Je leest:

Koraalriffen sterven door opwarming

Koraalriffen sterven door opwarming

Wie kent niet de schitterende plaatjes van riffen vol koralen en vissen. Steeds meer koraalriffen worden echter aangetast door bleking, ziektes en verzuring (en daardoor verminderde groei). De vispopulatie in de riffen neemt hierdoor drastisch af en daarmee is de voedselvoorziening voor 1 miljard mensen in gevaar. Ook de kustbescherming loopt gevaar. De laatste jaren stapelen de bewijzen zich op dat de wereldwijde opwarming de oorzaak is.

Een duik in het Great Barrier Reef aan de oostkust van Australië levert een schitterend kleurrijk schouwspel op. Het koraalrif heeft een enorme soortenrijkdom aan koralen en organismen die van/in het rif leven. Een duik op de verkeerde plaats laat een heel andere kant zien: een dood rif dat eens bevolkt was door duizenden organismen. De reden? De wereldwijde opwarming die de koralen aantast en daarmee indirect ook alle organismen die afhankelijk zijn van het koraalrif.

Een deel van het Australische Great Barrier Reef met een blauwe zeester op de voorgrond. Bron: GNU

Riffen en hun bewoners

Riffen bestaan waarschijnlijk al 3,4 miljard jaar. De eerste riffen bestonden uit stromatolieten (matten van blauwgroene algen). Ongeveer 800 miljoen jaar geleden gingen complexere levensvormen meedoen als rifbouwende organismen en pas 460 miljoen jaar geleden werden de koralen belangrijke rifbouwende organismen. Sinds de periode dat riffen de aarde bevolken, zijn er vele fluctuaties geweest in het aantal, de grootte en aard van de rifbouwende organismen.

Tegenwoordige riffen bestaan vooral uit koralen, alhoewel er ook riffen zijn opgebouwd uit bijvoorbeeld oesters en algen. Ze komen vooral in en rond de tropen voor. Koraalriffen hebben een enorme soortendiversiteit, terwijl ze slechts 0,02% van het aardoppervlak beslaan. Ongeveer een kwart van de zoutwatervispopulatie op aarde houdt zich op in riffen. Naast koralen, vissen en algen leven ook onder andere schelpdieren, krabben, kreeften, sponzen, slakken, zee-egels en zeesterren in de riffen.

Grote riffen op aarde zijn het ‘Great Barrier Reef’ (2100 km lang aan de noordoostkust van Australië), het Barrièrerif van Belize (300 km lang in het Caribisch gebied) en het Barrièrerif van Nieuw-Caledonië (1500 km lang, 1300 km ten oosten van Australië). Maar deze koraalriffen zijn in gevaar. De wereldwijde opwarming zorgt voor bleking, ziektes en een langzamere groei van de koralen…

De huidige koraalriffen zijn vooral in de warme, tropische regionen te vinden. Bron: NASA

Blekende koralen

Bleken doet aan bleekmiddel voor de witte was denken. Als het in hoge concentratie op gekleurde was komt, dan verdwijnt alle kleur. Zoiets gebeurt ook bij koralen. Koralen leven in symbiose met zoöxanthellae (eencellige algen), die in de koralen leven. Deze algen zorgen voor voedsel en zuurstof voor de koralen en de koralen zorgen op hun beurt weer voor voedingsstoffen, koolstofdioxide en een schuilplaats. De zoöxanthellae zijn het pigment van het koraal. Als het te warm wordt sterven deze algen en blijkt het eigenlijke koraalskelet wit te zijn: het koraal is gebleekt. Het koraal met de poliepen sterft als de warme periode te lang duurt. Bij een korte warme periode vormen zich nieuwe zoöxanthellae in de koralen, maar koralen groeien daarna langzamer en zijn vatbaarder voor ziektes.

Het ‘bleekeffect’ is de afgelopen tientallen jaren toegenomen door de globale opwarming, maar ook de toename van het aantal en de intensiteit van het El Niño effect (een verandering van de atmosfeer en zeestroming ten westen van noordelijk Zuid-Amerika, die elke 3 tot 8 jaar voorkomt en tijdelijk voor een sterke opwarming in december zorgt). Vooral in 1998 was het El Niño effect heel sterk en warmden oceanen als de Indische en de Pacifische sterk op. Koraalriffen bij de Malediven kregen een enorme klap te verwerken; van de koralen in riffen rondom Palau (Indonesië) verdween soms 90% en ongeveer de helft herstelde zich niet meer. Tientallen procenten van de riffen in het Great Barrier Reef vertoonden zware bleekverschijnselen. Op sommige plaatsen stierven 90-100% van de koralen. El Niño laat in een korte periode zien wat al op langere tijdsschaal bezig is.

