2 Nutriëntenlast van de boezem
2.5 Conclusies en aanbevelingen
Dit hoofdstuk staat in het teken van de kennisvraag omtrent het gedrag van nutriënten in de boezem van NW-Overijssel. Om het gedrag van nutriënten in een natuurgebied te bepalen, is het belangrijk inzicht te krijgen in de balans tussen de externe aanvoer van nutriënten vanuit de omgeving en de interne processen die de nutriëntbeschikbaarheid binnen het natuurgebied bepalen. In dit hoofdstuk is vooral ingegaan op de externe nutriëntbelasting en het belang van verschillende aan- en afvoeren, terwijl in hoofdstuk 3 vooral wordt ingegaan op de interne verdeling en (im)mobilisatie van nutriënten.
Invloed van het weer op het oppervlaktewater
De samenstelling van het oppervlaktewater wordt sterk beïnvloed door de hoeveelheid polderwater dat op een bepaald tijdstip in de boezem aanwezig is, en dit wordt voor een groot gedeelte bepaald door het weer. Uit de waterbalans van de boezem blijkt dat er vooral in het najaar en de winter, wanneer er sprake is van een neerslagoverschot, water uit de polders wordt gepompt. Tijdens het voorjaar en droge zomers wordt er veel minder
polderwater de boezem ingepompt, behalve tijdens natte zomers.
Tijdens periodes met veel neerslag neemt tijdelijk de fractie neerslagwater toe. Doordat het overtollige water gedurende deze periodes moet worden afgevoerd, ontstaat er een netto waterstroming de boezem uit. In eerste instantie neemt daardoor de fractie polderwater af. Deze afvoer treedt
meestal maar enkele dagen op, waarna het oppervlaktewater vervolgens weer de boezem instroomt. Dit instromende water bevat veel nieuw polderwater dat tijdens en na de neerslagperiode uit de polders is gepompt.
Basenrijkdom van het oppervlaktewater
Voor het herstel en behoud van basenrijke trilvenen met schorpioenmos is het van cruciaal belang dat het oppervlaktewater voldoende basen bevat. Om een pH van 6,5 te krijgen in het bodemvocht van Nederlandse trilvenen moet de Ca-concentratie in het oppervlaktewater 1250-1500 μmol l-1 zijn, oftewel 50- 60 mg l-1 (zie hoofdstuk 6). De polders zorgen door de kweldruk voor ca. 75% van de Ca-aanvoer en zijn dus van groot belang voor de aanvoer van basen. Uit metingen en SOBEK-berekeningen blijkt dat de Ca-concentraties in de winter relatief laag zijn en alleen rond de 1250 μmol l-1 liggen in de grote kanalen en meren. Dit komt waarschijnlijk doordat het calciumrijke polderwater in de winter lastig op de meer geïsoleerde plekken van de boezem kan komen. Als gevolg van het neerslagoverschot en de lage
verdamping stroomt het oppervlaktewater in de winter vooral de boezem uit. In het voorjaar en tijdens droge zomers is de aanvoer van polderwater veel kleiner dan in de winter. Uit het SOBEK-model, dat gebaseerd is op de droge zomer van 2003, blijkt dan ook dat de Ca-concentraties in het voorjaar en zomer waarschijnlijk vrijwel overal in De Weerribben lager zijn geweest dan de gewenste 1250 μmol l-1. Tijdens natte zomers wordt er echter veel meer basenrijk water uit de polders gepompt. In de zomer kan dit water veel makkelijker op de meer geïsoleerde locaties komen dan in de winter, doordat het water dan vooral de boezem instroomt door de hoge verdamping. Zo
blijken de Ca-concentraties tijdens de natte zomers van 2008, 2010 en 2011 veelal duidelijk boven de 1250 μmol l-1 te liggen, zelfs op de meer geïsoleerde locaties. Het lijkt er dus op dat een hoge Ca-aanvoer in natte zomers gunstig is voor het herstel en behoud van trilvenen met schorpioenmos in De Wieden en De Weerribben. Het is daarbij wel opvallend dat de Ca-concentraties gedurende de zomer hoger zijn in De Weerribben dan De Wieden. Nutriëntconcentraties in het oppervlaktewater
Er wordt in het najaar en de winter niet alleen meer water uit de polders gepompt dan in het voorjaar of de zomer, maar de nutriëntconcentraties in het polderwater zijn dan ook hoger. Dit komt door de verhoogde uit- en afspoeling van landbouwgronden en de beperkte opname door waterplanten en algen buiten het groeiseizoen (Schoumans et al. 2008). De hogere nutriëntconcentraties versterken het effect van de hogere waterinlaat. In de winter en het vroege voorjaar zijn de nutriëntconcentraties in het
oppervlaktewater van kanalen en grote meren dan ook hoger dan de GEP- waarden (waarde voor Goede Ecologisch Potentieel) van respectievelijk 0,09 en 1,3 mg l-1 voor totaal fosfor en stikstof. Dit is al enkele decennia het geval. De meer geïsoleerdere locaties in de boezem voldoen in de winter echter wel aan GEP-waarden, en in sommige gevallen zelfs aan de ZGET-waarden (Zeer Goede Ecologische Toestand) van respectievelijk 0,04 en 1,0 mg l-1 voor totaal fosfor en stikstof. Dit komt waarschijnlijk doordat het nutriëntrijke polderwater in de winter lastig op deze geïsoleerde plekken kan komen door de voornamelijk naar buiten gerichte stroomrichting van het water.
