Bijlage 1b Achterbergse Hooilanden Bijlagen bij de toelichting
Tekst van het document
1.3.2
Focus en doelstelling Afplaggen is in principe noodzakelijk om de fosfaatverzadigde bodemlaag te verwijderen omdat onderzoek van Kemmers et al. (2004) laat zien dat inundatie van fosfaatverzadigde bodems leidt tot fosfaatmobilisatie, ongeacht het type inundatiewater. Volgens het advies van Giesen en Geurts (2004) dat is opgesteld voor de Achterbergse hooilanden, hoeft niet overal te worden geplagd om de kwel aan het oppervlak te krijgen. Op andere plaatsen is de bodem zo diep fosfaatverzadigd, dat plaggen niet helpt. Dit plagadvies is één van de leidraden voor de inrichting van de Achterbergse hooilanden: niet teveel plaggen op plaatsen waar dat niet nodig is, en diep plaggen op plaatsen waar plaggen weinig zin heeft. Op die laatste plaatsen kun je dan extra berging creëren met een voedselrijk (al dan niet aquatisch) natuurdoeltype. Met de gegevens die dit bodemonderzoek oplevert, kan beter worden onderbouwd waar de meeste potenties liggen voor het ontwikkeling van schraalgraslanden en waar dit weinig kansrijk is. Dit is een belangrijk sturende factor voor de afweging waar en met welke frequentie en diepte water mag worden geborgen.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -2-
27 oktober 2005
2
RELATIE TUSSEN ECO-HYDROLOGISCH SYSTEEMTYPE EN NATUURONTWIKKELING
2.1
Standplaatscondities Op basis van de geomorfologische begrensbaarheid en de positie in het regionale hydrologische systeem van het Binnenveld kan aan dit gebied het hydro-ecologische systeemtype ‘Beekdalsystemen met regionale kwel’ worden toegekend. Op basis van verschillen in standplaatscondities kunnen binnen dit systeem gebieden sterk verschillen in het voorkomen van plantengemeenschappen. Deze verschillen zijn vaak gradueel en het is dan ook moeilijk om scherpe grenzen te trekken. Binnen dit hydro-ecologische systeemtype worden dan ook varianten gedefinieerd. Een variant beschrijft de gradiënt in plantengemeenschappen, standplaatscondities en bodemtype bij een specifieke situatie wat betreft de volgende vier karakteristieken: -
bodemmateriaal; kwaliteit van de voedende watersystemen; sterkte van de kwelfluxen; overstromingsinvloed.
De natuurdoelen voor het lage deel van het Binnenveld zijn schraalgraslanden. Schraalgraslanden vormen in dit stadium nog een verzamelbegrip. Welke schraalgraslanden waar kunnen voorkomen wordt bepaald door de vier hierboven genoemde karakteristieken. Bij de Anti-verdrogingsstudie (Haarman et al, 2003) is nadrukkelijk gebruik gemaakt van deze kennis om op basis van lokalisatie van deze karakteristieken te bepalen waar welke typen schraalgrasland voor kunnen komen. Hydro-ecologische kennis aangaande deze typen geeft een beeld van de benodigde herstel- dan wel ontwikkelingsmaatregelen om de gewenste standplaatscondities te realiseren. Ten aanzien hiervan worden hier twee voor de vervolgstudie belangrijke aspecten genoemd. Inzicht in deze aspecten is nodig om de kansrijkdom van ontwikkeling van schraalgraslanden nader te lokaliseren én om te achterhalen waar combinatie van deze ontwikkeling met waterberging mogelijk is. Dit zijn: 1. Onduidelijk is of het bodemmateriaal dat aan de oppervlakte ligt of komt na het verwijderen van 20 cm van de toplaag (zoals uitgangspunt in Haarman et al. 2003) de geschikte standplaatscondities heeft. 2. Voor schraalgraslanden is de overstromingsinvloed (frequentie, duur en diepte) van belang samen met de kwaliteit van het inundatiewater.
Dit is in de Antiverdrogingsstudie niet meegenomen maar wordt in de vervolgstudie van groot belang omdat het nu gaat om de twee opgaven – natuurontwikkeling en waterberging – met elkaar te combineren.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -3-
27 oktober 2005
Ten aanzien van aspect 1 kan worden opgemerkt dat als het uit nadere analyse van de bodem blijkt dat plaggen niet overal hoeft of dat plaggen geen zin heeft omdat de bodemcondities tot diep ontoereikend zijn (bijvoorbeeld door fosfaatverzadiging of een te geringe kwelinvloed waardoor de basentoestand (bufferend vermogen) ontoereikend is), er beter aangestuurd kan worden op de realisatie van andere, meer natte, voedselrijke overstromingstolerante natuurdoeltypen (moerassfeer). Afplaggen wordt dan afgraven. Een mogelijk voordeel is dat dan lokaal ruimte ontstaat voor meer berging, waardoor overstromingsgevoelige schraalgraslanden (deels) ontzien kunnen worden. Dit komt bovendien overeen met de opgave die er in het Binnenveld ligt om langs het Valleikanaal een ecologische verbindingszone te realiseren. De natuurdoeltypen die hierbij voor ogen staan, zijn vegetaties van open water, moeras en (riet)ruigte). Het tweede aspect vormt onderdeel van de vervolgstudie Binnenveld - Integratie van anti-verdroging en berging waarbinnen voor de schraalgraslandtypen bandbreedtes voor tolerantie zullen worden benoemd. Met het inzicht in de bodemchemische toestand en de bandbreedtes voor de tolerantie ten aanzien van inundatiefrequentie, -duur en – diepte is het hele verhaal echter nog niet verteld (zie paragraaf 2.2).
Met inzicht in de humusvorm, de basentoestand en de fosfaattoestand van de bodem kan wel worden vastgesteld waar en in hoeverre plaggen nuttig dan wel noodzakelijk kan zijn.
2.2
Interactie tussen bodem en water Gelet op de geologische, geomorfologische en hydrologische karakteristieken en positie van het gebied zijn er verschillende bodemkundige aspecten en sturende interacties tussen bodem en water te verwachten. Zo kan (winter)inundatie met regen- of oppervlaktewater of sulfaatrijk grondwater in veraarde veenlagen leiden tot fosfaatmobilisatie en daarmee eutrofiëring. Grondwater kan niet zoveel kwaad indien er veel ijzer in de bodem aanwezig is. Indien ijzer echter afwezig is, treedt eutrofiëring of verzuring op. Plaggen is een effectieve maatregel om de fosfaatverzadigde toplaag te verwijderen. Echter wel pas nadat is vastgesteld tot op welke diepte de fosfaatverzadiging aanwezig is. Indien de bodemverlaging zo ver reikt dat zich een permanent geïnundeerde situatie voordoet, zullen weer andere problemen de ontwikkeling van schraalgraslanden onmogelijk maken. Bij plaggen moet daarnaast worden nagegaan wat de bodemeigenschappen zijn van de laag die dan aan maaiveld komt te liggen, zoals ijzerconcentratie en zuurbufferend vermogen, zodat met het plaggen niet zondermeer geschikte bodemeigenschappen worden “weggegooid”. Algemeen kan gesteld worden dat het vasthouden van eigen water (neerslag) ten aanzien van de nutriëntenbeschikbaarheid gunstig uitpakt. Ten aanzien van stikstof lijkt deze conclusie wel gerechtvaardigd.
Ten aanzien van fosfaat ligt het echter een stuk complexer (zie bijlage 1). Afplaggen is in principe noodzakelijk om de fosfaatverzadigde bodemlaag te verwijderen omdat onderzoek van Kemmers et al. (2004) laat zien dat inundatie van fosfaatverzadigde bodems leidt tot fosfaatmobilisatie, ongeacht het type inundatiewater.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -4-
27 oktober 2005
3
BODEMCHEMISCH ONDERZOEK: FOSFAATVERZADIGING EN BASENTOESTAND NATUURTERREINEN
3.1
De onderzoeksterreinen Staatsbosbeheer heeft informatie geleverd over de ligging van de terreinen die op dit moment in haar bezit zijn. Dit zijn deze terreinen waar het bodemchemisch onderzoek zich concentreert, ten einde zicht te krijgen op het nut van afplaggen van de bouwvoor c.q. veraarde toplaag. De uitzondering hierop wordt gevormd door de eerder vermelde bestaande natuurreservaten. Figuur 1 geeft een overzicht van de onderzoeksgebieden. Figuur 1. Overzicht van de onderzoeksgebieden in het Binnenveld
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -5-
27 oktober 2005
3.2
Te bepalen parameters In bodems van schraalgraslanden spelen naast de nutriëntenrijkdom (fosfaatverzadiging en stikstof) de basentoestand (calciumverzadiging) en ijzerrijkdom een belangrijke rol. De twee laatste aspecten zijn in veraarde dan wel verzuurde toplagen (landbouwbodems) vaak sterk afgenomen terwijl het eerste aspect veelal sterk is toegenomen. Samen met het organische stofgehalte zorgen deze drie aspecten in een complex biogeo-chemisch bodemproces voor al dan niet gunstige condities voor ontwikkeling van schraalgraslanden. Voor het bepalen van het nut van afplaggen en de diepte ervan is het zaak inzicht te krijgen in: − humusprofiel en humusvorm; − organisch stofgehalte van de bodem; − fosfaatverzadiging van de bodem; ∗ fosfaat-, ijzer- en aluminiumconcentratie van de bodem; − basentoestand van de bodem; ∗ kationenadsorptiecomplex; ∗ calciumverzadiging; − totaal stikstof en fosfaat. Het is voor het doel dat wordt beoogd niet nodig om in alle onderzoeksgebieden een groot aantal bodemmonsters te nemen en deze te analyseren. Onderzoek van Kemmers et al. (2001) toont aan dat er een relatie bestaat tussen de nutriëntenrijkdom, de basentoestand en ijzerrijkdom en het bodemprofiel. Er is daarom gekozen voor een werkwijze waarbij veel bodemmonsters worden gestoken waarna de profielen die in een monster aanwezig zijn worden beschreven.
