Ecosysteemdiensten 6: Koralen en de mens

Koraalriffen zijn nuttig voor de mensheid

Koralen zijn niet alleen boeiend vanuit een biologisch standpunt, maar ook voor onze economie. Zo dienen vele riffen als kweekzone voor heel wat vissen en ongewervelden die we vangen en opeten. Minstens één miljard mensen haalt zijn eiwitten uit zeedieren die van koraalriffen komen. Een achtste van de wereldbevolking woont binnen 100 km van een koraalrif en zal waarschijnlijk een aantal voordelen halen uit de ecosysteemdiensten die koraalriffen bieden. Meer dan 275 miljoen mensen leven zelfs binnen de 30 km van riffen. Vijfhonderd miljoen mensen hangen voor hun inkomen af van wat de koraalriffen kunnen bieden.

 

Bron foto: Toby Hudson, Wikimedia, CC BY-SA 3.0

Ook beschermen ze de nabijgelegen kustgemeenschappen en stranden tegen al te hevige stormvloed: om en bij de 200 miljoen mensen zijn hiervan afhankelijk voor hun veiligheid, langs 150 000 km kusten in meer dan honderd landen. Zeker nu klimaatmodellen voorspellen dat we meer frequente en zwaardere stormen mogen verwachten, neemt het belang van gezonde riffen voor de verdediging van vele kusten alleen maar toe. Het alternatief – het bouwen van muren en dijken – zou kunnen neerkomen op 10 miljoen dollar per kilometer (zo bleek althans op de Malediven).

Chemische verbindingen afkomstig uit dieren en planten op koraalriffen dragen bij tot nieuwe behandelingen voor kanker, HIV, malaria en vele andere ziekten. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld een stof uit Caribische zakpijpen omgezet in een middel tegen kanker van de eierstokken. Ook muricenon A en B (afgeleid van het hoornkoraal Muricea) kan helpen om tumoren te bestrijden. Andere verbindingen, zoals erectathiol (een product van het zachte koraal Nephthea erecta) en sarcophytolide (uit Sarcophyton glaucum, een zacht koraal uit de Rode Zee), kunnen worden ingezet als antibioticum. Nog weer andere stoffen helpen ontstekingen te weren. Aangezien we ternauwernood de levende wezens in en om deze riffen kennen, is het potentieel voor nieuwe farmaceutisch waardevolle ontdekkingen enorm.

En ten slotte bieden deze riffen vele onderwaterrecreanten de mogelijkheid om ter plekke te genieten van al die biologische schoonheid.

Om de totale economische waarde van de koraalriffen op aarde eens in een getal uit te drukken: een recente studie schatte de netto-meerwaarde ervan voor de hele aarde op 29,8 miljard dollar per jaar (zie grafiek verderop). De koraalriffen rond Hawaii alleen al bieden een economische meerwaarde van 360 miljoen dollar per jaar.


 

 

De economische waarde van de koraalriffen op aarde.
Bron: NOAA / reefresilience.org

 

Desondanks ondervinden koraalriffen verschillende bedreigingen door menselijke activiteiten. Meer dan de helft van alle koraalriffen op de planeet, zo blijkt uit een studie van 2008, is bedreigd in zijn voortbestaan of is al effectief verdwenen, door een combinatie van lokale en wereldwijde oorzaken. Wetenschappers voorspellen dat tegen 2050 ongeveer 75% van de riffen in de wereld in groot gevaar zijn als de ecologische bedreigingen niet afnemen (en wie wil kan dit HIER zelf opvolgen). Zo brengen we op middellange termijn ons eigen welzijn in gevaar.

 

Bron: Burke, L., Reytar, K., Spalding, M., & Perry, A. (2011). Reefs at risk revisited. World Resources Institute. ISBN 978-1-56973-762-0. Creative commons licentie.

 

 

 

 

 

Koralen verliezen hun kleur

De belangrijkste bedreiging voor de koraalriffen wereldwijd is de gestaag stijgende concentratie aan koolstofdioxide in de atmosfeer. Sinds het begin van de Industriële Revolutie ongeveer 150 jaar geleden, is de hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) in de lucht met een derde toegenomen. Ongeveer 50 procent blijft in de atmosfeer, nog eens 25 procent wordt geabsorbeerd door planten en bomen en de resterende 25 procent van alle CO2-uitstoot wordt geabsorbeerd door de oceanen. Die verhoogde concentratie CO2 in de oceaan heeft een grote impact op het leefmilieu van alle organismen: die worden namelijk zuurder en warmer.