Om de Natura 2000 doelen te halen, lijkt het noodzakelijk om aan de ZGET- waarden te voldoen. In de zomer voldoen de nutriëntconcentraties en het doorzicht in de geïsoleerde locaties aan de ZGET-waarden. Ook in de grote kanalen en meren zijn de P en N-concentraties relatief laag. In de kanalen liggen de totaal P en N-concentraties tijdens het groeiseizoen rond de GEP- waarde. Dit lijkt zowel tijdens natte als droge zomers het geval te zijn. Ook in de grote meren van De Wieden liggen de totaal P en N-concentraties in het groeiseizoen rond of net onder de GEP-waarden (de Vries 2011). De ZGET- waarden worden in de kanalen en meren echter nog niet bereikt.
De waterkwaliteit van het oppervlaktewater is gedurende het groeiseizoen echter niet altijd zo gunstig geweest. De situatie is in de afgelopen decennia duidelijk verbeterd. Zowel in de grote kanalen, als de meren en de petgaten zijn de P, N en chlorofyl-A concentraties gedurende het groeiseizoen gedaald. In kanalen en meren is de waterkwaliteit tussen 1980 en 2000 van duidelijk ongunstige omstandigheden tijdens het groeiseizoen veranderd in gunstigere omstandigheden die veelal voldoen aan de GEP-waarden, maar nog niet voldoen aan de ZGET-waarden (zie ook de Vries 2011). In de petgaten was de situatie al vrij gunstig. De waterkwaliteit is hier sinds 1990 verder verbeterd. Vooral de totaal P-concentraties zijn hier nog stevig gedaald.
Voor veel locaties in de boezem geldt dus dat de nutriëntconcentraties in het oppervlaktewater tegenwoordig tijdens het groeiseizoen zo laag zijn dat de aquatische vegetatie en verlandingsvegetatie zich goed zou moeten kunnen ontwikkelen. Dit is in het bijzonder het geval voor de relatief geïsoleerde oppervlaktewateren in de boezem. De waterkwaliteit in de kanalen en meren is tijdens de winter echter nog steeds niet goed genoeg. Daarnaast is de ontwikkeling van aquatische en verlandingsvegetaties niet alleen afhankelijk van nutriëntconcentraties in het oppervlaktewater, maar bijvoorbeeld ook van de nutriëntbelasting, de bodemkwaliteit en verstoringen die door recreatie en scheepvaart veroorzaakt kunnen worden.
Externe nutriëntbelasting in de boezem
Voor het ontstaan en behoud van goed ontwikkelde aquatische vegetaties en verlandingsvegetaties is helder oppervlaktewater van groot belang (o.a. Lamers et al. 2006a, 2010). Een helder oppervlaktewatersysteem kan echter omslaan in een troebel systeem als de nutriëntbelasting te hoog is (o.a. Scheffer 1998; Janse 2005; Jaarsma et al. 2008). Het is daarom van belang dat niet alleen de nutriëntconcentraties in het oppervlaktewater laag zijn, maar ook de nutriëntbelasting. De nutriënten belasting wordt zowel door de externe aanvoer van nutriënten bepaald (externe belasting) als door interne processen in de boezem (interne belasting). De combinatie van beide bepaalt of de omstandigheden gunstig of ongunstig zijn.