De bodemmonsters worden gestoken over een diepte van circa 80 cm maar niet dieper dan het grondwater. Met het vaststellen van de samenstelling van de profielen, de gelaagdheid hierin en de dikte ten opzichte van elkaar, kan vervolgens de humusvorm van de bodem worden afgeleid (Van Delft 2004). Overeenkomstige profielen worden samengevoegd tot een beperkt aantal monsters. Deze monsters worden geanalyseerd op de bovengenoemde parameters. De resultaten worden vervolgens ruimtelijk opgeschaald op basis van de overeenkomstige humusvorm. Met het ‘aflezen’ van de humusvorm wordt het relatief eenvoudig om een eerste indicatie te krijgen van de noodzaak tot plaggen en de diepte tot waar dit dan dient te gebeuren. Uit de analyses van Kemmers (2004) blijkt namelijk een verband te bestaan tussen het substraattype en de mate van fosfaatverzadiging. Op basis van de substraatbeschrijving via de humusvorm kan het nut van plaggen en de plagdiepte in principe worden aangegeven. Een ‘mooi’ humusprofiel duidt op gunstige condities voor ontwikkeling van schraalgrasland. In bijlage 2 wordt uitgebreid ingegaan op de theoretische achtergrond van het gebruik van humusprofielen en humusvorm. In hoofdstuk 5 worden de analyseresultaten besproken en wordt de ruimtelijke verdeling van de humusvormen gepresenteerd.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -6-
27 oktober 2005
3.3
Veldwerk In totaal zijn er 119 bodemmonsters genomen. Van 104 hiervan zijn de profielen beschreven. De overige 15 waren in het veld op het oog identiek aan een eerder gestoken bodemmonsters. Op basis hiervan is aan deze 15 bodemmonsters een profielbeschrijving toegekend. De locaties van de bodemmonsters zijn weergegeven in figuur 2. Figuur 2. Locaties binnen de onderzoeksgebieden waar bodemmonsters zijn genomen
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -7-
27 oktober 2005
Bij het nemen van de bodemmonsters is van de betreffende locatie steeds een beknopte analyse van de huidige vegetatie gemaakt. Dit is gedaan door het noteren van de dominante en meest kenmerkende plantensoorten (bijlage 3). Deze gegevens zijn gebruikt voor een eenvoudige vegetatiekundige analyse van de huidige graslanden. Naast de bodemchemische condities vormt de informatie over de ontwikkelingspotentie vanuit de bestaande vegetatie én de mogelijke aanwezigheid van doelsoorten natuurlijk belangrijke informatie voor het vaststellen van waar en over welke diepte er geplagd moet worden. In hoofdstuk 4 wordt kort op de vegetatiekundige analyse ingegaan.
3.4
Doorkijk naar Vervolgstudie Binnenveld - Integratie van anti-verdroging en berging Met de onderzoeksresultaten kan binnen de vervolgstudie worden gezocht naar optimalisatie van de locatiekeuze voor de ontwikkeling van schraalgraslanden en voor waterberging. Door eventueel te kiezen voor andere natuurdoeltypen kan voorts worden gestuurd op optimalisatie van het samengaan van natuurontwikkeling en waterberging en ontstaat voor inzicht in de doelrealisatie van de verschillende natuurdoeltypen.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -8-
27 oktober 2005
4
ACTUELE VEGETATIE
4.1
Vegetatietypen Tijdens de bemonstering van de bodemprofielen in week 19 (9 t/m 12 mei 2005) is een globale vegetatiekartering uitgevoerd. Per monsterlocatie zijn aanwezige dominante en karakteristieke soorten opgenomen. Ook locaties waar geen bodemmonster gestoken is maar wel een opmerkelijke vegetatie voorkwam, zijn ingemeten en beschreven. Op basis van de kenmerkende soorten is de vegetatie op de 135 monsterlocaties onderverdeeld in zestien vegetatietypen welke vernoemd zijn naar een aanwezige dominante of kenmerkende soort (tabel 1). Tabel 1. Vegetatietypen en bijbehorende dominante en kenmerkende soorten Vegetatietype
Dominante en kenmerkende soorten
Akkerdistel
Akkerdistel, Grote brandnetel en Engels raaigras
Dotterbloem
Scherpe zegge, Dotterbloem en Echte koekoeksbloem
Engels raai
Engels raaigras, Ruw beemdgras en Paardebloem
Geknikte vos I
Geknikte vossenstaart, Fioringras en Kruipende boterbloem
Geknikte vos II
Geknikte vossenstaart, Pinksterbloem en Reukgras
Grote vos I
Grote vossenstaart, Geknikte vossenstaart en Veldzuring
Grote vos II
Grote vossenstaart, Reukgras, Scherpe boterbloem en Veldzuring
Grote zeggen
Scherpe zegge, Moeraszegge en Liesgras
Holpijp
Holpijp, Zwarte zegge en Pinksterbloem
Pinksterbloem
Pinksterbloem, Fioringras en Kruipende boterbloem
Pitrus
Pitrus, Fioringras en Geknikte vossenstaart
Ridderzuring
Ridderzuring en Akkerdistel
Witbol I
Gestreepte witbol, Engels raaigras en Kruipende boterbloem
Witbol II
Gestreepte witbol, Reukgras en Veldzuring
Zachte dravik
Zachte dravik, Gewone hoornbloem en Ridderzuring
Zwarte zegge
Zwarte zegge, Tweerijige zegge en Holpijp
In bijlage 3 is per locatie aangegeven welke soorten voorkwamen. De verspreiding van de monsterpunten en vegetatietypen is weergegeven in figuur 3. De verschillende vegetatietypen worden hierna afzonderlijk besproken. 4.1.1
Akkerdistel en Ridderzuring De vegetatietypen ‘Akkerdistel’ en ‘Ridderzuring’ lijken sterk op elkaar. ‘Akkerdistel’ is in werkgebied D, rond de monsterpunten 37 t/m 40, I en L aangetroffen, ‘Ridderzuring’ alleen in I. Naast Akkerdistel (Cirsium arvense) en Ridderzuring (Rumex obtusifolius)komen ook andere ruigtekruiden als Grote brandnetel (Urtica diocia) en Speerdistel (Cirsium vulgare) in dit type voor. Deze soorten wijzen op voedselrijke, vochtig tot droge gestoorde grond.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 -9-
27 oktober 2005
Figuur 3. Verspreidingskaart van de vegetatietypen in Binnenveld
4.1.2
Dotterbloem Het type ‘Dotterbloem’ is vrijwel beperkt tot werkgebied A. In werkgebied K komt het ook in en langs enkele greppels voor. In dit vegetatietype zijn veel bijzondere soorten aanwezig. Naast de naamgevende Dotterbloem (Caltha palustris), komen kleine en grote zeggen, als Tweerijige zegge (Carex disticha), Zwarte zegge (C. nigra) en Scherpe zegge (C. acuta), Moeraswalstro (Galium palustre), Egelboterbloem (Ranunculus flammula), Echte koekoeksbloem (Lychnis flos-cuculi), Holpijp (Equisetum fluviatile) en Zeegroene muur (Stellaria palustris) in dit type voor. Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 10 -
27 oktober 2005
Vegetatiekundig vertoont dit vegetatietype de meeste overeenkomsten met het natuurdoeltype ‘vochtige en natte schraalgraslanden’. Bovengenoemde soorten zijn kenmerkend voor plantengemeenschappen van het Dotterbloem-verbond (Calthion palustris) en het Verbond van Zwarte zegge (Caricion nigrae). Vegetatiekundig is het type te duiden als een rompgemeenschap van één van deze verbonden, zoals de Rompgemeenschap van Tweerijige zegge (RG Carex disticha-[Calthion palustris]) van het Dotterbloem-verbond. 4.1.3