Beginnen we met die verzuring. Wanneer koolzuurgas oplost in water (zoals dat van de oceaan, maar ook van je spuitwater), gebeurt dat door de vorming van H2CO3, koolzuur:

                                                           H2O + CO2 ? H2CO3                                                       (1)

Deze stof is, zoals de naam al aangeeft, een zuur, en zal zich ook als dusdanig gedragen. Wanneer een zuur in water terecht komt, splitst het zich op in de zuurrest carbonaat (CO32-) en in vrije waterstofionen (H+):

                                              H2CO3 ? H+ + HCO3 ? 2H+ + CO32-                                          (2)

Hoe meer vrije waterstofionen, hoe zuurder de oceaan. En naarmate er meer CO2 in de atmosfeer terechtkwam, verzuurden de oceanen. Om het chemisch uit te drukken – sinds het begin van de Industriële Revolutie daalde de pH van de oceanen van 8,1 naar 7,9. Is dat veel? Eigenlijk wel. Om te beginnen leert de scheikunde ons dat een pH-waarde via een logaritme berekend wordt. Een daling van 0,2 pH-eenheden is bijna een verdubbeling van de hoeveelheid zure waterstofionen. Daarnaast weten we dat kalk (calciumcarbonaat, CaCO3) oplost in zure omstandigheden:

                                                         CaCO3 ? Ca2+ + CO32-                                                     (3)

Deze verhoogde oplosbaarheid van calciumcarbonaat is een catastrofe voor koralen en andere mariene organismen (coccolithoforen, foraminiferen, schelpen van weekdieren en van schaaldieren) om hun skeletten en schelpen te laten groeien: door meer CO2 in het water kunnen deze dieren minder sterke schelpen en skeletten maken, waardoor ze kwetsbaarder worden voor ziekten en vernietiging door stormen. We zien dat dit de overlevingskansen van mariene ongewervelden nu al laat dalen.

 

 

Verbleekt koraal bij het Heron Reef, een deel van het Groot Barrièrerif
Bron: Acropora, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

 

Daarnaast zorgt die verhoogde concentratie CO2 in de atmosfeer voor een stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde, en ook dat maakt het moeilijk voor koralen om te overleven. Zoals we hierboven al aanhaalden, gaan de koralen in de oceaanriffen symbiotische relaties aan met zoöxanthellen, eencellige algen. Komt het koraalrif echter onder druk te staan (iets wat ecologen ook wel stress noemen), zoals wanneer het oceaanwater langzaam warmer wordt, dan stoten de koralen deze zoöxanthellen af. Dit is het best te zien doordat de riffen daarmee ook hun aantrekkelijke kleuren verliezen. Wetenschappers spreken daarom van koraalverbleking (bleaching in het Engels). Echter, wanneer koralen hun algen verliezen, verliezen ze niet alleen hun kleur, maar ook hun ingebouwde extra voedselbron. Wanneer deze periode van ecologische stress niet te lang duurt, zullen de koralen zich opnieuw laten koloniseren door de zoöxanthellen en zal het rif zich herstellen. Wanneer de stress daarentegen te lang blijft duren, begint het koraalrif af te sterven. Gestreste koralen kunnen immers niet meer instaan voor hun volledige voedselvoorziening, en ze zijn daarenboven vatbaarder voor infecties. Vermits de koraalriffen de basis vormen van het ecosysteem, ondervinden ook de andere soorten en levensvormen op het rif de gevolgen van deze verbleking: de ongewervelden en de vissen die op het rif foerageren en zich er verstoppen voor hun natuurlijke vijanden, verliezen hun habitat (hun thuis), en lijden onder de malaise van het rif. Finaal daalt de diversiteit aan soorten op de koraalriffen.

Naast verzuring en opwarming kampen koralen nog met heel wat meer bedreigingen. Wanneer de zeespiegel stijgt, komen de koraalriffen dieper te liggen. Daardoor krijgen de wieren die in de riffen leven, minder licht om mee te groeien, waardoor ook de koralen zelf minder voedsel hebben. De opwarming van de planeet zorgt ook voor een toename van de frequentie en intensiteit van tropische stormen: orkanen en cyclonen winnen daardoor aan snelheid en aan kracht, en kunnen de koralen extra beschadigen.

Hoe ernstig is deze situatie? Een recent rapport van de Intergouvernementele Werkgroep inzake Klimaatverandering (wereldwijd beter bekend als het IPCC) stelt dat bij één graad opwarming tropische koraalriffen te maken zullen krijgen met "zeer frequente perioden van massale sterfte", al kunnen de riffen zich daarbij achteraf nog herstellen. Als de temperaturen stijgen tot twee graden boven het pre-industriële niveau, lopen koraalriffen echter het gevaar volledig te verdwijnen. En dat dat risico reëel is, blijkt meer uit een aantal recente gebeurtenissen. De wetenschappers van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) hebben recent drie wereldwijde perioden van koraalverbleking gedefinieerd: 1998, 2010 en 2014-2017. In die laatste periode stierf twee derde van de koralen in het noordelijke deel van het Great Barrier Reef in Australië, en wellicht duurt het tien tot vijftien jaar vooraleer de riffen in die zone zich kunnen herstellen. Doordat de gemiddelde temperatuur van de oceanen echter is toegenomen, en de kansen op een nieuwe verbleking zo zijn toegenomen, zou die periode echter wel eens veel langer kunnen duren.

En dat heeft ook economische gevolgen. Wereldwijd kost koraalverbleking de mensheid 100 miljard euro, over de volgende 50 jaar.

 

Koraalverbleking – uitgelegd door het NOAA (publiek domein)

 

We breken en hakken en boren door de riffen

En dan zijn er de manieren waarop de mensheid omgaat met koraalriffen en hun ecosystemen.

Overmatige en niet-duurzame bevissing heeft een effect op meer dan 55 procent van de koraalriffen ter wereld. Niet alle algen zijn bijvoorbeeld goed voor de gezondheid van een koraalrif. Een te veel aan verkeerde algen kan het rif overgroeien en ervoor zorgen dat er te weinig voedsel bij de koralen geraakt (of zonlicht bij de symbiotische zoöxanthellen). Onder normale omstandigheden zorgen een aantal herbivore vissen (zoals de papegaaivis en de doktersvis) ervoor dat de algen op het rif niet te sterk kunnen doorgroeien. Ze grazen de wieren weg en houden het rif netjes. Wanneer deze vissen verdwijnen (omdat ze worden weggevist), wordt het delicate evenwicht van het ecosysteem van het koraalrif verstoord en kunnen deze wieren de riffen verstikken.

Deze vissen verdwijnen bovendien omdat vissers op en rond de koraalriffen andere vismethoden zijn beginnen gebruiken (zie MeNS 81, Overbevissing), die veel minder selectief zijn dan de traditionele methoden. Sommige vissers gebruiken bijvoorbeeld explosieven tijdens het vissen, en vernietigen zo grote delen van de riffen. Sleepnetten over de bodem vernietigen vrijwel alles waar ze overheen worden gesleept.

Anderen gebruiken een dosis cyanide om de grotere vissen te verdoven (om ze te vangen en te verkopen aan aquariumliefhebbers), maar dit vergiftigt kleinere vissen en ongewervelde zeedieren (zoals de koralen). De handel in siersoorten brengt wereldwijd naar schatting 200 miljoen tot 330 miljoen dollar op, waarbij het grootste deel uit Zuidoost-Azië komt, en wordt ingevoerd in de Verenigde Staten en Europa. De handel in levende dieren voor latere consumptie (levend rifvoedsel) zit vooral in Zuidoost-Azië, waarbij de meerderheid van de vis uit de Filippijnen en Indonesië wordt geëxporteerd naar Hong Kong en China. De totale waarde hiervan bedroeg in 2002 maar liefst 810 miljoen dollar. Levende vissen brengen vier tot acht keer meer op dan dezelfde dode vissen – tot 180 dollar per kilogram voor graag geconsumeerde soorten zoals de Napoleonvis (Cheilinus undulatus) of de barramundi (Lates calcarifer). Levend vissen, met alle gevolgen van dien voor de riffen, is dan ook een zeer lucratieve industrie is voor zowel vissers als handelaren. Wereldwijd leidt dit tot de ineenstorting van visbestanden, wat niet alleen de economische stabiliteit en de voedselzekerheid van lokale gemeenschappen bedreigt, maar ook koraalriffen ernstig in gevaar brengt.

 

Links: een Napoleonvis van op het Great Barrier Reef, Cairns, Australia.
Rechts: een barramundi in de National Zoo & Aquarium in Canberra, Australia

Bronnen: Leonard Low, Flickr, CC BY 2.0
Mitch Ames, Wikipedia, CC By-SA 4.0

 

Ook de koralen zelf zijn een gegeerd goed. De mooiste stukken koraal (bv. van de zwarte koralen, zoals op de foto) worden afgebroken om er sieraden of versiersels voor de huiskamer van te maken. Door het kopen van sieraden of andere souvenirs gemaakt van koraal of ander marien leven, dragen toeristen en andere consumenten vaak onbewust bij tot de vernietiging van riffen.

 

Lillipathes, een van de zwarte koralen, gegeerd voor zijn esthetische kwaliteiten. Het skelet van zwarte koralen bestaat niet uit kalk, maar uit keratine, net als onze nagels en haren. Ze komen vooral voor in de tropische zones van de Indische en westelijke Stille Oceaan, en in de Caribische Zee.
Bron: NOAA, publiek domein.

 

Stukken koraal worden vaak op grote schaal verwijderd om te dienen voor gebouwen, bij de aanmaak van cement of als opvulsel bij de aanleg van nieuwe wegen. Op andere plaatsen werden allerlei constructies (zoals aanlegsteigers) zelfs bovenop de riffen gebouwd.

Ook toeristen die op de riffen duiken, kunnen zorgen voor schade. Snorkelaars of duikers die de koralen aanraken met hun handen of hun vinnen, erop lopen of ertegen schoppen, kunnen koraalriffen vernietigen. Zelfs in de buurt komen kan zorgen voor problemen: opwaaiend zand houdt het zonlicht tegen waar de zoöxanthellen van leven. En soms wordt een scheepsanker achteloos uitgeworpen boven op een rif, en ook dat zorgt voor schade. Wanneer koraalriffen worden beschadigd, duurt het trouwens zeer lang voor ze zich kunnen herstellen. De riffen groeien vaak met minder dan éen centimeter per jaar weer terug. Zo heeft elke actie die een koraalrif beschadigt, gevolgen op lange termijn.

En verder zijn er nog verschillende bronnen van vervuiling. Afval van op het land of van op schepen (zoals verloren visnetten) blokkeert weer het invallende zonlicht. Chemicaliën, maar ook een overaanbod van voedingsstoffen zoals nitraten, fosfaten en mest, verstoren de chemische evenwichten op de riffen. Veel landen met koraalriffen hebben weinig of geen rioolwaterzuivering: in de Caribische Zee, in Zuidoost-Azië en in de Stille Oceaan komt naar schatting 80 tot 90 procent van het afvalwater onbehandeld in zee. Nochtans brengt elke dollar die in afvalwaterzuivering geïnvesteerd wordt, minstens het drievoudige op doordat gezondheidszorg of natuurbescherming minder kosten met zich meebrengen. Ten slotte kan ook de scheepvaart de gezondheid van koraalriffen ondermijnen. Olie die vrijkomt bij de dagelijkse activiteit aan boord van schepen, op booreilanden en uit pijpleidingen heeft langetermijneffecten op de gezondheid van koralen. Blootstelling van de dieren aan olieresten leidt tot problemen met hun ontwikkeling, zorgt voor meer verbleking, en doodt de larven van de poliepen. En niet enkel olie is een probleem, ook cruiseschepen zorgen voor een extra belasting van de ecosystemen overal ter wereld. In 2009 vervoerden meer dan 230 cruiseschepen wereldwijd naar schatting 13,4 miljoen passagiers. Echter, een typische cruise van een week op een groot schip (3000 passagiers en bemanning) genereert bijna 800 m3 afvalwater, 3700 m3 grijs (vervuild) water, een halve kubieke meter gevaarlijk afval en 8 ton vast afval (70 keer meer vast afval per dag dan een vrachtschip overigens).

Kortweg - ondanks de belangrijke ecologische waarde van koraalriffen, en ondanks hun groot economisch potentieel, slagen we er als mensheid niet in om de koraalriffen afdoende te beschermen. Ooit gaat ons dat nog zuur opbreken. Hopelijk niet als het al te laat is.

 

 

Extra leesvoer

Burke, L., D. Bryant, J. McManus, and M. Spalding. 2008. Reefs at Risk. World Resources Institute (WRI): 56 p.

Ray, G.C. 1988. Ecological diversity in coastal zones and oceans. Pp. 36-50. In: Wilson, E.O (ed.). Biodiversity. National Academy Press, Washington, D.C., U.S.A.

Wilkinson, C. and F. Talbot, 2001, Coral Reefs, Mangroves and Seagrasses: A Sourcebook for Managers

 

 

 

Deze blogpost is een aanvulling op Elementair, onze podcast over wetenschap, hier te vinden op Spotify.

Deze podcast wordt gesteund door het Fonds Ernest Solvay via de Koning Boudewijnstichting

Geplaatst door Geert op 15/12/2019 om 19:17