De gemiddelde externe nutriëntbelasting voor de gehele boezem van NW- Overijssel kwam tussen 2000 en 2012 ongeveer uit op 1,0 gP m-2 jr-1 en 4,2 gN m-2 jr-1. Dit zijn onder de huidige omstandigheden gemiddelde waardes voor de Nederlandse laagveengebieden (Janse et al. 2008; Wijngaart et al. 2012). De totale belasting zal echter niet gelijkmatig over de boezem zijn verdeeld. De grote kanalen hebben waarschijnlijk te maken met hogere externe belasting, terwijl de belasting in de relatief geïsoleerde petgaten en sloten lager zal zijn.
De externe nutriëntbelasting blijkt verder sterk af te hangen van het seizoen en het weer. Tijdens het groeiseizoen is de externe belasting van de gehele boezem vrijwel altijd lager dan de gemiddelde jaarbelasting, terwijl de belasting in de winter bijna altijd hoger is. Dit komt waarschijnlijk doordat er bij hevige neerslag in de winter veel fosforrijk water vanuit polders de boezem wordt ingepompt, terwijl in de zomer bij heftige neerslag veel minder water uit de polders hoeft te worden gepompt doordat de verdamping veel hoger is. Ook zijn de nutriëntconcentraties in het polderwater dan lager, doordat er minder uit- en afspoeling optreedt.
Voor ondiepe en goed doorstroomde meren is de kritische belasting geschat op 0,2-0,4 gP m-2 jr-1 en ca. 2,6 gN m-2 jr-1, terwijl de kritische belasting voor sloten is geschat op 2-10 gP m-2 jr-1 en 12-44 gN m-2 jr-1 (Janse 2005; Liere et al. 2007). Verder is de kritische depositie voor wateren met Krabbenscheer, fonteinkruiden en/of kranswieren geschat op 3,0 gN m-2 jr-1 (van Dobben et al. 2012). Hoewel het onduidelijk is hoe de totale belasting precies over de boezem is verdeeld, lijkt het er dus op dat de externe nutriëntbelasting tijdens het groeiseizoen relatief gunstig is in de meer geïsoleerde sloten en petgaten. De situatie is waarschijnlijk echter nog steeds ongunstig in de kanalen en meren. Dit komt overeen met de veldsituatie, waarin goed ontwikkelde aquatische vegetaties, verlandingsvegetaties en trilvenen eigenlijk alleen voorkomen op relatief geïsoleerde locaties.
Accumulatie van nutriënten
Accumulatie van nutriënten is een natuurlijk proces in laagveengebieden (o.a. Howard-Williams 1985; Richardson & Marshall 1986; Verhoeven 1986), maar te veel accumulatie kan tot verhoogde nutriëntbeschikbaarheid leiden. Helaas is voor de Nederlandse situatie niet goed bekend wat natuurlijk accumulatie- snelheden voor stikstof en fosfor zijn. Uit dit onderzoek blijkt wel duidelijk dat de aanvoer van stikstof en fosfor in de boezem fors groter is dan de afvoer.
Voor fosfor geldt dat ongeveer 35% van de totale P-aanvoer in de boezem accumuleert, wat neerkomt op een opslag van ca. 350 kmol (11.000 kg) fosfor per jaar. Dit wordt waarschijnlijk voornamelijk opgeslagen in ca. 3000 ha onderwaterbodem, omdat de kraggen grotendeels niet in direct contact staat met het oppervlaktewatersysteem. In de onderwaterbodems wordt dus gemiddeld ongeveer 0,35 gP m-2 jr-1 opgeslagen. De bovenste 10 cm van relatief geïsoleerde petgatbodems bevat ca. 15 keer zoveel fosfor dan deze jaarlijks gemiddelde P-accumulatie, terwijl kanalen en meren ca. 30 keer zoveel fosfor bevatten. Gelukkig is er in de boezem echter een gradiënt aanwezig, waarbij de meeste P-accumulatie in de kanalen nabij gemalen optreedt (zie hoofdstuk 3), waardoor de P-accumulatie in petgaten met goed ontwikkelde aquatische vegetaties en verlandingsvegetaties lager zal zijn en in kanalen en meren hoger zal zijn. Wanneer wordt aangenomen dat de P- accumulatie gelijk opgaat met de afzetting van bagger, dan zou in ca. 20 jaar overal in de boezem 10 cm bagger worden afgezet met dezelfde concentratie als nu in de bovenste 10 cm aanwezig is.