Engels raai Soortenarme graslanden gedomineerd door Engels raaigras (Lolium perenne) en Ruw beemdgras (Poa trivialis) zijn gerekend tot het type ‘Engels raai’. Naast beide grassen zijn ook de (spaarzaam) aanwezige kruiden als Paardenbloem (Taraxacum officinale) en Vogelmuur (Stellaria media) kenmerkend voor intensief gebruikte agrarisch grasland. In Binnenveld komen deze graslanden in de werkgebieden H, I en J voor. De soortenarme graslanden zijn onder te brengen in de Rompgemeenschap van Engels raaigras en Ruw beemdgras (RG Lolium perenne – Poa trivialis-[Phragmitea majoris]) uit de Weegbree-klasse (Plantaginetea majoris). Deze gemeenschap is kenmerkend voor intensief beheerde, (zwaar) bemeste weilanden (Schaminée et al. 1996). Foto 1. In vegetatietype ‘Engels raai’ is Paardenbloem één van de weinige kruiden (monsterpunt 28)
4.1.4
Geknikte vos I Type ‘Geknikte vos I’ is meest voorkomende vegetatietype in Binnenveld en komt in bijna alle werkgebieden voor. Het type wordt gekenmerkt door een hoge aanwezigheid van Geknikte vossenstaart (Alopecurus geniculatus), Fioringras (Agrostis stolonifera) en Kruipende boterbloem (Ranunculus repens). Het voorkomen van deze drie genoemde soorten wijst op een relatief voedsel-, voornamelijk stikstofrijke, bodem welke ’s winters en dikwijls tot ver in het voorjaar onder water staat. Het vegetatietype ‘Geknikte vos I’ bestaat voornamelijk uit soorten van de Weegbree-klasse, in het bijzonder van het Zilverschoon-verbond (Lolio-Potentillion anserinae). Het ontbreken van associatiekensoorten geeft echter aan dat het vegetatietype ’Geknikte vos I’ slecht ontwikkeld is en een derivaat- of rompgemeenschap, zoals de Rompgemeenschap van Fioringras (RG Agrostis stolonifera-[Lolio-Potentillion anserinae]), betreft.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 11 -
27 oktober 2005
4.1.5
Geknikte vos II ‘Geknikte vos II’ is alleen in werkgebied A aangetroffen. Ook in dit vegetatietype komen Geknikte vossenstaart en Fioringras veelvuldig voor. Dit vegetatietype is echter soortenen kruidenrijker dan het vorige door de aanwezigheid van Reukgras (Anthoxanthum odoratum), Pinksterbloem (Cardamine pratensis) en Pitrus (Juncus effusus). Lokaal komen ook Zwarte zegge en Scherpe zegge voor. Dit vegetatietype vertoont ook verwantschap met plantengemeenschappen van het Zilverschoon-verbond, vooral met de Associatie van Geknikte vossenstaart (RanunculoAlopecuretum geniculati). Ook deze associatie is kenmerkend voor langdurige natte, geïnundeerde bodems (Schaminée et al. 1996). Foto 2. Het voorjaarsaspect van vegetatietype ‘Geknikte vos II’ met Kruipende boterbloem en Pitrus (monsterpunt 14)
4.1.6
Grote vos I Op hogere standplaatsen langs het Valleikanaal, waar inundatie (van regenwater) in mindere mate voorkomt, komt het vegetatietype ‘Grote vos I’ voor. Dit vegetatietype wordt gekenmerkt door een hoog aandeel van Grote vossenstaart (Alopecurus pratensis) en Veldzuring (Rumex acetosa). In de ondergroei is Geknikte vossenstaart nog wel sterk aanwezig. Dit vegetatietype vertoont verwantschap met plantengemeenschappen van het verbond van Grote vossenstaart (Alopecurion pratensis). Associatiekensoorten ontbreken echter, de meeste verwantschap ligt dan ook bij de Rompgemeenschap van Grote vossenstaart en Kweek (RG Alopecurus pratensis – Elymus repens-[Arrhenateretalia]) van dit verbond (Schaminée et al., 1996).
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 12 -
27 oktober 2005
Foto 3. Vegetatietype ‘Grote vos I’ wordt gedomineerd door Grote vossenstaart en Veldzuring (monsterpunt 49)
4.1.7
Grote vos II ‘Grote vos II’is de soortenrijkere variant van het vorige type. In de percelen van de werkgebieden G, I en K komen ook Reukgras en Scherpe boterbloem (massaal) voor. In lagere delen van de percelen, zoals greppels, zijn onder andere Pinksterbloem, Tweerijige zegge en Echte koekoeksbloem aanwezig. Ook dit type duidt op verwantschap met plantengemeenschappen van het verbond van Grote vossenstaart. Door de aanwezigheid van soorten uit het Dotterbloem-verbond is de verwantschap met de Rompgemeenschap van Grote vossenstaart en Echte koekoeksbloem (RG Alopecurus pratensis - Lychnis flos-cuculi-[AlopecurionMolinietalia]). Foto 4. In greppels in ‘Grote vos II’ komen Echte koekoeksbloem en Tweerijige zegge voor (monsterpunt 113)
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 13 -
27 oktober 2005
4.1.8
Grote zeggen Het type ‘Grote zeggen’ is op diverse locaties in Binnenveld aanwezig waar het is aangetroffen in laagten in percelen of langs greppels. Naast diverse zeggesoorten als Scherpe, Tweerijige en Moeraszegge komen lokaal ook Echte koekoeksbloem en Holpijp in dit vegetatietype voor. De (lokale) aanwezigheid van deze soorten duidt op overeenkomsten met het vegetatietype ‘Dotterbloem’. Het vegetatietype ‘Grote zeggen’ vertoont overeenkomsten met plantengemeenschappen van de Rietklasse (Phragmitetea) zoals het Verbond van Scherpe zegge (Caricion gracilis). Ook lijkt dit vegetatietype op planten-gemeenschappen die genoemd zijn bij het type ‘Dotterbloem’ Onder invloed van zomermaaien gaan gemeenschappen van het Verbond van Scherpe zegge dikwijls over in gemeenschappen van dit verbond (Schaminée et al. 1995).
4.1.9
Holpijp Ook vegetatietype ‘Holpijp’ is vooral langs greppels waargenomen, met name in de werkgebieden H en J. De soortensamenstelling lijkt op die van ‘Dotterbloem’ of ‘Grote zeggen’, maar Holpijp is dominant aanwezig. Analoog daaraan duidt dit vegetatietype ook op plantengemeenschappen van de Klasse der kleine zeggen (Parvocaricetea) en het Dotterbloem-verbond, zoals de Rompgemeenschap van Tweerijige zegge van dit verbond (Schaminée et al., 1996).
4.1.10
Pinksterbloem In een deel van werkgebied B is Pinksterbloem de dominerende plantensoort. Daarnaast komen Fioringras en Kruipende boterbloem veelvuldig voor. Het type lijkt op ‘Geknikte vos I’ (en ‘Geknikte vos II’) waarmee het ook in contact staat. Evenals deze vegetatietypen, vertoont ‘Pinksterbloem’ verwantschap met plantengemeenschappen van het Zilverschoon-verbond (Schaminée et al., 1996).
4.1.11
Pitrus In een smalle strook in werkgebied I en lokaal in A en D neemt Pitrus een prominent aandeel in de vegetatie in. Lokaal is bijna een monocultuur van deze rus in het vegetatietype ‘Pitrus’ aanwezig. Op meer open plekken komen (onder andere) Gestreepte witbol (Holcus lanatus) en Fioringras in de ondergroei voor. Dominantie van Pitrus komt vaak voor op plaatsen met een instabiele waterhuishouding en een zekere mate van bemesting. Hier ontwikkelt zich de Rompgemeenschap van Pitrus van het verbond van Pijpentrootje en het Zilverschoon-verbond (RG Juncus effusus-[Molinietalia/Potentillion]). Een rompgemeenschap die kenmerken van zowel de Klasse der matig voedselrijke graslanden als de Weegbree-klasse vertoont (Schaminée et al., 1996).
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 14 -
27 oktober 2005
Foto 5. In vegetatietype ‘Pitrus’ is Pitrus zeer dominant (monsterpunt 96)
4.1.12
Witbol I Evenals in ‘Grote vos I’ komen Veldzuring, Reukgras en Scherpe boterbloem ook in ‘Witbol I’ (massaal) voor. Het dominante gras is echter Gestreepte witbol. Evenals ‘Grote vos I’ lijkt ‘Witbol I’ op rompgemeenschappen van de Klasse der matig voedselrijke graslanden, in het bijzonder op de Rompgemeenschap van Gestreepte witbol en Engels raaigras (RG Holcus lanatus – Lolium perenne-[MolinioArrhenateretea]). Deze gemeenschap treedt vaak op nadat intensief begraasd of gemaaid grasland uit productie genomen wordt (Schaminée et al. 1996).
