Artificial Structures and the functioning of the North Sea EcoSyStem
Samenvatting project
De doelstelling van dit project is een positieve bijdrage te leveren aan het vastleggen van CO2 in kustwateren (Blue Carbon). Dit wordt gerealiseerd door nieuwe kennis te ontwikkelen en slimme koppelingen tussen sectoren te maken, om zodoende koolstofrijke restromen uit de schelpdierkweek (de schelp) in te zetten als waardevolle (nieuwe) grondstof in de betonindustrie. Hiermee wordt bijgedragen aan de ontwikkeling van een circulaire economie. Het project is uniek doordat het twee sectoren met elkaar verbindt die nu nog geheel gescheiden van elkaar opereren (schelpdierkweek en betonproductie), maar waarbij de gezamenlijke klimaat- en natuur ambities centraal staan.
In het project wordt een gezamenlijke business case ontwikkeld, gestoeld op drie thema’s: (i) Klimaatwinst (CO2 footprint), (ii) Duurzame productievolumes en (ii) Praktijktoepassing en opschaling. Door middel van ketenanalyse, scenario studies, product specificaties en valorisatietrajecten zal gewerkt worden industriële innovatie binnen en tussen beide sectoren. Hierbij is aandacht voor dat de innovatie economische rendabel moet zijn, maar ook het natuurlijk kapitaal en daarmee de duurzaamheid aangetoond wordt. Ook zal een link met het voedselvraagstuk gelegd worden.
Doel van het project
Het doel van het ASSESS-project is om veranderingen te kwantificeren die worden veroorzaakt door de introductie van kunstmatige harde substraten (AHS) door het voedselweb en het ecologische functioneren van oudere (20-40 jaar) kunstmatige structuren en hun effect op omringend zacht sediment te beoordelen. Dit zal gebeuren door het ontwikkelen van nieuwe ecosysteemmodellen en het genereren van nieuwe data uit veldonderzoek en experimenten. Het project zal fundamentele basiskennis verschaffen voor de behoeften geformuleerd in de MMIP E1 vragen over draagkracht behandelen en nieuwe inzichten ontwikkelen over cumulatieve effectenvan toenemende aanwezigheid van AHS inclusief natuurinclusieve ontwerpen. Recente studies door WMR rond 20-40 jaar oude offshore olie- en gasplatforms toonden aan dat oude AHS ruimte biedt aan overvloedige veelal filterende gemeenschappen en de lokale biodiversiteit en biomassa vergroot. Filterende gemeenschappen op AHS zullen echter ook van invloed zijn op het bredere mariene milieu door te concurreren met pelagische en zacht sediment grazers doordat zevoedsel uitfilteren. Dit kan een impact hebben op het hele voedselweb inclusief aangetrokken vissoorten waardoor de lokale trofische structuur zal worden beïnvloed vanaf de basis tot hogere trofische niveaus. Tot op heden is de kennis van de impact van deze oude suspensievoedingsgemeenschappen op het voedselweb en de draagkracht zeer beperkt. Op de Noordzee worden veel nieuwe activiteiten voorgesteld of ontwikkeld samen met een grote schaalvergroting van offshorewindenergie. Samen zullen deze initiatieven de gemeenschappen in de Noordzee veranderen en de draagkracht van het ecosysteem beïnvloeden. De omvang van deze verandering op een langere tijdschaal van 20-30 jaar is onbekend. De bevindingen van het ASSESS-project zullen helpen om deze effecten beter te begrijpen en kunnen helpen bij het verbeteren van offshore energieontwerpen.
Motivatie
Primair richt het project zich op doelstellingen zoals gedefinieerd in MMIP B4 E11D Verhoging vastlegging koolstof in bos en natuur, omdat we beogen een positieve bijdrage te leveren aan het vastleggen van koolstof (CO2) in de intergetijdengebieden en de kustzone. Deze CO2 wordt vervolgens gefixeerd in bouwproducten met lange levensduur. Dit innovatieve concept draagt daarmee bij aan ontwikkeling van Blue Carbon Solutions in Nederland, maar heeft ook relevantie voor mondiale wateren. De koppeling tussen koolstofvastlegging en mariene voedselproductie (schelpdieren als voedsel) in conventionele ketens is uniek en biedt perspectief voor grootschalige implementatie.
Daarnaast draagt het project (secundair) bij aan MMIP E1 Duurzame Noordzee. De ambitie van de schelpdiersector om de kweekvolumes te vergroten hangt samen met een uitbreiding naar de Noordzee, waarbij de combinatie met windmolenparken een kansrijke mogelijkheid is. Het vaststellen van duurzame inrichting en onttrekking niveaus door de kweek is daarbij essentieel. Het huidige project zicht zich niet op de productie van schelpdieren als voedsel, maar op het hergebruik van de koolstofrijke reststromen (de schelpen) door de betonindustrie. Ook voor het vaststellen van dergelijke reststromen is het van belang duurzame onttrekkingsniveaus vast te stellen.
