De Rijn vormt de schakel tussen het Rotterdamse havengebied en de bevolkings- en industriegebieden in Nederland, België, Duitsland, Frankrijk en Zwitserland en is daardoor een van de drukst bevaren rivieren ter wereld. In Nederland vertakt de rivier zich in de trajecten Waal, IJssel en Nederrijn/Lek. Door zijn hoge afvoer is de Rijn de belangrijkste bron van zoet water in Nederland. Voor België is vooral de Maas van belang. Via kanalen staan beide rivieren met elkaar in verbinding.

In droge perioden wordt in grote delen van Nederland Rijnwater gebruikt om het waterpeil hoog te houden. Boezem- en polderwateren kunnen voor meer dan de helft uit Rijnwater bestaan. De kustgebieden zijn aangewezen op Rijnwater voor doorspoeling van waterlopen, om zo verzilting van de bodem door te hoge zoutgehalten te vermijden. De invloed van de rivier is ook in zee merkbaar. Het Rijnwater mengt naar verhouding weinig met het water uit het centrale deel van de Noordzee en stroomt langs de Hollandse kust naar de Waddenzee. Dit betekent dat de kwaliteit van het Rijnwater van cruciaal belang is voor grote gebieden in Nederland.

Van oudsher vormen rivieren als transportroute voor mensen en goederen een schakel tussen bevolkingsgebieden. Vanaf de industriële revolutie werden rivieren gebruikt voor de afvoer van afvalstoffen, terwijl het rivierwater ging dienen voor de grootschalige winning van drinkwater. Om het land tegen overstromingen te beschermen werden zomer- en winterdijken aangelegd, terwijl kribben aan weerszijden in de rivier de rivierbedding op zijn plaats moesten houden. In Zwitserland en Duitsland werden stuwen in de Rijn gebouwd voor het gebruik van waterkracht als energiebron en in Nederland om ook bij lage waterstanden de rivier bevaarbaar te houden. Door deze ingrepen is het totale oppervlak aan vrij overstroomde uiterwaarden drastisch beperkt, heeft de vaargeul zich dieper ingesneden en zijn de oevers steiler geworden.

De waterkwaliteit van de rivier is drastisch veranderd door lozingen van huishoudelijk en industrieel afvalwater en door uitspoeling van meststoffen en bestrijdingsmiddelen uit landbouwgrond. In de loop van de jaren zestig was de waterkwaliteit van de Rijn op een dieptepunt en kwamen er perioden voor waarin het water zuurstofloos was. Door de bouw van rioolwaterzuiveringsinstallaties aan het eind van de jaren zeventig, is het zuurstofgehalte van de Rijn nu weer bijna op het oorspronkelijke niveau. Daarnaast is in de jaren tachtig het aandeel van een aantal zware metalen aan de vervuiling verminderd. Gehalten van zouten, meststoffen en organische microverontreinigingen (micro slaat op de lage concentratie, microgrammen per liter, waarin de verontreinigingen voorkomen) daarentegen, zijn niet of nauwelijks gedaald. Zware metalen, fosfaten en vele organische microverontreiniging komen nauwelijks in opgeloste vorm voor, maar zijn vooral gebonden aan slibdeeltjes. Die bezinken in de uiterwaarden en de benedenrivieren, waardoor de bodems daar met deze vervuilende stoffen worden opgeladen. Door lozing van koelwater vanuit elektriciteitscentrales is de temperatuur van het Rijnwater deze eeuw met enkele graden gestegen.

Bewaking van de waterkwaliteit

Al enige tientallen jaren wordt de kwaliteit van het Rijnwater bewaakt op een aantal meetstations in alle Rijnoeverstaten. Deze bewaking is in de eerste plaats noodzakelijk om de drinkwatervoorziening voor zo’n twintig miljoen mensen veilig te stellen. Wanneer de hoeveelheid schadelijke stoffen de norm overschrijdt, staken de drinkwaterbedrijven tijdelijk de inname van rivierwater.

Behalve door gebruik te maken van chemische analyses wordt de kwaliteit van het rivierwater de laatste jaren ook gevolgd met biologische bewakingssystemen. Chemische analyses van het rivierwater dekken slechts een deel van de in het water aanwezige stoffen en zijn vaak tijdrovend, terwijl het water zich intussen verplaatst. Om snel korte-termijnveranderingen in de waterkwaliteit op te sporen wordt het gedrag van test-organismen (zoals bacteriën, watervlooien, mosselen en vissen) in een aquarium met vers rivierwater geobserveerd. Het algemene principe van zulke bewakingssystemen is dat de activiteit van de testorganismen wordt gemeten. Onder invloed van schadelijke stoffen verandert hun activiteit. Die daalt bijvoorbeeld tot onder een vooraf vastgestelde alarmwaarde.