4.1.13
Witbol II De vergelijking tussen ‘Grote vos I’ en ‘Witbol I’ gaat ook voor ‘Geknikte vos II’ en ‘Witbol II’ op. Ook in ‘Witbol II’ zijn vooral plaatselijke laagten, zoals greppels soortenrijk met diverse soorten van vegetatietype ‘Dotterbloem’. Het soortenrijkere ‘Witbol II’ vegetatietype vertoont verwantschap met een andere rompgemeenschap van de Klasse der matig voedselrijke graslanden, namelijk de Rompgemeenschap van Gestreepte witbol en Echte koekoeksbloem (RG Holcus lanatus – Lychnis flos-cuculi-[Molinio-Arrhenateretea]). Veelal is deze rompgemeenschap bij verdere verschraling een vervolgstadium van de hiervoor genoemde rompgemeenschap. Bij aanhoudend (verschralend) beheer kan deze rompgemeenschap zich ontwikkelen tot soortenrijkere gemeenschappen van het Dotterbloem- of Kamgras-verbond (Schaminée et al. 1996).
4.1.14
Zachte dravik De vegetatie van het noordelijke perceel van werkgebied L bestaat vrijwel geheel uit Zachte dravik. Daarnaast komen Zandhoornbloem (Cerastium semidecandrum) en Kleine en Witte klaver (Trifolium dubium en T. repens) voor. Deze soorten wijzen op zandige condities.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 15 -
27 oktober 2005
4.1.15
Zwarte zegge In ‘Zwarte zegge’ komen vergelijkbare soorten als in ‘Dotterbloem’ voor. Zwarte zegge is wel dominant aanwezig. Dominantie van Zwarte zegge duidt dikwijls op stagnerend regenwater waardoor de bodem (oppervlakkig) verzuurd. Zwarte zegge is een redelijk algemene soort die in diverse plantengemeenschappen voorkomt. Op basis van de overige soorten is dit type in te delen bij gemeenschappen van het Verbond van Zwarte zegge.
4.2
Sloten Tijdens de vegetatiekartering zijn niet alle aanwezige sloten in het gebied bezocht. Wel kan gesteld worden dat de sloten lokaal hoge botanische waarden hebben. Op diverse plaatsen kwam massaal Holpijp en Waterviolier voor (Hottonia palustris). Met name de laatste is sterk afhankelijk van een hoog gehalte koolstofdioxide in het water en is daarmee een sterke kwelindicator (Weeda et al., 1988). Foto 6. In diverse sloten is Waterviolier aangetroffen (monsterpunt 85)
4.3
Synthese vegetatie Uit de vegetatiekaart kan worden opgemaakt dat de huidige vegetatie in de onderzoeksgebieden beter ontwikkeld zijn aan de Utrechtse kant. Hier bevinden zich voornamelijk de soortenrijke vegetatietypen ‘Grote vos II’ en ‘Geknikte vos II’. Deze vegetatietype zijn de soortenrijke variant van de vergelijkbare vegetatietypen (met aanduiding I) die meer tot de Gelderse kant zijn beperkt. De meest bijzondere vegetatietypen zijn ‘Holpijp’, ‘Dotterbloem’ en ‘Zwarte zegge’. Deze zijn het meest bijzonder in die zin dat deze de grootste gelijkenis vertonen met de te ontwikkelen natte tot vochtige schraalgraslanden in het Binnenveld en komen uitsluitend aan de Utrechtse kant voor. De eerstgenoemde komt in de onderzoeksgebieden H en J voor, de twee laatstgenoemde alleen in onderzoeksgebied A. Ook ‘Grote zegge’, een vegetatietype dat grote gelijkenis vertoont met het vegetatietype ‘Dotterbloem’, komt voornamelijk aan de Utrechtse kant voor. Op basis van de globale vegetatiekartering kan worden geconcludeerd dat uitgaande van de huidige situatie van de vegetatie, de grootste potentie voor het realiseren van natte tot vochtige schraalgraslanden ligt aan de Utrechtse kant. Vanuit deze optiek zou waterberging hier dan ook tot een minimum moeten worden beperkt.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 16 -
27 oktober 2005
5
SYSTEEMANALYSE BODEMCHEMIE
5.1
Bodemprofielen en humusvorm De achtergrond en het theoretische kader bij bodemprofielen en de bodemchemische parameters fosfaat- en calciumverzadiging als belangrijke instrumenten voor het duiden van het ecologisch functioneren van het systeem zijn opgenomen in bijlage 2.
5.1.1
Bodemprofielen In bijlage 4 zijn de bodemprofielen van de gestoken bodemmonsters weergegeven. In totaal zijn zes (deels) organische en twee minerale horizonten aangetroffen. In Omhorizonten is het gehalte organisch materiaal het hoogst. Door sterke geremde afbraakprocessen (bijvoorbeeld door anaërobe omstandigheden als gevolg van langdurige waterverzadiging van de bodem) heeft zich organisch materiaal opgehoopt en is een veenpakket ontstaan. In het merendeel van de bodemprofielen is een Omhorizont (dominant) aanwezig. Alleen in de werkgebieden K en L beslaat het veenpakket slechts enkele centimeters tot decimeters van de bovenste bodemlaag. In de werkgebieden D tot en met J is een groot deel van de Om-horizont bedekt met een 5 tot 25 cm dikke OAh-horizont. In een OAh-horizont is het organisch materiaal inmiddels alweer grotendeels omgezet (bijvoorbeeld door betere doorluchting van de bodem) en is het veen veraard. Daarnaast is het veraarde veen gemengd met oppervlakkige kleiafzettingen. Alleen in werkgebied H is de veraarde toplaag slechts in enkele profielen aangetroffen. In dit werkgebied is een duidelijke relatie met de vegetatie te zien. Ook de vegetatietypen ‘Geknikte vos I’, Holpijp’ en ‘Grote zeggen’ wijzen op langdurig natte en daarmee slecht doorluchte bodem. M-horizonten bestaan uit gedeeltelijk (Mm) of nauwelijks (Mf) omgezette wortelmatten.
Veelal duidt dit op oppervlakkig natte en verzuurde omstandigheden waardoor afbraak van wortelmateriaal sterk geremd wordt. In veel bodemprofielen in de werkgebieden in A, B en C is onder de bovenste 5 cm van de bodem een menging van M en Ohorizonten opgetreden en is een OM-horizont ontstaan. In enkele bodemprofielen van B en C en in de werkgebieden K en L is (vrijwel) geen onveraard veen meer aanwezig. Het organisch materiaal is volledig omgezet en gemengd met het onderliggende organische moedermateriaal. In de werkgebieden B, C, K en L is het onderliggende moedermateriaal zand en ligt afhankelijk van de locatie op een diepte van 10 tot 80 cm. In de werkgebieden d tot en met J betreft het minerale materiaal klei.
5.1.2
Humusvorm De aanwezigheid van O-horizonten wijst op de humusvormen ‘mesimor’ en ‘eerdmoder’. Humusvormen van het mesimor-type bestaan voor een groot deel uit Om-horizonten en duiden op een semiterrestrische standplaats; een standplaats die sterk onder invloed staat van (grond)water. Hiertoe behoren venige en moerige gronden. Over het algemeen hebben deze gronden een GHG < 25 cm en/ of een GLG < 60 cm (Van Delft, 2004).
