, B-3080 Tervuren. Ph : +32-2-7695459 ; Fax : +32-2-7695432 ; lucandre@africamuseum.be; http://www.africamuseum.be/home
P3 : Steven Bouillon, K.U.Leuven, Dept. of Earth & Environmental Sciences, Celestijnenlaan 200E, 3001 Leuven, Ph: +32 16 326451, Fax: +32 16 329760, steven.bouillon@ees.kuleuven.be, http://ees.kuleuven.be
P4 : Alberto BORGES, University of Liège, Chemical Oceanography Unit, Institut de Physique (B5), Allée du 6 Août, 17, B-4000 Liège, PH: +32-4-3663187 FX: +32-4-3663367, alberto.borges@ulg.ac.be, http://www.co2.ulg.ac.be/
P5: Prof. Wim Vyverman, Laboratory of Protistology and Aquatic Ecology, Ghent University, Krijgslaan 281 S8, 9000 Gent, Belgium. Ph + 32 9 264 85 01; Fax + 32 9 264 85 99, Wim.vyverman@ugent.be; www.pae.ugent.be
P6: Yves CORNET, University of Liège, Remote Sensing and Photogrammetry (Geomatics Unit), Institut de Physique (B5), Allée du 6 Août, 17, B-4000 Liège, PH: +32-4-3665371 FX: +32-4-3665693, ycornet@ulg.ac.be,
http://www.geo.ulg.ac.be/cms/index.php?page=english/home
P7 : Prof. Nicole van Lipzig, KULeuven, Department of Earth- and Environmental Sciences, Celestijnenlaan 200e, 3001 Heverlee, tel. +32 16 326453 / +32 16 322980, fax +32 16 327800, email nicole.vanlipzig@ees.kuleuven.be
P8: Dr J. Guillard, UMR CARRTEL Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques et Ecosystèmes Limniques, 75, avenue de Corzent, F-74203 Thonon-les-Bains cedex – France, Tél: 33(0) 4 50 26 78 51 Fax: 33(0) 4 50 26 07 60, http:// www.thonon.inra.fr, http://www.researcherid.com/rid/A-2577-2011, E.Mail : jean.guillard@thonon.inra.fr
Opvolgingscomité
Comité in Europa :
• Schmid Martin, Eawag, Surface Waters - Research and Management (Surf), Switzerland
• Anne Lebourges-Dhaussy, IRD, Acoustique/écosystèmes marins, France
• Loiselle Steven, Università degli Studi di Siena, Environmental Spectroscopy Group, Italy
• Abril Gwenael, IRD (France), Universidad Federal do Amazonas (Brasil)
• Servais Pierre, Université Libre de Bruxelles, ESA, Belgium
Comité in Africa (vergaderingen tijdens de opdrachten) :
• Mukankomeje Rose , Rwanda Environmental Management Authority, Rwanda
• Parsa Ahmad, CTB Rwanda, Rwanda
• Zurdo Diego, EEAS-KIGALI, Rwanda
• Umutoni Augusta MC, Lake Kivu Monitoring, Ministry of Infrastructure, Rwanda
• Mambo-Leo Ya-Pathy Patrick, coordonnateur provincial de l'Environnement au Sud-Kivu, RD Congo
Auteurs :
Claire Delvaux, Royal Museum for Central Africa
Laurence Monin, Royal Museum for central Africa
Cédric Morana, KU Leuven
François Darchambeau, University of Liège
Fleur Roland, Univerity of Liège
Elie Verleyen, Ghent University
Evelien Van de Vyver, Ghent University
Claas Steigüber, Ghent University
Nadia Poncelet, University of Liège
Igor Tomazic, University of Liège
Wim Thiery, KU Leuven
David Docquier, KU Leuven
Niels Souverijns, KU Leuven
Pascal Isumbisho, ISP-Bukavu, DR Congo
Parfait Yongabo, University of Rwanda
Laetitia Nyinawamwiza, University of Rwanda
East African Great Lake Ecosystem Sensitivity to changes (EAGLES) : final report
Delvaux, Claire - Monin, Laurence - Morana, Cédric ... et al Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2634)
[Om te downloaden]
East African Great Lake Ecosystem Sensitivity to changes (EAGLES) : annex 1
Delvaux, Claire - Monin, Laurence - Morana, Cédric ... et al Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2635)
[Om te downloaden]
East African Great Lake Ecosystem Sensitivity to changes (EAGLES) : annex 2
Delvaux, Claire - Monin, Laurence - Morana, Cédric ... et al Brussels : Belgian Scientific Policy, 2015 (SP2636)
[Om te downloaden]