Uitgevoerde acties
WP1De lokale voedselwebben zullen worden onderzocht door stikstof- enkoolstofstabiele isotopen toe te passen op monsters van hard Fundamenteel substraat zeebodem vissen en water.WP2Veldmetingen zuurstofverbruik en filtratiecapaciteit door de aangroei-gemeenschap en de omliggende zeebodem zullen worden gemeten met behulp van meetkamers.WP3Laboratorium pulse chase-experimenten zullen de effecten van de toegenomen biodiversiteit rond kunstmatige structuren op het functioneren vanbenthische ecosystemen kwantificeren.WP4Seizoensgebondenheid van productie en filtratiesnelheden zullenworden bestudeerd door het opzetten van een experimentele site in devorm van een kunstmatige hard substraattuin.WP5Dynamisch ecosysteemmodel gebaseerd op de Dynamic Energy Budget-theorie en een statisch gemiddelde massafluxmodel dat een gedetailleerdebeschrijving geeft van het hele voedselweb.
Innovativiteit
In de afgelopen 10 jaar hebben zowel WMR als het WoZEP-programma lokaleveranderingen op en rond kunstmatige constructies in de Noordzee onderzocht. Tot op heden heeft dit werk zich gericht op het inventariseren van biodiversiteit en biomassa van soorten rond structuren. Daarna is de focus verschoven naar het functioneren van de gemeenschappen wat verder is ingebed in het ASSESS-project. WMR heeft een goede werkrelatie met de offshore-industrie inclusief exploitanten van installaties die al meer dan 40 jaar op de Noordzee staan. We hebben deze structuren in het verleden onderzocht en willen de kennis daarvan in dit project uitbreiden. Dit zal innovatieve inzichten opleveren in processen in volwassen aangroeigemeenschappen die niet kunnen worden geleverd in studies van veel jongere installaties zoals windmolenparken. We verwachten een grotere complexiteit van het voedselweb op en nabij het AHS in vergelijking met afgelegen gebieden met enkel zacht sediment wat resulteert in een hoge draagkracht van de omgeving die geschikt is voor soorten van meerdere trofische niveaus. Naast veldstudies en experimenten zal een innovatieve modelbenadering worden gevolgd om de empirische bevindingen te integreren. Zowel dynamische modellering alsstatische massabalansmodellen van het hele voedselweb zullen worden gebruikt. De modelleeroefening zou de eerste antwoorden moeten geven op hoe AHS de massabalans van het gehele voedselweb en haar draagvermogen zou kunnen beïnvloeden inclusief het harde substraat het zachte sediment en de pelagische omgevingen. Het ASSESS-project sluit aan bij opkomende initiatieven zoals het door NWA / NWOgefinancierde project ‘Effecten van windmolenparken op het mariene ecosysteem en implicaties voor het bestuur’ (NIOZ-Deltares-WMR) dat een modelbenadering toepast op nauwere vragen over de gevolgen van de plaatsing van windturbines. ASSESS zal een aanvullende analyse leveren die niet in dit project is opgenomen.
Valorisatie
Wie gaat het gebruiken?
Wetenschappelijke gemeenschap, industrie die milieueffectrapportages moet voorbereiden.
Wie gaat ervoor zorgen, en hoe?
WMR: bevindingen publiceren en data open access publiceren
Intellectueel eigendom
IP bij welke partner(s)
WUR & NIOZ
Hoe wordt dit product toegankelijk gemaakt:
Open access gepubliceerd
Informatievoorziening project
Een projectbeschrijving wordt op de website van WUR gepubliceerd en verstrekt aan TKI Deltatechnologie. Alle publicaties worden open access gepubliceerd, waardoor ze voor iedereen vrij toegankelijk zijn. Samenvattingen van de bevindingen worden op de WUR-website geplaatst en waar mogelijk gecommuniceerd via persberichten van WUR-communicatiebureaus. Bevindingen zullen bovendien worden gecommuniceerd tijdens conferenties zoals de Noordzeedagen en soortgelijke evenementen die worden bezocht door het bedrijfsleven en de overheid, en worden
verspreid via netwerken zoals LinkedIn, Twitter, Research Gate en Tethys.
Projectvoorwaarden
Het project staat open voor andere organisaties en er wordt actief gezocht naar (internationale) wetenschappelijke samenwerking, bijvoorbeeld via betrokkenheid bij de ICES ‘Working Group on Marine Benthal and Renewable Energy Developments’ waar de projectleider covoorzitter van is. Dit zal waarschijnlijk resulteren in aanvullende gezamenlijke wetenschappelijke publicaties. Niet-wetenschappelijke organisaties kunnen lid worden van het consortium volgens de voorwaarden die in de samenwerkingsovereenkomst zullen worden opgenomen.