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 17 -
27 oktober 2005
Eerdmoders zijn eveneens semiterrestrische bodems verdroging en daarmee een betere doorluchting heeft echter geleid tot een verregaande veraarding van het veen, wat tot uiting komt in de aanwezigheid van Oh-horizonten. Tabel 2. Humusvormen op het niveau van groepen (vergelijk tabel B2.2) van de bodemprofielen van de werkgebieden binnen het Binnenveld Werkgebied A
Bodemprofiel (locatie)
Humusvorm
1 t/m 4, 6 t/m 9, 12 t/m 16
Hoofdgroep
Subtype
Mesimor
Heidemesimor
11
B
Beekmesimor
5, 10
Eerdmoder
Moereerdmoder
17 t/m 19
Mesimor
Eerdmesimor
20
Beekmesimor
21 t/m 23, 25
Eerdmesimor
24 t/m 28 C
D
Heidemesimor
29 t/m 31, 36
Hydromullmoder
Vlakhydromullmoder
35
Hydromoder
Vlakhydromoder
32 t/m 34
Mesimor
Heidemesimor
37 t/m 39, 42, 44 t/m 46
Mesimor
Vaagmesimor
38, 47
Heidemesimor
51
Beekmesimor
48 t/m 50 E F
Eerdmoder
52, 55
Eerdmoder
Moereerdmoder
53, 54, 56
Mesimor
Beekmesimor
57, 58, 62
Mesimor
Beekmesimor
60
Eerdmesimor
61 G
Heidemesimor
59
Eerdmoder
Moereerdmoder
64
Mesimor
Beekmesimor
67, 68
Eerdmoder
Moereerdmoder
69
Mesimor
Eerdmesimor
65, 66 H
Eerdmesimor
70 t/m 77, 79 t/m 82 I
Beekmesimor
78
Eerdmoder
Moereerdmoder
83, 84, 90, 91, 93, 94, 96, 97
Mesimor
Beekmesimor
86, 87, 95
Eerdmesimor
89 J
Eerdmesimor
98, 106, 112
Mesimor
101, 103
Eerdmesimor
100, 104, 107 t/m 110
Eerdmoder
Moereerdmoder
113, 118, 120, 124, 125
Hydromullmoder
Moerhydromullmoder
114 t/m 117, 119, 122, 123 L
Vlakhydromullmoder
121
Mesimor
Heidemesimor
126 t/m 130, 132, 133, 135
Hydromullmoder
Vlakhydromullmoder
131
Moerhydromullmoder
134
Mesimor
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
Beekmesimor Eerdmesimor
102, 105, 111 K
Moereerdmoder
Beekmesimor
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 18 -
27 oktober 2005
Alle aangetroffen eerdmoders behoren tot de moereerdmoder. Een eerdmoder waarin de veraarde veenlaag gemengd is met kleiig materiaal en een OAh-horizont gevormd is. De mesimorbodems zijn verder onder te verdelen in veenmesimor, beekmesimor, eerdmesimor, heidemesimor en vaagmesimor. Bij veenmesimors en beekmesimors is de veenlaag weinig of niet veraard en kan de standplaats geïndiceerd worden als grondwatergevoed en indicatief voor vegetaties van de Klasse der kleine zeggen (Van Delft et al. 2002) of het Dotterbloemverbond. Wanneer een deel van het veen veraard is (Oh- of OAh-horizont) gaan deze mesimor-typen over in een eerdmesimor, welke duidt op een overgang naar de eerdmoder-typen. Heide- en vaagmesimor worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een nauwelijks afgebroken wortelmat (Mhorizont) De bodems waarin een Ah-horizont dominant aanwezig is, worden gerekend tot de humusvorm hydromullmoder. Ook dit is humusvorm die onder semiterrestrische omstandigheden is ontstaan en organisch materiaal dus is opgehoopt. In hydromullmoders komt onafgebroken organisch materiaal van wortelmatten echter alleen oppervlakkig voor. De onderliggende horizont is volledig veraard en gemengd met zand (Ah-horizont). Wanneer de rest van de bovenste 40 cm van het bodemprofiel alleen uit Ah-horiont en zand bestaat, betreft de bodem een vlakhydromullmoder.
Indien een veenlaag (Om-horizont) aanwezig is, behoort de bodem tot de moerhydromullmoders. Op monsterlocatie 35 is een vlakhydromoder geconstateerd. Deze humusvorm lijkt sterk op eerdmoders. In de menghorizont is echter vooral de wortelmat dominant. De humusvormen in de onderzoeksterreinen zijn weergegeven in figuur 4. In de werkgebieden A, B, E, F, G, H en I bestaat de bodem vooral uit mesimor-typen. In A komt voornamelijk heidemesimor voor. In de andere werkgebieden zijn beek- en eerdmesimor sterk vertegenwoordigd. In het zuidelijke perceel van J komen vooral moereerdmoders voor. Ook aan de andere kant van het Valleikanaal, in D en E, komt deze humusvorm voor. Hydromullmoder zijn alleen in C en vooral in k en L aan te treffen.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 19 -
27 oktober 2005
Figuur 4. Humusvormen van de monsterlocaties
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 20 -
27 oktober 2005
5.2
Bodemchemische aspecten Om de basen- en fosfaattoestand van de bodem van de verschillende onderzoeksterreinen in het Binnenveld te kunnen bepalen zijn de vergelijkbare horizonten van steeds een aantal humusprofielen samengevoegd. Deze bodemmonsters zijn vervolgens geanalyseerd op een aantal parameters (bijlage 5) waaruit vervolgens onder andere de calciumverzadiging en fosfaatverzadiging is berekend (tabel 3). De theoretische achtergrond van de calciumverzadiging en fosfaatverzadiging in relatie tot schraalgraslanden is opgenomen in bijlage 2.
5.2.1
Fosfaattoestand De fosfaatverzadiging van een groot aantal bodemmonsters ligt onder de van 40% (tabel 3), wat inhoudt dat vastgelegd fosfaat slechts zeer langzaam vrij komt en dat de bodem in staat is om fosfaat vast te leggen. Dit blijkt ook uit de relatief hoge C:P-ratio’s. Wanneer C:P-ratio’s boven de 250 uitkomen, is de bodem fosfaatarm en de vegetatie fosfaat-gelimiteerd (Verhoeven, 1986). Van een groot aantal soortenrijke plantengemeenschappen, waaronder Blauwgrasland, is bekend dat deze fosfaatgelimiteerd zijn (o.a. Schaminée et al., 1996; Wassen et al., 2005). Het blijkt dat vooral in mesimors en eerdmoders fosfaatverzadiging laag en C:P-ratio hoog is. De OAh-horizonten van de monsterpunten 95 t/m 97 en 100 t/m 102 in werkgebied I en J zijn hier een uitzondering op. De monsterpunten met humusvorm hydromullmoder, ofwel de werkgebieden K en L, hebben een hoge tot zeer hoge fosfaatverzadiging. Bij percentages boven de 60% komt fosfaat vrij en is dus voor planten gemakkelijk opneembaar.
5.2.2
Basentoestand Uit tabel 3 kan worden opgemaakt dat de calciumverzadiging in het gebied zich voor het grootste deel bevindt tussen de 30 en 40 %. Dit duidt erop dat hier sprake is van een lichte tot matige verzuring als gevolg van een zeer traag verlopend proces van uitspoeling. Opmerkelijk is de relatief lage calciumverzadiging (30 %) op de locaties waar de humusvorm tot het mesimor-type behoort. Naar alle waarschijnlijkheid kan dit worden verklaard door de relatief lage ligging van het gebied alhier, waardoor zich hier een regenwaterlens vormt. In de hydromullmoders van de werkgebieden K en L is de calciumverzadiging juist hoog. Mogelijk komt dit door het poreuze karakter van het bodemmateriaal. De (basenrijke) kwel kan door de zandige ondergrond van deze humusvormen wellicht gemakkelijker de wortelzone bereiken dan in dichte bodems als veen en klei. Uit roestafzettingen in de bovenste zandlagen van het bodemprofiel (zie bijlage 4) valt af te leiden dat ijzer- en basenrijke kwel inderdaad de wortelzone kan bereiken.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 21 -
27 oktober 2005
Tabel 3. Analyseresultaten bodemprofielen van het Binnenveld. Fosfaat- en calciumverzadiging boven een kritische grens en in het tussenbereik (zie tekst) zijn resp. rood en geel gemarkeerd. Resultaten die voldoen aan de norm zijn groen gemarkeerd Humus
Gebied
Profiel
A
Mm
A
Mf
B
Mm
C
OMh
D
Om
D
Mm
D
OAh
F
OAh
G
OAh
H
Om
H
OAh
I
OAh
I
OAh
J
OAh
J
OAh
J
OAh
K
Ah
K
Mm
L
Mm
L
Ah
Vorm Heidemesimor Heidemesimor / Moereerdmoder Heidemesimor / Vlakhydromullmoder Heidemesimor / Vlakhydromullmoder Vaagmesimor / Heidemesimor Vaagmesimor / Heidemesimor Moereerdmoder Moereerdmoder / Eerdmesimor Moereerdmoder / Eerdmesimor Beekmesimor Moereerdmoder / Beekmesimor Eerdmesimor Beekmesimor / Eerdmesimor Moereerdmoder / Eerdmesimor Moereerdmoder / Eerdmesimor / Beekmesimor Moereerdmoder / Eerdmesimor Moerhydromullmoder / Vlakhydromullmoder Moerhydromullmoder / Vlakhydromullmoder Vlakhydromullmoder Moerhydromullmoder / Vlakhydromullmoder
Org. Stof
Totaal
Verzadiging
fosfaat
stikstof
Fosfaat
Calcium
Ratio C:P
C:N
Locatie
%
gP/kg
gN/kg
%
%
-
-
1,2,3
47,3
1,8
15,8
24
29,3
131
15
10, 12, 14
54,4
1,4
15
28
31,7
194
18
24 t/m 29
25,7
0,9
8,6
25
29,9
148
15
32 t/m 35
37,7
1,9
12,7
35
28,8
99
15
