Stijgende CO₂-concentraties verergeren algengroei

Stijgende CO₂-concentraties in de atmosfeer leiden wereldwijd tot toenemende problemen met algengroei. Dit concluderen UvA-onderzoekers Jolanda Verspagen en Jef Huisman op basis van nieuwe wiskundige modellen, laboratorium-experimenten en veldonderzoek. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PLOS ONE.

Algen vormen een bedreiging voor de waterkwaliteit van voedselrijke plassen en meren. Dichte algengroei kan zelfs leiden tot vissterfte en belemmert de groei van waterplanten. Daarnaast is de groei van giftige blauwalgen gevaarlijk voor mens en dier. Dit leidt regelmatig tot de sluiting van zwemwater. Tegelijkertijd vormen algen de bron van voedsel voor andere organismen in het water.

Verspagen en Huisman tonen met hun onderzoek - uitgevoerd met giftige blauwalgen - aan dat algengroei sterk toeneemt met stijgende CO2-concentraties. Algen hebben CO2 nodig voor fotosynthese, maar tijdens hun groei raakt de CO2-concentratie in het water vaak uitgeput. Met hogere CO2-concentraties in de atmosfeer wordt deze CO2-uitputting ten dele teniet gedaan, waar de algen van profiteren door meer biomassa aan te maken.

Jolanda Verspagen: ‘Wat innovatief is aan dit onderzoek is de combinatie van model en experiment. Daarmee beschrijven we tot in detail de complexe interactie tussen algengroei en CO2 in water. Ondanks het feit dat algen verantwoordelijk zijn voor 50% van de fotosynthese wereldwijd, bestond zo’n model nog niet. De volgende stap in dit onderzoek is het koppelen van dit model aan klimaatmodellen, zodat we gedetailleerdere voorspellingen kunnen doen’.

Met de modelvoorspellingen laten de onderzoekers zien dat de groei van algen vooral zal toenemen in voedselrijk water. Als alle andere voedingsstoffen (zoals stikstof en fosfaat) voldoende voor handen zijn, dan is de CO2-concentratie de belangrijkste beperkende factor voor de algengroei.

‘De toename van CO2 in de atmosfeer is in feite een wereldwijd bemestingsexperiment. Een grotere CO2-influx in het water leidt niet alleen tot problemen voor lokale waterbeheerders, maar heeft ook gevolgen voor algengroei op mondiale schaal. Watermanagers zullen zich voor moeten bereiden op een verslechtering van de biologische waterkwaliteit door klimaatsverandering,’ aldus UvA-hoogleraar Jef Huisman.

In een vorige maand verschenen publicatie in Ecology Letters toonden Verspagen en Huisman al aan dat stijgende CO2-concentraties alleen in voedselrijk water zal leiden tot meer algen. In voedselarm water is de respons totaal anders. De algengroei kan niet toenemen met stijgend CO2-concentraties door gebrek aan voedingsstoffen. Daar stijgt echter wel de koolstof- t.o.v. de nutriënt-ratio van de algenbiomassa. Dit betekent dat, in voedselarm water, de kwaliteit van algen als voedsel voor de rest van de voedselketen afneemt bij stijgende CO2-concentraties.

Het onderzoek is uitgevoerd aan de Universiteit van Amsterdam in samenwerking met het Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW), en werd gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).