Aandeel vegetatie in voorraden in het systeem

Het aandeel van de vegetatie in de voorraden die in het systeem (bodem+vegetatie) zijn

opgeslagen, is relatief klein; voor N en P ongeveer 1% van wat er in de bodem is opgeslagen. Het weghalen van de vegetatie zoals bij maaien of begrazen, heeft dus, naast het beoogde effect zoals het open maken van het vegetatiedek, weinig effect op de totale budgetten van nutriënten. Het aandeel van de vegetatie is echter kleiner dan vaak in literatuur gevonden wordt. Ter vergelijking: Härdtle et al. (2009), die ook nutriëntenbudgetten tot en met de B-horizont van droge heiden onderzochten, vonden bijvoorbeeld dat stikstof in de vegetatie circa 3-9 % en fosfor 2-7% van het totale budget uitmaakten. Dit verschil is deels te verklaren door het feit dat de bovengrondse biomassa die in dit onderzoek gevonden werd, kleiner was dan gebruikelijk voor droge heide (5800 kg/ha tegen bijvoorbeeld 10000 kg/ha in Aerts (1989), 15000 in Härdtle (2009) en tot 20000 kg/ha in Chapman (1967)), hoewel Berendse (1990) juist voor oudere ongeplagde heide (>50 jaar) een gelijkwaardige biomassa vond. Mogelijk is de lagere biomassa hier voor een deel te verklaren door het afsterven van een deel van de vegetatie door de zeer strenge winter en de droge zomer in het jaar voorafgaand aan de bemonstering.

OBN Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 119

7 Mobilisatie van stikstof in oude-heidebodems

door droogte

7.1 Inleiding

Tijdens de successie van open grond naar gesloten heide hoopt zich zowel organisch materiaal als stikstof op in het systeem. Deze ophoping van stikstof wordt in hoge mate versneld door N- depositie (o.a. Berendse, 1990; zie ook H5). In de laatste twee decennia is duidelijk geworden dat plaggen in droge heide contraproductief is voor de biodiversiteit, en daarmee niet geschikt als herstelmaatregel tegen stikstofaccumulatie door jarenlange depositie. Zonder plaggen gaat de opbouw van humuslagen echter steeds verder en ontstaat er op humuspodzolgronden een typische gelaagdheid van organische en mineraal-humeuze profielen met een eigen karakteristieke

vegetatie. Deze heidebodems hebben een zeer grote immobilisatiecapaciteit voor stikstof,

waardoor geleidelijk zeer veel stikstof in het heide-ecosysteem kan accumuleren en er nauwelijks stikstof uitspoelt naar diepere lagen of het grondwater. Dit geldt zelfs bij langdurig sterk verhoogde N-depositie zoals in Nederland. Kortom, stikstofverzadiging treedt nauwelijks op in heide. Het opgeslagen stikstof kan echter bij calamiteiten als droogte of heidekeverplagen (Van der Maas, 1990; Schmidt et al., 2004), mogelijk wel versneld vrijkomen (zie ook H8).

Figuur 7.1: Neerslagtekort in 2018 (zwarte lijn), in het recordjaar 1976 (rode lijn), in de 5% droogste jaren (groene lijn) en in een mediaan jaar. Figuur afkomstig van het KNMI.

Figure 7.1: Precipitation deficit in the Netherlands in 2018 (black line), in the driest year 1976 (red line), in the 5% driest years (green line) and the median precipitation deficit (blue line). Figure made by the Royal Netherlands Meteorological Institute.

De kans op langdurige en intense droogte wordt als gevolg van klimaatverandering steeds groter (Houghton et al., 2001), en daarmee is inzicht in de processen die de stikstofhuishouding doen veranderen van groot belang voor het behouden van de veerkracht van droge heide in de toekomst. Om deze reden is gekozen om binnen dit OBN-onderzoek in experimentele vorm te

Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 120 kijken naar het mogelijk vrijkomen van stikstof bij een langdurige droogte. Resultaten van dit experiment zijn ook beschreven in Bobbink et al. (2019).

Bij de start van het OBN-onderzoek was nog niet voorzien dat een dergelijke extreme droogte zich tijdens de looptijd van het onderzoek daadwerkelijk voor zou doen. 2018 bleek een extreem droog jaar (figuur 7.1, figuur 7.2), waarin het neerslagtekort opliep tot 296 mm, net iets lager dan in het recordjaar 1976. Het jaar begon relatief koud. In een periode van 34 aaneengesloten dagen in februari/begin maart was er op 31 dagen sprake van nachtvorst (figuur 7.2), waardoor de bodem diep bevroren raakte. Hierdoor was er al sprake van enige sterfte van struikhei. In de

daaropvolgende zomer was het extreem droog. In de periode van 1 mei tot 1 augustus, midden in het groeiseizoen, viel er slechts 86,5 mm neerslag; dit was slechts 56% van wat er in diezelfde periode in het record-droogtejaar 1976 viel en 43% van een gemiddeld jaar (bron: KNMI). Dit leidde tot afsterven van een deel van de vegetatie, waaronder van een deel van de dophei, veenbies en struikhei (figuur 7.3)

Figuur 7.2: Dagelijkse neerslagsom (linker y-as, pieken), minimum- en maximumtemperatuur (rechter y-as, lijnen) in 2018 (blauwe pieken, dikke lijnen) en in het recordjaar 1976 (grijze pieken, dunne, vergrijsde lijnen) op neerslagstation Deelen. Goed te zien is de langdurig lage minimumtemperatuur in februari 2018, en de zeer droge periode tussen 1 mei en 1 augustus in 2018, die droger was dan in 1976. Bron: Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI).

Figure 7.2: Daily precipitation (left y axis, spikes), minimum and maximum temperature (right y axis) in 2018 (blue spikes, fat lines) and in the record dry year 1976 (grey spikes, fine, greyish lines) at precipation station Deelen. Eye-catching are the long lasting minimum temperature in February and the very dry period between May 1 and August 1 2018 – dryer than the same period in 1976. Source: Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI).

-20 -10 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30

1-jan 1-feb 1-mrt 1-apr 1-mei 1-jun 1-jul 1-aug 1-sep 1-okt 1-nov 1-dec

te

m

pe

ra

tu

ur

(°

C)

ne

er

sl

ag

so

m

(

m

m

)

Temperatuur en neerslag 2018

neerslag 1976 neerslag 2018 min temp 1976 min temp 2018 max temp 1976 max temp 2018

Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 121

Figuur 7.3: Linksboven: Terletse Heide tijdens het steken van de bodemkolommen in april 2018, voorafgaand aan de droogte. Door de langdurige vorst zijn er al pollen struikhei afgestorven. Rechtsboven: Terletse Heide in augustus 2018. Dophei, veenbies en een deel van de struikhei is afgestorven. Linksonder: Brunssummerheide in augustus 2018 met afgestorven struikhei. Rechtsonder: Strabrechtse Heide in augustus 2018 met afgestorven struikhei.

Figure 7.3: Top left: Terletse Heide at the time of the sampling of the experimental soil cores in March, 2018, before the drought. Some Calluna already died-off due to the prolonged frost. Top right: Terletse Heide in August 2018. Erica tetralix, Trichophorum germanicum and part of the Calluna vulgaris died off. Bottom left: Brunssummerheide in August 2018 with partially died-off Calluna vulgaris. Bottom right: Strabrechtse Heide in August 2018 with partially died-off Calluna vulgaris.

7.2 Werkwijze