Blekende koralen slaan helemaal wit aan. Bron: NOAA

Ziektes

De laatste tientallen jaren is tegelijk met de opwarming van de aarde niet alleen het aantal koraalziektes, maar ook het voorkomen ervan toegenomen. Door de hogere temperatuur is het immuunsysteem van koralen mogelijk verzwakt en hebben ziektes een grotere kans van slagen. De temperatuur heeft mogelijk ook een positief effect op de ziekmakende bacteriën en schimmels. Enkele dodelijke ziektes zijn de ‘zwarte band-ziekte’ (een zwarte band rondom het koraal) en de ‘witsyndroom-ziekte’. Deze komen beide alleen voor in warmere wateren. Een temperatuursverhoging van slechts 1-2°C zorgt er al voor dat het ‘witsyndroom’ voorkomt. Dit is bijvoorbeeld aangetoond voor het Great Barrier Reef. De ‘zwarte band-ziekte’ verspreidt zich vooral in de zomer. Hoe warmer des te meer koraal er dus wordt aangetast. Sommige soorten leggen daarbij eerder het loodje dan andere.

De ‘zwarte band’-ziekte doodt de koraal langzaam maar zeker. Bron: Creative Commons

Langzamere groei

Een derde maar zeker niet minder belangrijk effect is verzuring van de oceanen. Door het constant toevoegen van koolstofdioxide aan de atmosfeer worden de oceanen beïnvloed. De koolstofdioxide concentratie is nu meer dan 380 ppmv (deeltjes per miljoen). Dit is ongeveer 80 ppmv hoger dan de maximumwaarden sinds 740.000 jaar. In de 20e eeuw is de oceaantemperatuur gestegen met 0,74°C. Een kwart van de CO2 wordt opgenomen door de oceanen. De CO2 reageert met water en vormt koolzuur, dat weer uiteenvalt in bicarbonaationen en protonen. Een deel van de protonen reageert weer met carbonaationen, waardoor er minder voor carbonaatproducerende organismen overblijft. Zo ontstaat een zuurdere oceaan. In de laatste 420,000 jaar is de concentratie van carbonaat ionen nog nooit zo laag geweest als nu: 210 µmol/kg zeewater. Tegenwoordig is de zuurgraad al 0,1 lager geworden sinds het jaar 1700. De zuurgraad (pH) ligt nu net iets boven de 8.

De daling in de zuurgraad sinds 1700. De tropische regio laat, gelukkig voor de koraalriffen, niet de grootste stijging zien. Bron: Creative Commons

Een dalende zuurgraad betekent dat er minder carbonaat overblijft voor de organismen zoals koralen die deze gebruiken om hun kalkschaal te vormen. Een langzamere bouw van een kalkskelet heeft direct gevolgen voor de competitie om de ruimte in het rif met sponzen, mosdiertjes en algen. Er kan uiteindelijk zelfs erosie van de kalkschaal optreden bij een zeer lage concentratie van carbonaationen.

Daarnaast kan een koraal reageren door kalkskeletten te maken met een lagere dichtheid. Hierdoor hebben grazende vissen zoals de papegaaivis het een stuk gemakkelijker met de afbraak van koraal en richten ook stormen veel meer schade aan. Een ander mogelijk effect is dat koralen extra energie stoppen in het behouden van hun skeletdichtheid en groei. Dat gaat ten koste van de aanmaak van koraallarven, die uiteindelijk zouden moeten uitgroeien tot koralen. Hierdoor kunnen verstoringen in het koraalrif moeilijker herbevolkt worden door nieuwe koralen.

Een papegaaivis ( Cetoscarus bicolor) zwemmend in een koraalrif. Bron: GNU

Verandering in de riffen

Koraalriffen ondervinden nu al hoge stress. Er is zelfs al bijna een koraalsoort van het geslacht Millepora uitgestorven door de gevolgen van extreme opwarming in de jaren 80 door El Niño. Dit is een voorbeeld wat zou kunnen gebeuren in de toekomst met meerdere koraalsoorten. Soorten die slecht tegen hogere temperaturen kunnen, zullen eerder sterven dan koralen die er beter tegen bestand zijn. Zo zal de massieve Porites bijvoorbeeld meer voor gaan komen. Na bleking blijkt Porites zich goed te kunnen herstellen en het is ook bestand tegen stress door de hoge temperatuur. Koralen zoals Acropora die een verstoord gebied snel kunnen koloniseren, zullen ook voordeel hebben. Het afsterven van koralen is echter koren op de molen van algen. De algen nemen de plaats in van de koralen en scheiden stoffen uit die koralen verhinderen te groeien op de nog open plaatsen.

Porites (links) en Acropora (rechts). Bron: Creative Commons

Een rif met minder koralen betekent dat de omgeving minder divers zal worden, met minder hoogteverschillen en minder holen en spleten. De vele vissen en ongewervelden die afhankelijk zijn van deze habitat zullen hierdoor afnemen of zelfs verdwijnen. Niet alleen hebben ze minder plaats om te schuilen, maar er is ook minder voedsel beschikbaar voor ze. Ook veel vogels die op vis jagen in de riffen zullen het loodje leggen. In perioden van een zware El Niño sterven zeevogels massaal.