38 t/m 42
24,3
0,4
5,7
18
29,2
296
22
44 t/m 47
21,9
1,1
8,7
41
31,9
100
13
48 t/m 50
21,3
1,3
9,0
38
32,1
82
12
59, 60
@
@
@
47
30,6
@
@
66 t/m 68
48,2
2
7,9
31
30,0
121
31
70 t/m 72
50,5
1,6
16,8
40
29,1
158
15
78, 79
36,5
1,8
15,9
25
30,0
101
11
86 t/m 89
32,8
1,8
14,2
58
31,1
91
12
95 t/m 97
33,7
2,6
12,9
109
31,5
65
13
100 t/m 102
34,9
1,6
13,3
62
30,8
109
13
104 t/m 106
34,7
1,8
12,3
33
31,2
96
14
108 t/m 111
45,3
2,5
19,7
42
29,5
91
11
122, 124, 125
9,7
1,7
4,1
108
48,5
29
12
115 , 118
5,2
@
3,2
51
34,6
@
8
127 t/m 129
18,1
0,9
4,4
122
40,6
96
21
131, 132
10,8
0,8
1,4
119
39,8
65
38
@ = onbetrouwbare meting c.q. waarde
5.3
Synthese bodem De meest voorkomende humusvormen in het Binnenveld behoren tot de mesimors en eerdmoders. Beek- en eerdmesimors zijn vooral in de werkgebieden ten westen van het valleikanaal aangetroffen. De veenlagen van mesimors (Om-horizonten) wijzen op langdurige natte omstandigheden waaronder afbraak van organisch materiaal nauwelijks kan plaatsvinden. Zo komen eerdmesimors vooral voor in kwelgebieden waarbij inundaties van 4 tot 6 maanden voorkomen (Van Delft, 2001). Ook de vegetatie op mesimors zoals ‘Geknikte vos I’ duidt op langdurig geïnundeerde bodems. Gemeenschappen van het Zilverschoon-verbond behoren tot vegetaties die voorkomen onder langdurige inundatie. Geknikte vossenstaart komt echter onder basenrijke, maar zeker ook onder (licht) zure omstandigheden voor. Ook het vegetatietype ‘Zwarte zegge’ in werkgebied A wijst op lichte verzuring. Inundatie door basenrijk grondwater is dan ook niet vanzelfsprekend. Ook op basis van de lage calciumverzadiging valt te concluderen dat de inundatie waarschijnlijk het gevolg is van stagnerend regenwater. Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 22 -
27 oktober 2005
Eerdmoders zijn voornamelijk in de werkgebieden D, E en J aangetroffen. In tegenstelling tot de Om-horizont in mesimors, duidt de OAh-horizont op oppervlakkige uitdroging en daardoor hoge omzetting van organisch materiaal. Vooral in werkgebied J gaat dit gepaard met een hoge fosfaatverzadiging van de bodem. De vegetatie op eerdmoders is daardoor soortenarm en bestaat veelal uit Grote vossenstaart. Ontwikkeling van soortenrijkere (doel)vegetaties is onder onwaarschijnlijk. Ook in de hydromullmoders van de werkgebieden K en L is de fosfaatverzadiging zeer hoog. De soortenrijkdom in K is groter dan in D, E en J, maar deze beperkt zich wel tot de lagere, natte delen van de percelen. De calciumverzadiging in K en L is eveneens hoog. De ontwikkeling van M-horizonten, met name in L, duidt echter op oppervlakkige verzuring. De huidige toevoer van basenrijke kwel voorkomt dat verzuring dieper de bodem intrekt. Wanneer deze bodems echter onder water gezet worden, duwt het oppervlaktewater de kwel weg. Onvoldoende aanrijking van basen leidt tot verzuring en daarmee tot mobilisatie van fosfaat.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 23 -
27 oktober 2005
6
PLAGADVIES Uit de paragrafen 4.3 en 5.3 valt af te leiden dat lokaal potenties liggen voor ontwikkeling van de doelvegetatie, maar ook dat de abiotische condities lang niet overal toereikend zijn. Hoge fosfaatverzadiging en een lage buffercapaciteit als gevolg van een beperkte calciumverzadiging, leidt onder geïnundeerde condities waarschijnlijk tot een sterke fosfaatmobilisatie. De fosfaatverzadiging is vooral in (delen van) de werkgebieden I, J, K en L hoog en leidt tot de noodzaak om deze delen te plaggen. Aangegeven is in figuur 5 hoe diep er moet worden afgegraven. In D, E, F en G valt op basis van de actuele vegetatie en de humusvorm af te leiden dat (oppervlakkige verzuring) optreedt. Voor deze werkgebieden is het verwijderen van de toplaag gewenst omdat de ontwikkelingsreeks vanuit de bestaande vegetatie op de huidige humusvorm, niet zal leiden tot een vegetatietype dat onder het gewenste natuurdoeltype valt. Ook de delen van de onderzoeksgebieden waar op basis van de bestaande vegetatie en de humusvorm plaggen wenselijk is, is aangegeven in figuur 5. De diepte waarover geplagd moet worden, is vastgesteld op basis van de lengte van de horizont die om bodemchemische reden dan wel op basis van humusvorm en de potentie voor ontwikkeling van de huidige vegetatie aanleiding geeft om tot plaggen over te gaan (vergelijk bijlage 4).
In figuur 5 is de reden voor plaggen weergegeven middels een verschillende arcering en de diepte waarover geplagd moet worden is weergegeven middels een verschillende kleur. In niet ingekleurde (delen van) onderzoeksgebieden hoeft niet geplagd te worden en kan de natuurontwikkeling ingezet worden vanuit de bestaande vegetatie.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 24 -
27 oktober 2005
Figuur 5. Plagadvies binnen de onderzoeksgebieden. Er is onderscheid gemaakt in plagdiepte en in de reden voor plaggen: bodemchemisch dan wel op basis van humusvorm en de potentie voor ontwikkeling van de huidige vegetatie
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 25 -
27 oktober 2005
7
LITERATUUR Giesen & Geurts, 2004. De fosfaat- en basentoestand van de bodem in de Hooilanden in Binnenveld-Oost 2004, met plagadvies. Giesen & Geurts, Ulft. In opdracht van Staatsbosbeheer regio Gelderland. Haarman, F. G., A. J. M. van de Broek & A. S. Roelandse, 2003. Antiverdrogingsonderzoek Binnenveld. 9M6275 i.o.v. Provincie Utrecht. Royal Haskoning, De Bosch. Kemmers, R.H. & S.P.J. van Delft, 2003. Bodemkundige aspecten van bevloeiing als beheermaatregel voor verzuurde beekdalgraslanden in De Plateaux en Zijdebrug. Alterrarapport 585. Alterra, Wageningen. Schaminée, J.H.J., Stortelder A.H.F. & E.J. Weeda, 1996. De vegetatie van Nederland. Deel 3. Plantengemeenschappen van graslanden, zomen en droge heiden. Opulus Press, Uppsala/Leiden. Schaminée, J. H. J., E. J. Weeda & V. Westhoff, 1995. De vegetatie van Nederland. Deel 2. Plantengemeenschappen van wateren, moerassen en natte heiden. Opulus Press, Uppsala/Leiden. Van Delft, B., 2001. Ecologische typering van bodems. Deel 2: Humusvormtypologie voor korte vegetaties. Alterra-rapport 268. Alterra, Wageningen. Van Delft, B., 2004. Humusvormen: beschrijving en classificatie van humusprofielen voor ecologische toepassingen (veldgids). Alterra, Wageningen. Van Delft, B., Kemmers, R. & De Waal, R., 2002. Ecologische typering van bodems onder korte vegetaties: Het humusprofiel als graadmeter voor standplaatsontwikkeling.
Landschap 19 (3): 153-164. Verhoeven, J. T. A., 1986. Nutrient dynamics in minerotrophic peat mires. Aquatic Botany 25: 117-137. Wassen, M. J., H. Olde Venterink, E. D. Lapshina & F. Tanneberger, 2005. Endangered plants persist under phosphorus limitation. Nature 437 (22): 547-550.
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 - 26 -
27 oktober 2005
A COMPANY OF
Bijlage 1 Relatie bodem- en waterprocessen
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
BIJLAGE 1. RELATIE BODEM- EN WATERPROCESSEN Afname basenrijkdom bij beperkte ijzerreductie Onder drogere condities als gevolg van grondwaterstandsdaling zoals die zich in het huidige gebruik van het westelijke veenweidegebied voordoet, treedt er geen reductie van ijzeroxiden op en daarmee, via een verlaging van de calciumconcentratie in het bodemvocht in combinatie met een pH-stijging, geen zuurconsumptie. Dit heeft als gevolg dat de noodzakelijke basenrijke toestand van de bodem onvoldoende is: het adsorptiecomplex wordt niet opgeladen met basen. Fosfaatmobilisatie bij ijzerreductie Lamers (2001) toonde aan dat de fosfaatconcentratie stijgt onder reducerende omstandigheden als gevolg van het in oplossing gaan van ijzerzouten (Fe(III)-P-zout = stengit). Dit zou met name het geval zijn in aanwezigheid van sulfaatrijk water. Als gevolg van sulfaatreductie gaan de ijzerzouten in oplossing. Kemmers en Van Delft (2002) tonen echter aan dat dit niet altijd het geval is. Dit speelt alleen bij een overmaat aan zwavel of bij een hoge pH omdat Fe2+ dan nauwelijks in oplossing gaat en geen fosfaat bindt.