Voor stikstof geldt dat zelfs 50% voor de totale aanvoer in de boezem accumuleert. Als er vanuit wordt gegaan dat de N-accumulatie niet alleen in de onderwaterbodem optreedt maar ook in de kraggen, dan is er ca. 11000 ha beschikbaar om 16.000 kmol (224.000 kg) stikstof per jaar op te slaan. Dit komt neer op een gemiddelde N-opslag in de boezem van ca. 2,0 gN m-2 jr-1. Vergeleken met de totale hoeveelheid stikstof in de bodems van petgaten en trilvenen, die respectievelijk ongeveer 5000 en 6000 mmolN m-2 bevatten, is de N-accumulatie niet zo groot. Toch kan deze accumulatie nadelige gevolgen hebben voor de verlandings- en trilveenvegetaties in de boezem van NW- Overijssel. De N-accumulatie mag t.o.v. de totale hoeveelheid stikstof in de bodem beperkt zijn, de atmosferische N-depositie kan namelijk wel leiden tot ongewenste verzuring (zie hoofdstuk 6) en tot aanrijking van het toxische ammonium. Hoewel er nog veel onduidelijkheid is over de gevolgen van N- depositie op veenmosrietlanden en trilvenen, waarnaar via de PAS
(Programmatische Aanpak Stikstofdepositie) mogelijk onderzoek kan worden uitgevoerd, moeten de gevolgen van de N-accumulatie en atmosferische N- depositie dus zeker niet worden onderschat.
Voor calcium geldt overigens dat slechts 10% van de totale aanvoer in de boezem accumuleert, terwijl voor zwavel geldt dat de afvoer groter is dan de aanvoer en er dus geen accumulatie optreedt.
Aanvoerposten van nutriënten en basen
De boezem heeft te maken met ca. 40 verschillende nutriëntbronnen. In de nutriëntbalansen kon helaas niet voor alle bronnen gebruik worden gemaakt van gemeten waardes. Voor posten waar de chemische samenstelling van het water onbekend was, is gebruik gemaakt van gegevens van een soortgelijke aanvoerpost waarvan de chemie wel bekend was. Tevens zijn een aantal kleinere aan- en afvoerposten niet in de balansen meegenomen, omdat ze lastig nauwkeurig te bepalen zijn. Een verdere ijking van de stoffenbalans is dan ook gewenst. In dat geval zouden verschillende maatregelen, die later in dit rapport behandeld worden, doorberekend kunnen worden, waarna de ecologische voordelen en de kosten tegen elkaar kunnen worden afgewogen. Een eerste stap voor verdere ijking is al gezet. Gedurende het onderzoek is in samenspraak met het waterschap al besloten om een aantal belangrijke aanvoerposten toe te voegen aan het reguliere meetprogramma. Het gaat hierbij om de volgende locaties: gemaal Gelderingen (meetpunt RO4WGEL9), gemaal Giethoorn (meetpunt RO8GPOG9), gemaal Halfweg (meetpunt
Hoewel bij het opstellen van de huidige nutriëntbalansen dus van een aantal aannames moest worden uitgegaan, lijkt het er sterk op dat slecht een paar bronnen verantwoordelijk zijn voor het overgrote deel van de totale nutriënt- aanvoer van de boezem, zoals ook al bleek uit eerder opgestelde P-balansen (Balirwa 1993). De zogenaamde diepe domeinpolders van Scheerwolde (polders Gelderingen, Wetering, Halfweg en Giethoorn) en de ondiepe polder Braommeule zorgen gezamenlijk voor respectievelijk 49% en 23% van de P en N-aanvoer. De Steenwijker Aa speelt met respectievelijk 20% en 11% van de P en N-aanvoer ook een belangrijke rol. Daarnaast is N-depositie met 52% van de N-aanvoer natuurlijk ook nog een hele grote aanvoerpost van stikstof. Deze locaties zorgen echter niet alleen voor het grootste gedeelte van de nutriëntenaanvoer, maar zijn ook van groot belang voor de aanvoer van calcium. Vooral de diepe polders Gelderingen, Wetering, Halfweg en Giethoorn zijn onder de huidige omstandigheden van groot belang, omdat ze
gezamenlijk voor 50-60% van de totale Ca-aanvoer van de boezem zorgen. Dit heeft waarschijnlijk te maken met de grote kweldruk in deze diepe polders. Deze kweldruk zorgt er verder voor dat de aanvoer van calcium ook in de zomer optreedt, doordat de kweldruk in deze polders over het algemeen groter is dan het verdampingsoverschot, zelfs in de zomer. Dit basenrijke water uit de diepe polders bevat in de zomer ook relatief weinig nutriënten, en is dus van een betere kwaliteit dan het polderwater dat in de winter op de boezem wordt geloosd.