Economische gevolgen voor visserij en toerisme

Het resultaat van globale opwarming is een drastische afname in de soortdiversiteit van in het rif levende vissen. Vooral rifafhankelijke soorten verdwijnen bij afsterving van het rif volgens een studie aan een rif in Papua Nieuw Guinea. Minder vissen betekent minder visvangst en leidt tot een afname van de werkgelegenheid. Een kwart van visvangst voor Azië komt uit koraalriffen. Hiermee moeten 1 miljard mensen worden gevoed; nu ongeveer een zesde van de wereldpopulatie en deze mensen komen vooral uit niet-westerse landen. Als de koraalriffen blijven afnemen dan zullen veel mensen ander voedsel moeten kopen dan de eiwitrijke vis, een regelrechte ramp voor veel mensen. Daarnaast komt de handel in tropische vissen voor aquaria in gevaar.

Per jaar gaan er ook veel mensen naar het koraalrif toe om hun pracht te bewonderen. Het bruto nationaal product van Belize in Midden Amerika komt voor 30% uit onder andere het riftoerisme. Ongeveer 7 miljoen mensen bezoeken jaarlijks het Great Barrier Reef en de inkomsten hiervan lopen in de miljarden per jaar. Een achteruitgang van het rifecosysteem heeft dus enorme gevolgen voor de landelijke en regionale economie.

Vissen zijn een belangrijk onderdeel van het rifecosysteem, maar worden massaal gevangen. Bron: GNU

Kustbescherming in gevaar

Het afsterven van de koraalriffen heeft tenslotte ook grote gevolgen voor de kustlijn achter de koraalriffen. De riffen vormen namelijk een natuurlijke buffer en absorberen de golven. Minder koraal betekent meer erosie van de kusten met alle gevolgen van dien. Daarnaast stijgt de zeespiegel nog eens volgens de huidige verwachtingen en zouden stormen verergeren. Een andere, en misschien wel even zo belangrijke factor, is dat het rif veel minder koraalfragmenten zal produceren. Die fragmenten komen deels op het strand terecht, daarmee de kust verstevigend. Minder rif, minder fragmenten en zwakkere kusten dus.

Wat gebeurt er bijvoorbeeld met Australische kuststeden zoals Cairns en Townsville die verscholen liggen achter het enorme Great Barrier Reef als het rif wordt afgebroken en zich niet op tijd kan herstellen? Een belangrijke zeestroming koerst nu namelijk recht op het centrum van het Great Barrier Reef af maar wordt afgebogen en afgeremd door het enorme rif. Ten eerste zullen de kwetsbare ecosystemen zoals mangrovebossen en zeegras een extra opdoffer krijgen en op den duur waarschijnlijk verdwijnen. Een flinke storm kan enorme schade aanrichten aan deze ecosystemen en aan de kustwering van de steden zonder de bescherming van een rif.

Het Great Barrier Reef is letterlijk een barrière voor de Australische kust. Bron: NASA

Verleden

Ook in het verleden zijn er perioden geweest van extreme warmte. Bijvoorbeeld van 59-55 miljoen jaar toen de aarde geleidelijk opwarmde met een uitzonderlijk warme periode rond 55,5 miljoen. Ook in deze periode namen de koraalriffen af, maar ze zijn niet uitgestorven. Koralen zijn ook niet uitgestorven in de hele periode vanaf hun ontstaan ongeveer 500 miljoen jaar geleden. Koralen zullen de snelle opwarming dus waarschijnlijk wel overleven, maar in welke mate en waar is de vraag.

Alles hangt af van wat de temperatuur de komende decennia gaat doen en of danwel hoe snel de koralen zich kunnen aanpassen. Lukt dat niet dan zal een groot gedeelte van de koralen het loodje leggen en zal de koraaldiversiteit afnemen. Voorlopig zijn de bewijzen voor aanpassing van koralen aan de snel stijgende temperatuur echter nihil en vormt de wereldwijde opwarming een ramp voor de koraalriffen en algehele soortendiversiteit op aarde.

Referenties:

Bruno et al., 2007. Thermal stress and coral cover as drivers of coral disease outbreak. Plos Biology 5 (6): e124.

Hoegh-Guldberg et al., 2007. Coral reefs under rapid climate change and ocean acidification. Science 318: 1737-1742.

Hoegh-Guldberg, O., 1999. Climate change, coral bleaching and the future of the world’s coral reefs. Greenpeace.

Jones et al., 2004. Coral decline threatens fish biodiversity in marine reserves. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 101: 8251-8253.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 november 2008

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE