Jolanda Verspagen en Jef Huisman concluderen op basis van nieuwe wiskundige modellen, laboratorium-experimenten en veldonderzoek 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.
Gevaren voor mens en dier
Dichte algengroei vormt een grote dreiging voor de waterkwaliteit en kan zelfs leiden tot vissterfte en verminderde 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 die hun bevindingen onlangs publiceerden in het wetenschappelijke tijdschrift PLOS ONE hebben een nieuwe manier gevonden om de oorzaken van algengroei te onderzoeken. “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.”
De modelvoorspellingen van de UvA-onderzoekers laten 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.
Problemen voor waterbeheer
“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 tevens 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.