De effecten van calamiteiten en van lange-termijnveranderingen in de waterkwaliteit op de levensgemeenschappen in de rivier leest men af aan een ander bewakingssysteem. Dit systeem maakt gebruik van een kunstmatig substraat; een korfje met glazen knikkers dat gedurende een vaste periode op de bodem van de rivier verblijft. In die tijd koloniseren ongewervelde dieren die in de rivier leven en zich op harde voorwerpen hechten, de knikkers. Het aantal diersoorten dat na verloop van tijd op het kunstmatig substraat voorkomt, is een afspiegeling van wat er in de rivier op en tussen de stenen aanwezig is. Door gebruik te maken van een gelijke kolonisatieperiode, kan de meting volledig worden gestandaardiseerd, waardoor de waarnemingen onderling goed vergelijkbaar zijn.

Flora en fauna

Als gevolg van de veranderde leefomgeving zijn vele typische riviervissen en rivierbewonende ongewervelde dieren in aantal achteruit gegaan of zelfs geheel uitgestorven. Ook waterplanten in de rivier en rivierbegeleidende moerasplanten en ooibossen zijn grotendeels verdwenen.

Deze achteruitgang is terug te voeren op het verdwijnen van geschikte leefmilieus ( biotopen), op de waterverontreiniging en op migratiebelemmeringen. Zo zijn verschillende insektensoorten die afhankelijk zijn van de aanwezigheid van kleibanken, zandbanken, water- en oevervegetaties en ooibossen, met het verdwijnen van deze biotopen uit de rivier verdwenen. Daarnaast maakt de golfslag veroorzaakt door de intensieve scheepvaart, de resterende zand- en kleibanken ongeschikt voor gravende insektenlarven, zoals die van het oeveraas ( Palingenia longicauda). Oeveraas, de grootste Europese eendagsvlieg, kwam de vorige eeuw nog in zeer groten getale voor, maar verdween begin deze eeuw uit West-Europa.

Verschillende riviertrekvissen, waaronder de zalm, zijn door een samenspel van factoren uit de Rijn verdwenen. De zalm wordt op zee volwassen en keert naar het zoete water terug om zich voort te planten. Tegen het eind van de vorige eeuw vingen de Nederlandse en Duitse riviervissers gezamenlijk nog zo’n honderdduizend zalmen per jaar. De vangsten namen daarna snel af, vooral doordat stuwen in Rijn en zijrivieren de paaiplaatsen onbereikbaar maakten voor de zalm. Bij het afsluiten van de vroegere Zuiderzee en het Haringvliet gingen bovendien belangrijke intrekplaatsen voor de trekvissen verloren.

Ook de toegenomen gehalten aan zouten, meststoffen en microverontreinigingen hebben veranderingen in flora en fauna teweeggebracht. Door de huidige zoutbelasting zijn verschillende zouttolerante soorten in de rivier gaan domineren, ten koste van minder zouttolerante soorten. Brakwatersoorten zoals de witte steurgarnaal en het zuiderzeekrabbetje, die vroeger uitgesproken kustbewoners waren, zijn stroomopwaarts tot aan de Nederlands-Duitse grens opgerukt. Het gestegen gehalte aan meststoffen heeft tot een sterke toename van de hoeveelheid zwevende algen geleid. Daardoor nam op zijn beurt het aantal filteraars, met name zoöplankton zoals watervlooien en raderdieren, en grotere ongewervelde dieren toe. Tenslotte hebben de hoge gehalten aan microverontreinigingen in de jaren zestig en zeventig geleid tot het verdwijnen van de grotere mosselsoorten en verschillende insektensoorten uit de Rijn.