Onder relatief zure omstandigheden in combinatie met een overmaat aan ijzer ten opzichte van zwavel wordt slechts een deel van het ijzer in pyriet vastgelegd en stijgt de concentratie Fe2+ zodanig dat in aanwezigheid van fosfaat de vorming van het ijzerzout vivianiet (Fe(II)P-zout) mogelijk is.Regenwater zorgt niet voor die aanrijking maar zorgt eerder voor verzuring. De bodems zijn veelal arm aan ijzer en als gevolg daarvan en als gevolg van de verzuring leidt dit veelal tot vrijkomen fosfaat. Afname kwelinvloed Peilopzet wordt noodzakelijk om verdroging en mineralisatie (en dus bodemdaling) tegen te gaan. Dit leidt echter tot het verder wegdrukken van de vaak toch al beperkte invloed van de basenrijke kwel. Een toereikende invloed van basenrijk water is nodig om fosfaat te kunnen binden. Voor het behoud dan wel het herstel van een hogere basenverzadiging is het echter wel van belang, dat de bodem voldoende ijzer bevat. Het voordeel van gebiedsvreemd water is dat hiermee het voldoende slib bevat kan, naast calcium, ook ijzer worden aangevoerd. Inlaat van en inundatie met oppervlaktewater met korte verblijftijd kan in belangrijke mate bijdragen aan de waterbalans en de basenbezetting (Hoogendoorn et al. 1996). Met het gebiedsvreemd water komt echter ook hoge concentraties sulfaat en bicarbonaat mee met de bekende interne eutrofiëring als gevolg.
“vroeger” kwam die aanrijking vanuit kwel, mestgift dan wel opbrengen van baggerslib.
Bodemchemie en vegetatie graslanden BinnenveldBijlage 1 Definitief rapport
-1-
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
Noodzakelijke condities Indien het gebiedseigen water (nagenoeg) geheel uit geconserveerd regenwater bestaat, kan bevloeiing hiermee, afhankelijk van de bodemcondities, leiden tot pH-verlaging en daarmee tot fosfaatmobilisatie. Ophopen van regenwater in het profiel in de natte periode moet dan ook worden voorkomen. Dit kan door overstroming met oppervlaktewater in winteren voorjaarperiode. Van Diggelen et al. (1996) beschreven succesvol herstel van verzuurde dotterbloemhooilanden onder bevloeiing met oppervlaktewater. Het succes hangt samen met de bestaande bodemcondities. Langdurige drainage of bemesting in het verleden leiden veelal tot irreversibele veranderingen in de bodem die moeilijk zijn te herstellen. Plaggen wordt dan veelal gebruikt om betere bodemcondities te creëren maar daarmee wordt dan weer vaak tevens het noodzakelijke zuurbufferend vermogen van de bodem verwijderd.Uit onderzoek van Kemmers et al. (2003) blijkt dat het pyrietgehalte in de bodem een belangrijke rol speelt. Langdurige inundatie als gevolg van bevloeiing leidt tot zuurstofinsluiting. Dit leidt tot oxidatie van pyriet, hetgeen ook gebeurd bij hoge concentraties nitraat in de bodem. Pyrietoxidatie kan leiden tot pH-verlaging. Dit kan vervolgens weer leiden tot fosfaatmobilisatie. Alleen onder ijzerrijke condities kan de fosfaatconcentratie weer dalen (Kemmers et al.
vonden dit effect na drie weken) als gevolg van vivianietvorming. Langdurige inundatie leidt daarmee eveneens niet tot herstel van de basenverzadiging. Conclusie Het weren van gebiedsvreemd sulfaatrijk water en het vasthouden van gebiedseigen water is ten aanzien van de fosfaatproblematiek niet zondermeer een wet van Meden en Perzen. De bodemcondities spelen een belangrijke rol bij het doorslaan van de balans: inderdaad sterke reductie van fosfaatemissie dan wel (zonder aanvullende maatregelen) voortdurende fosfaatmobilisatie. Een belangrijke kennislacune ligt in het ontbreken van inzicht in de veranderingen die op zullen treden in de bodemchemische processen in het westelijk veenweiden die een ander peilbeheer krijgen (Boxman & Stortelder 2001, Sival & Chardon 2003, OBN 2003). Vooral wanneer er sprake is van vernatting, komen in deze graslanden met een lange historie van drainage en bemesting een aantal biogeochemische processen op gang die zouden kunnen leiden tot (1) daling van de redoxpotentiaal (De Waal & Kemmers 2000); (2) nutriëntenmobilisatie (vooral fosfaat); (3) vorming van sulfiden en toxische concentraties ammonium; (4) stijging van de alkaliniteit (Roelofs et al. 1997), en (5) daling van de decompositie.
De exacte gevolgen voor het bodemmilieu zijn sterk afhankelijk van het tijdstip en de duur van de hoge waterstanden, de waterkwaliteit en de bodemkwaliteit (Verhoeven et al. 2001).
Bodemchemie en vegetatie graslanden BinnenveldBijlage 1 Definitief rapport
-2-
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
A COMPANY OF
Bijlage 2 Bodemchemie: een theoretisch kader
Bodemchemie en vegetatie graslanden Binnenveld Definitief rapport
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
BIJLAGE 2. BODEMCHEMIE: EEN THEORETISCH KADER Bodemkaarten vormen een belangrijke bron van kennis om abiotische kansrijkdom voor natuurontwikkeling te beoordelen. Een probleem daarbij is dat het Nederlandse Bodemclassificatiesysteem niet is toegesneden op ecologisch relevante informatie over vocht-, nutriënten- en zuurhuishouding. Juist deze dynamische processen sturen vaak de voor natuurontwikkeling belangrijke abiotische randvoorwaarden. De traditionele bodemkaart is gebaseerd op morfometrische criteria in relatie tot grondsoort en lange termijn-bodemprocessen en geeft dus geen zicht op actuele informatie over bodemkundige veranderingen door korte termijnprocessen (verzuring, verdroging, vermesting). Het meest afhankelijke en dynamische deel van de bodem is het humusprofiel. Het humusprofiel is dat deel van de bodem waarin de biologische activiteit zich grotendeels afspeelt. Per definitie wordt voor het humusprofiel een referentiediepte van 40 cm minus maaiveld aangehouden. Tot het humusprofiel kan dus naast organisch ook mineraal materiaal behoren. Een uitgebreid voedselweb van bodemorganismen zorgt ervoor dat bepaald strooisel gefragmenteerd, afgebroken, gehumificeerd en al dan niet met de minerale ondergrond vermengd wordt. De mate waarin dit gebeurd wordt bepaald door de soort bodemorganismen en de activiteit ervan, wat weer sterk beïnvloed wordt door o.a.
vochtgehalte en bodemzuurgraad. Organische stof op en in de bodem kan op verschillende manieren omgezet worden. De humusomzetting is daarbij afhankelijk van de aard plantaardig materiaal (ondergroei en boomlaag), de bodemfauna, de nutriënten- de basenrijkdom, de zuurgraad, de vocht- en luchthuishouding van de bodem en de temperatuur en bij semi-terrestrische fysiotopen de waterkwaliteit. Veel van factoren zijn onderling afhankelijk. De mate waarin deze factoren een rol spelen variëren van fysiotoop tot fysiotoop en van ecosysteem tot ecosysteem. In alle gevallen speelt het humusprofiel de rol van intermediair tussen vegetatie en standplaats met als eigenschap dat het veel sneller reageert op veranderingen op in het fysiotoop dan de minerale bodem. Soms worden veranderingen in het milieu zelfs sneller zichtbaar in de humusontwikkeling dan in de vegetatieontwikkeling (naijling). Het humusprofiel is daarmee een geschiktere factor om de abiotisch toetstand van een fysiotoop te beschrijven dan een bodemprofiel. Fysiotopen zijn daarbij te definiëren als landschappelijke eenheden met een min of meer gelijke abiotiek. Humusprofielen ontwikkelen onder invloed van standplaatsfactoren, vocht, zuurgraad, voedselrijkdom, saliniteit en toxische stoffen.
Deze standplaatsfactoren zijn ook bepalend voor de samenstelling en productiviteit van de vegetatie, en daarmee voor de hoeveelheid en aard van de organische stof. Behalve de vegetatie wordt ook de samenstelling en activiteit van het bodemleven bepaald door deze standplaatsfactoren. Dat komt tot uiting in de organische stofkringloop en daarmee in de vorming van humusprofielen.
Bodemchemie en vegetatie graslanden BinnenveldBijlage 2 Definitief rapport
-1-
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
De ontwikkeling van de vegetatie wordt voor een groot deel gestuurd door eigenschappen van de standplaats die zijn samen te vatten in termen als ‘vochttoestand’, ‘voedselrijkdom’, ‘zuurgraad’ en ‘saliniteit’ (zoutgehalte). Deze standplaatseigenschappen zijn ook van grote invloed op de organische stofkringloop en daarmee op de snelheid waarmee nutriënten die in de organische stof zijn opgeslagen weer ter beschikking komen van de vegetatie. Verschillen in aanvoer van vers organisch materiaal en afbraaksnelheid resulteren in een aantal lagen, of ‘horizonten’ die in de bodem herkend kunnen worden. Er kunnen meerdere lagen boven elkaar voorkomen die samen het ‘humusprofiel’ vormen. Door het humusprofiel te beschrijven verzamelen we dus informatie over de organische stofkringloop en indirect over standplaatseigenschappen die bepalend zijn voor de vegetatie. Uit het humusprofiel valt veel af te leiden over het ecologische functioneren van de standplaats. Het humusprofiel is daardoor dus in verband te brengen met factoren als bodemzuurgraad en aëratie. Omdat strooiselomzetting een relatief snel proces is, verstrekt het informatie over dynamische bodemprocessen en veranderlijke bodemfactoren. Het humusprofiel weerspiegelt daarom de actuele bodemtoestand (Kemmers et al. 2002).
Door het humusprofiel te bestuderen in relatie tot kenmerken van de standplaats en de vegetatie kunnen we veel informatie verkrijgen over het functioneren van het ecosysteem. Hiervoor volstaat het om een goede beschrijving van het humusprofiel te maken. Als we echter humusprofielen van verschillende locaties willen vergelijken, of zelfs in kaart willen brengen, hebben we behoefte aan een indeling van humusprofielen die vergelijkbare eigenschappen hebben. Voor dat doel hebben we een humusvormclassificatie opgesteld. Hiermee kunnen humusprofielen ingedeeld worden bij een humusvorm. De humusvorm is een eenheid in de typologie, vergelijkbaar met de eenheid van een bodemkaart of een vegetatietype. Voor de classificatie wordt het deel van het humusprofiel tot 40 cm – mv. beschouwd. ` Het humusprofiel komt steeds voor in een specifieke vorm: de humusvorm. De humusvorm is een karakteristieke combinatie van organische en minerale horizonten die van elkaar verschillen in verteringsgraad. De humusvorm wordt op het hoogste niveau vernoemd naar de dominerende horizont: mull, moder, morr. Mull-humusvormen zijn doorgaans indicatiefvoor een actief bodemleven door een hoge basenbezetting en een goede vocht- en luchtvoorziening van de bodem. Het strooisel wordt snel afgebroken en de nutriëntenkringloop gaat snel.
Mor-humusvormen indiceren een geringe biologische activiteit van de bodem door een lage pH of juist zeer natte omstandigheden. Het strooisel wordt langzaam verteerd en accumuleert op de minerale ondergrond. De nutriëntenkringloop is traag. Moder-humsvormen nemen een tussenpositie in. Deze drie humusvormen gaan in elkaar over via mullmoder- en mormoder-humusvormen. Alle humusprofielen die binnen de eerste 40 cm voornamelijk bestaan uit een moerige (venige) laag of een minerale laag met amorfe kenmerken in combinatie met een GHG < 20 cm worden ingedeeld bij de semi-terrestrische humusvormen. De overige humusprofielen worden tot de terrestrische humusvormen gerekend. In tabel B2.1 worden deze vijf humusvormen beschreven aan de hand van de kenmerkende eigenschappen van de horizonten en onderverdeeld naar de voor dit onderzoek relevante groepen met de bijbehorende standplaatsindicatie.
Bodemchemie en vegetatie graslanden BinnenveldBijlage 2 Definitief rapport
-2-
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
De onderscheidde humusvormen in De Waarden kunnen worden toegekend aan één van deze groepen (naar Van Delft et al. 2002). In tabel B2.2 zijn de omschrijvingen van de horizonten opgenomen. Tabel B2.1. Hoofdtypen van humusvormen met de kenmerkende eigenschappen van de horizonten onderverdeeld naar relevante groepen (naar Van Delft et al. 2002) Humusvorm Orde
Eigenschappen horizonten
Suborde
Groep
Omschrijving
Standplaatsindicatie
Mull
- M, AMh, of OM < 2 cm
Semiterres-trisch
Hydromull
Alle
Basenrijk
semiterrestrische
overstromingsmilieu
mulls Terrestrisch Mullmoder
- M, AMh, OM, O en/ of OA > 2 cm
Vaagmull
Semiterres-trisch
- Ah > bovenstaande horizonten
A < 2 cm of vage AC
Jonge afzetting in
> 2 cm
dynamisch milieu
Hydromull-
Alle
Moerassig milieu op
moder
semiterrestrische
basenrijk substraat
mullmoders Terrestrisch
Mullmoder
Alle terrestrische
Ontkalkende en
mullmoders
verarmende
Semiterrestrische
Verdrogend basenarm
moders met
veen
(leem)gronden Moder
- Oh, Og, Od, OA of M dominant
Semiterres-trisch
Eerdmoder
- of F, M. AMh of OM > Ah en > 2 cm
dominante O Hydromoder
Semiterrestrische
Verdroogd veen of matig
moders met
rijk overstromingsmilieu
dominante M of AMh op een mineral profiel Terrestrisch Mormoder
Mm dominant en > Ah
Moder
Terrestrisch
Mormoder
Alle terrestrische
Verzurend basenarm
moders
milieu
Alle terrestrische
Zuur en droog milieu
mormoders Mor
Of, Om of M dominant
Semiterres-trisch
Mesimor
Semiterrestrische
Grondwatergevoed veen
mor in mesotroof of eutroof veen Terrestrisch
Mor
Bodemchemie en vegetatie graslanden BinnenveldBijlage 2 Definitief rapport
-3-
Terrestrische mor
Zuur en droog milieu
9R0750B0/R/TvdB/Rott1 27 oktober 2005
Tabel B2.2. Omschrijving van de horizonten (naar Van Delft et al. 2002) Code
Toevoeging
Omschrijving
M
-
Wortelmateriaal
f
Matten van onverteerde dode wortelresten
m
Gedeeltelijk verteerde wortelresten
h
Sterk verteerde wortelresten
-
Overgangshorizont tussen O- en M-horizont (> 30 % humus)
f, m, h
Zie onder M
-
Veen (moerige laag)
f
Onverweerd veen
m
Verweerd veen
h
Eutroof veraard veen
OM O
OA AMh
Moerige horizont (15 – 30 % organische stof) die ontstaat door oxidatie van veen -
Overgangshorizont tussen A- en M-horizont, ontstaan door accumulatie van wortels in een minerale A-horizont (< 30 % humus)
Ah
-
C
zand, klei
Gehumificeerd organisch materiaal die door dierlijke activiteit vermengd is met de minerale ondergrond moedermateriaal
Fosfaattoestand Matig voedselrijke tot voedselarme condities worden bereikt in die bodems waarin fosfaat slechts langzaam beschikbaar is c.q. komt. De fosfaatconcentratie in het bodemvocht (en daarmee de beschikbaarheid voor de vegetatie) neemt toe naarmate de bodem meer verzadigd is met fosfaat. Hoe hoger de verzadiging des te makkelijker komt fosfaat vrij terwijl de (aan ijzer- en aluminiumoxiden) bodemgebonden fractie ongewijzigd blijft. Een proces dat versterkt wordt als gevolg van inundatie (moerassige condities). Giesen en Geurts (2004) tonen aan dat bij een fosfaatverzadiging van > 60 % fosfaat makkelijker vrijkomt. Bij een fosfaatverzadiging van < 40 % daarentegen is vooral sprake van slechts zeer langzaam vrijkomend gefixeerd fosfaat en is de bodem in staat om fosfaat vast te leggen. Basentoestand Natte en vochtige schraalgraslanden zijn gebonden aan basenrijke en matig voedselrijke tot voedselarme condities. Deze condities gaan veelal samen op die plekken waar de bodem (en de vegetatie) gevoed wordt met calciumrijk grondwater. Voor de ontwikkeling van deze vegetatietypen is het noodzakelijk dat de invloed van het calciumrijk grondwater tot in het maaiveld reikt. Een goede maat om dit vast te stellen is de calciumverzadiging van de bodem. De calciumverzadiging wordt gevormd door de mate waarin het kationadsorptiecapaciteit (CEC) bezet is met calcium-ionen.