Naarmate de kracht van extreme weersomstandigheden toeneemt met klimaatverandering, een team van wetenschappers waarschuwt dat meren over de hele wereld drastisch kunnen veranderen, de gezondheid van ecosystemen en de waterkwaliteit bedreigen.

En het internationale team meldt dat ons beperkte begrip van hoe meren - vooral algen aan de basis van voedselwebben - kunnen reageren op extremere stormen, een kennislacune vertegenwoordigt die het risico verhoogt.

Het team van 39 wetenschappers uit 20 landen op vier continenten onderzocht wat er momenteel bekend is over hoe ecosystemen van meren reageren op extreme stormgebeurtenissen. De wetenschappers ontdekten dat ze niet met zekerheid kunnen voorspellen hoe meren zullen reageren op de frequentere en intensere stormen die worden verwacht in een opwarmende wereld.

"Als extreme weersomstandigheden koolstof aanzienlijk veranderen, voedingsstof, of energiefietsen in meren, we kunnen er maar beter snel achter komen, " zei Jason Stockwell, een aquatisch ecoloog aan de Universiteit van Vermont die het nieuwe onderzoek leidde, "omdat meren kunnen omslaan, als een gloeilamp, van de ene gezonde toestand naar een ongezonde - en het kan moeilijk of onmogelijk zijn om ze weer terug te draaien."

De nieuwe studie richtte zich op fytoplankton-microscopische planten die algemeen bekend staan ​​als algen. "Fytoplankton is bijzonder zorgwekkend omdat ze de basis vormen van het voedselweb, " zei Stockwell, "en een kritische aanjager van de waterkwaliteit."

De nieuwe studie, "Stormeffecten op fytoplanktongemeenschapsdynamiek in meren, " werd gepubliceerd in het tijdschrift Global Change Biologie op 5 maart.

Storm vooruit

Het is algemeen bekend dat extreme weersomstandigheden schade toebrengen aan eigendommen, infrastructuur, en het milieu, inclusief zoetwaterbronnen die van cruciaal belang zijn voor de menselijke gezondheid. Echter, meren zijn bijzonder gevoelig voor stormgebeurtenissen omdat ze rechtstreeks stormen ervaren en stormafvoer ontvangen vanuit hun stroomgebieden. Afvoer omvat sedimenten, voedingsstoffen, microplastics, en nog veel meer.

"We hebben een goed idee van hoe meren fysiek reageren op stormen:de waterkolom vermengt zich, veranderingen in watertemperatuur, en sedimenten kunnen van de bodem worden omgewoeld of door rivieren en beken worden aangevoerd om het meer troebeler te maken, ' zei Stockwell. 'Maar de fysieke reactie van het meer is slechts een deel van het verhaal. De biologische impact van stormen op fytoplankton en andere planten en dieren is fundamenteel voor het gedrag van meren - en, zoals onze studie onthult, slecht begrepen."

In een zoektocht naar duizenden wetenschappelijke artikelen van over de hele wereld, de wetenschappers vonden slechts 31 studies over 18 meren die stormen met zoetwatermeercondities verbond, en vervolgens naar fytoplankton. Niet alleen was de informatie schaars, maar de weinige beschikbare bevindingen waren inconsistent. Het werd duidelijk dat de wetenschappelijke gemeenschap slecht begrijpt hoe fytoplankton reageert op stormen, of hoe hun reacties kunnen verschillen per stormtype, over verschillende meren, of zelfs op verschillende tijden van het jaar.

Nieuwe kennis nodig

De wetenschappers pleiten voor een gezamenlijke, multidisciplinaire inspanning van modelbouwers, limnologen, stroomgebieddeskundigen en andere wetenschappers, via onderzoekscoördinatienetwerken - zoals het Global Lake Ecological Observatory Network (GLEON) - om een ​​onderzoekskader voor stormeffecten op fytoplankton te ontwikkelen en te bevorderen.

Het team van wetenschappers suggereert verschillende onderzoeksrichtingen, waaronder het integreren van fysieke modellen van stroomgebieden en meren met biologische modellen om de reacties van fytoplankton op door storm veroorzaakte veranderingen in de omstandigheden van het meer beter te voorspellen. De wetenschappers bevelen ook aanhoudende en uitgebreide langetermijnmonitoringprogramma's voor meren aan, gekoppeld aan netwerken van elektronische hoogfrequente sensoren, om veranderingen op korte termijn te evalueren, opkomende patronen, en langetermijnreacties van meren en waterkwaliteit op stormgebeurtenissen.

Vergelijkbaar onderzoek is ook nodig voor zoöplankton, kleine grazers die iets kleiner zijn dan een rijstkorrel die essentieel voedsel zijn voor vissen. Het doel is om beter inzicht te krijgen in de paden waarlangs stormen invloed hebben op processen op stroomgebiedschaal en op planten en dieren in meren.

"We moeten snel meer leren, zodat we beter kunnen reageren op de zeer reële en dringende dreiging van klimaatverandering op meren over de hele wereld, " zei Stockwell, directeur van het Rubenstein Ecosystem Science Laboratory van UVM. "Zonder gezonde meren, we zijn gezonken, " hij zei.