De huidige verontreiniging van de bodem van uiterwaarden en van de benedenrivieren is bij dansmuggen verantwoordelijk voor een verminderde levensvatbaarheid en misvormingen van de larven. Bij verschillende uiterwaardbewonende dieren (das, schaap en rund) en in eieren van steenuilen, eksters en aalscholvers zijn verhoogde gehalten aan microverontreinigingen aangetroffen. Aalscholvers die in de vervuilde Biesbosch foerageren, produceren minder nakomelingen dan soortgenoten die in de schonere binnendijkse gebieden foerageren. Kuifeenden die werden gevoerd met driehoeksmosselen uit het verontreinigde Haringvliet, brachten minder nakomelingen voort dan soortgenoten die mosselen uit het schonere Markermeer te eten kregen. De kwaliteit van het Rijnwater oefent tevens een grote invloed uit op alle met de rivier in verbinding staande wateren, zoals kanalen en plassen, het IJsselmeer, de Noordzee en de Waddenzee. Zo hebben de hoge gehalten aan stikstof en fosfaat (voedingsstoffen voor algen en hogere planten) in de Rijn tot ernstige eutrofiëring (verrijking met voedingsstoffen) van deze wateren geleid. Bij sterke eutrofiëring treedt een toename van de planktongroei op. Die algen kunnen echter massaal sterven en worden dan zo snel afgebroken, dat ondiepe plassen volledig zuurstofloos kunnen worden. Hierdoor treedt vaak grote vissterfte op.

Beginnend herstel

Er vindt al geruime tijd internationaal overleg plaats over de kwaliteit van het Rijnwater. Deelnemers aan het overleg in de Internationale Rijn Commissie (IRC) zijn de Rijnoeverstaten Zwitserland, Frankrijk, Duitsland en Nederland. Sinds enkele jaren neemt ook de EG eraan deel. Met de bouw van rioolwaterzuiveringsinstallaties is in de jaren zeventig een kentering gekomen in de achteruitgang van het Rijnecosysteem, maar in de jaren tachtig stagneerde de Rijnsanering. Naar aanleiding van het Sandoz-ongeval in 1986 werden afspraken gemaakt om de rivier verder schoon te maken. Die leidden tot het Rijnaktieplan. Het plan omvat drie hoofddoelstellingen. Zo moet het ecosysteem van de Rijn zodanig worden hersteld, dat verdwenen hogere diersoorten (waaronder de zalm) weer inheems kunnen worden. Op de tweede plaats stelt het plan dat de bereiding van drinkwater uit de Rijn in de toekomst mogelijk moet blijven. Tenslotte zijn de opstellers van mening dat de toevoer van schadelijke stoffen zover terug moet, dat slib uit de rivier weer bruikbaar wordt op het land of zonder bezwaar in zee kan worden gestort.

Het Rijnaktieplan en diverse andere beleidsplannen schetsen een toekomstbeeld voor de rivier, dat neerkomt op het handhaven van de belangrijkste huidige functies (waterafvoer, scheepvaart en drinkwatervoorziening). Onder die voorwaarden streven de plannenmakers naar een betere waterkwaliteit en naar meer ruimte voor natuurlijke rivierhabitats, zodat verdwenen rivierbewoners kunnen terugkeren, het zogeheten ecologisch herstel.

Oude en nieuwe soorten

Als reactie op de waterkwaliteitsverbetering raakt de Rijn langzamerhand weer bevolkt door enkele soorten die vroeger ook in de rivier hebben geleefd, de zogenaamde rekolonisten. Zo werden in de jaren tachtig enkele soorten riviermosselen en stromingsminnende insekten teruggevonden. Voor ecologen was de terugkeer van de eendagsvlieg Ephoron virgo, na een afwezigheid van bijna vijftig jaar, een spectaculaire gebeurtenis. Ook bij een aantal vissoorten lijkt enig herstel op te treden sinds het dieptepunt aan het begin van de jaren zeventig. Het gaat hierbij echter vooral om soorten die niet strikt aan rivieren zijn gebonden. Typische riviervissen zoals barbeel, kopvoorn en sneep komen weliswaar nog steeds voor, maar slechts in zeer kleine bestanden, die zich niet of nauwelijks uitbreiden. Ondanks het beginnend herstel, ontbreekt er nog steeds een zeer groot aantal van de soorten die in het begin van deze eeuw de Rijn bevolkten.

De soorten die uit de Rijn zijn verdwenen, hebben open plaatsen achtergelaten. Die werden veelal opgevuld door soorten die oorspronkelijk niet tot het ecosysteem van de Rijn behoorden. De meeste van deze immigranten behoren tot de groep der ongewervelde dieren en zijn zouttolerant, warmteminnend en tamelijk ongevoelig voor verontreinigingen. Ze zijn dus uitstekend aangepast aan de veranderde leefomgeving in de Rijn. Onder deze binnendringers bevinden zich soorten uit brakke delen van de riviermonding (de witte steurgarnaal), uit andere gebieden in Europa (de driehoeksmossel) en zelfs uit andere continenten (de Chinese wolhandkrab).

Kaspische slijkgarnaal

De Kaspische slijkgarnaal, Corophium curvispinum, komt sinds 1987 voor in de Rijn. Zoals de naam al aangeeft komt die van oorsprong uit rivieren die in de Kaspische Zee uitmonden. De brakwaterbewoner heeft zich in vier jaar tijd ontwikkeld tot de meest dominante soort van de rivier. In 1991 werden plaatselijk dichtheden van 750 000 exemplaren per vierkante meter waargenomen en bleken de meeste stenen van de kribben in de Rijn bedekt te zijn met de modderige woonbuisjes van deze soort, die tot grote kolonies uitgroeien. De oorzaak van het succes van deze soort is in de eerste plaats het overmatige voedselaanbod in de Rijn in de vorm van plantaardig plankton, dat in zeer hoge dichtheden aanwezig is. Daarnaast is de Kaspische slijkgarnaal fysiologisch goed aangepast aan het hoge zoutgehalte en aan de hogere watertemperatuur in de Rijn. Een derde factor in het succes van deze soort is zijn voortplantingsstategie. Het is een zogenaamde r-strateeg die in korte tijd grote aantallen nakomelingen voortbrengt.

De Kaspische slijkgarnaal ontwikkelt zich ten koste van andere rivierbewoners. Deze slijkgarnalen filteren enorme hoeveelheden zwevende deeltjes uit het rivierwater. Daarmee voorzien zij in hun voedselbehoefte en bouwen ze hun woonbuisjes. Dit betekent een mogelijke voedselconcurrentie met andere filtreerders, waaronder het dierlijk plankton. Het vastleggen van zwevend materiaal brengt bovendien veranderingen van de rivierbodem met zich mee. Kaspische slijkgarnalen zetten het harde substraat van de stenen van de kribben om in een modderige ondergrond. Daardoor gaan soorten die afhankelijk zijn van hard, onbegroeid substraat, zoals de driehoeksmossel, in aantal achteruit. Door zo’n achteruitgang verschuiven waarschijnlijk de bestaande voedselrelaties in de Rijn. Zo zullen de duikeenden die van driehoeksmosselen uit de rivier leven hun voedsel elders moeten gaan zoeken.

De r- en de K-stategie

Ecologen kunnen het succes van soorten in een veranderende omgeving verklaren door te kijken naar het voortplantings- of reproduktievermogen en naar de concurrentiekracht van de soort. Snelle kolonisten zijn soorten die de zogenaamde r-strategie volgen – de r staat voor reproduktie. De soorten die de r-strategie volgen zijn opportunisten. Ze vertonen een snelle ontwikkeling, kennen geen broedzorg, brengen veel nakomelingen voort, leven kort en zijn klein. Ze hebben weinig concurrentiekracht, geen territoriumgedrag en hun sterfte is dichtheidsonafhankelijk. r-Strategen zijn bestand tegen inteelt en planten zich vaak ongeslachtelijk of door zelfbevruchting voort. Deze strategie vinden we bij soorten die als pionier open plekken innemen of grof gestructureerde habitats bevolken, dat wil zeggen met veel exemplaren van weinig soorten een weinig complex verband vormen.

K is de afkorting van concurrentie. De soorten die de K-strategie volgen zijn specialisten. Hun ontwikkeling verloopt langzaam, ze zijn laat geslachtsrijp, hebben weinig nakomelingen, leven lang en worden groot. Deze soorten kennen een gecompliceerde broedzorg. Ze zijn gespecialiseerd in concurrentie, hun sterfte is dichtheidsafhankelijk, ze worden gekenmerkt door een sterke territoriumdrift, planten zich biseksueel voort en zijn niet bestand tegen inteelt. De K-strategen zijn slechte kolonisten. Ze verschijnen na de r-strategen en leven in stabiele systemen, die fijn gestructureerd zijn, met andere woorden, die uit vele kleine populaties van verschillende soorten bestaan.

De indeling in r- en K-strategen is abstract. Elke soort kent zijn eigen combinatie van r- en K-eigenschappen. De r-strategen zijn de eerste (re)kolonisten en worden bij meer stabiele omstandigheden opgevolgd door K-strategen. In het geval van het ecologisch herstel van de Rijn is de terugkeer van r-strategen het gemakkelijkst te realiseren. In feite is dit nu aan de gang. De vele exotische nieuwkomers in de Rijn volgen ook de r-strategie. Zo zijn de tijgerplatworm (voortplanting door deling, opportunistische predator) en de slijkgarnaal Corophium curvispinum (snelle voortplanting, opportunistische filtreerder) zeer succesvol. Aan de andere kant van de reeks (K-strategie) staat bijvoorbeeld de steur, die pas na zeven jaar of langer geslachtsrijp is, vaste paaiplaatsen kent, een grote ouderdom bereikt (mannetjes tot 20 jaar, wijfjes meer dan 40 jaar), een gecompliceerd trekgedrag (zee-zoetwater) vertoont en een kleine populatie-omvang kent (in de Rijn zijn er nooit meer dan 3000 geweest). De steur komt niet meer voor in de Rijn en zijn spontane terugkeer is door de genoemde eigenschappen zeer onwaarschijnlijk. Het uitzetten van dergelijke K-strategen heeft alleen zin als voor de habitats van deze soorten voldoende stabiliteit kan worden gewaarborgd.

Wat is nog mogelijk?

Voor de verdere sanering van de Rijn is in de eerste plaats een verbetering van de waterkwaliteit noodzakelijk. Met name de gehalten aan meststoffen, microverontreinigingen en zouten moeten omlaag. De giftigheid van het Rijnwater wordt steeds meer bepaald door organische microverontreinigingen en steeds minder door zware metalen. Bij verdere sanering moeten vooral de verspreide bronnen, zoals ongezuiverde lozingen van huishoudens en bemesting die via het grondwater de rivier bereikt, worden aangepakt. Dit vereist een grensoverschrijdend, integraal beheer van het water in het gehele stroomgebied van de Rijn. Illegale lozingen en calamiteiten vormen onzekerheden die de sanering van de rivier ernstig kunnen belemmeren. Daarnaast vormen de vervuilde waterbodems en uiterwaardbodems nog een probleem.

De sterk eutrofiërende invloed van de Rijn moet worden aangepakt vanuit de behoefte aan meststoffen van de verschillende groepen plantaardig plankton, zoals kiezelwieren, groenwieren en blauwwieren. Dit betekent dat niet naar een bepaalde meststof moet worden gekeken, maar naar het totale pakket van groeibepalende stoffen (silicium, stikstof en fosfaat) voor deze verschillende groepen en hun onderlinge verhoudingen. Zo is het fosfaatgehalte van veel door de Rijn gevoede wateren nu zo hoog, dat vooral groen- en blauwwieren ervan profiteren, ten koste van de kiezelwieren.

Naast verbetering van de water- en de bodemkwaliteit zijn ook aanpassingen in de vorm ( de morfologie) van het gehele Rijnstroomgebied noodzakelijk voor de terugkeer van tal van verdwenen soorten. Zo wordt gewerkt aan de aanleg en verbetering van vispassages bij stuwen, zodat riviervissen hun paaiplaatsen weer kunnen bereiken. Voor de terugkeer van vele planten zijn, naast verdere verbetering van de waterkwaliteit, stromingsluwe plaatsen nodig. Andere organismen zijn vooral gebaat bij het herstel van grote gebieden met ooibossen langs de rivier of de aanleg van een nevengeul.

Om de natuurontwikkeling in het rivierengebied te bevorderen is een aantal proefprojecten van start gegaan, zoals in de Duursche Waarden langs de IJssel tussen Olst en Wijhe. In deze uiterwaard is de zomerdijk doorgestoken om de rivierdynamiek in het gebied te vergroten en zo natuurontwikkeling te bevorderen. Helaas leidt de op zich gunstige verhoging van de rivierdynamiek ook tot een achteruitgang van natuurwaarden. Waar de zomerdijk is doorgestoken, komt bij hoge waterstanden vaker verontreinigd rivierwater de uiterwaard binnen, waardoor de kwaliteit van water en bodem in stilstaande plassen verslechtert. Een mogelijk alternatief vormt de aanleg van een nevengeul. Doordat het water in deze geul voortdurend stroomt, kunnen vervuilende stoffen zich er niet ophopen. Om de natuurontwikkelingsplannen in het Rijngebied werkelijk te doen slagen, is nog veel onderzoek naar de mogelijkheden van herstel voor ecosystemen nodig.

Gezien het belang van de Rijn als waterweg en van het land achter de winterdijken voor landbouw en bewoning, zijn morfologische veranderingen in het stroombed van de rivier of in de uiterwaarden alleen mogelijk binnen de voorwaarden die ten behoeve van de scheepvaart en de preventie van overstromingen zijn gesteld. Dit betekent dat habitatverbeteringen eigenlijk alleen in de uiterwaarden mogelijk zijn.