De andere bronnen kunnen overigens op lokaal niveau wel degelijk een (tijdelijk) belangrijke invloed hebben. Zo blijkt uit het SOBEK-model dat de gemalen ten noorden van De Weerribben (Hagenbroek, Grote Polder en Marker- & Tussenbroek) gedurende de winter van belang zijn voor locaties die in het noorden van De Weerribben liggen. Ander voorbeelden zijn de
waterinlaat bij gemaal Stroink en de schutverliezen bij sluizen, die op de totale balansen een beperkte rol spelen, maar tijdens droge zomers wel degelijk een belangrijke tijdelijke bijdrage kunnen leveren aan de totale wateraanvoer. Hoewel de invloed op de N en P-balans zelfs tijdens deze zomers beperkt lijkt te zijn door de relatief lage nutriëntconcentraties in het Vollenhovermeer, komt er bij de westelijk gelegen sluizen en bij gemaal Stroink wel behoorlijk veel sulfaat de boezem in tijdens de zomer. Dit
beïnvloed mogelijk interne processen van P-mobilisatie aan de westzijde van de boezem (zie hoofdstuk 3).
Aanbevelingen voor het beheer
De situatie op geïsoleerde locaties van de boezem lijkt vrij gunstig te zijn wat betreft nutriëntconcentraties, -belasting en -accumulatie, maar het areaal aan ecologisch goed ontwikkelde petgaten en trilvenen is nog beperkt in De
Wieden en De Weerribben (zie hoofdstuk 4). Verder lijkt de kwaliteit van het oppervlaktewater in meren en kanalen vaak nog niet goed genoeg te zijn. De nutriëntconcentraties en -belastingen zijn hier nog hoog, en lijken een goede ontwikkeling van waterplanten te verhinderen. Ten slotte is een accumulatie van respectievelijk 35 en 50% van de totale P en N-aanvoer zorgelijk. Voor een verbetering van de waterkwaliteit zal de nutriëntbelasting verder omlaag moeten. Hierbij kan gedacht worden aan (1) brongerichte ingrepen, zoals het verminderen van de bemesting in landbouwgebieden, (2) technische oplossingen, waarbij de nutriëntaanvoer vanuit de verschillende bronnen verlaagd wordt, en (3) grootschalige hydrologische maatregelen, waarbij getracht wordt de nutriëntenaanvoer te verlagen door het belang van verschillende waterfracties met een slechte waterkwaliteit te verkleinen.
In ieder geval moet er rekening gehouden worden met de belangrijkste aanvoerbronnen, te weten de ondiepe polder Braommeule, de diepe polders Wetering, Giethoorn, Gelderingen en Halfweg, en de Steenwijker Aa. Voor stikstof geldt verder dat de atmosferische N-depositie een zeer belangrijke rol speelt. Aangezien regionale overheden weinig aan de landelijke N-depositie kunnen doen, zal vooral aan de volgende oplossingen moet worden gedacht:
Het omzetten van landbouwgebieden in natuur, zoals momenteel bij polder Wetering gebeurt (Leferink & van der Fluit 2011). Bij deze oplossing is het belangrijk dat grootschalige P-mobilisatie in het nieuwe natuurgebied voorkomen wordt. Een verkeerd waterbeheer met te hoge waterstanden kan vooral in gebieden met veel Fe-fosfaten tot extra P-eutrofiëring leiden (o.a. Lamers et al. 2002; Smolders et al. 2006). Mogelijk moeten in dit soort gebieden aanvullende maatregelen als plaggen en uitmijnen gebruikt worden om het risico op P-
eutrofiëring te verkleinen (Koopmans et al. 2004a, 2004b; Lamers et al. 2005; Smolders et al. 2008).
Defosfateringsinstallaties plaatsen bij de belangrijkste aanvoer- bronnen. De P-belasting in de boezem kan sterk worden verlaagd als de fosforlast van de polders Wetering, Giethoorn, Gelderingen, Halfweg en Braommeule kan worden verlaagd d.m.v. defosfateringsinstallaties. Uit een doorberekening van Witteveen+Bos blijkt dat defosfatering op deze locaties inderdaad tot een flinke verlaging van de P-aanvoer kan leiden, maar dat het wel een kostbare maatregel is (Geilvoet 2009). In de diepe polders met een hoge kweldruk kan mogelijk gebruik
worden gemaakt van het ijzer dat al in de bodem aanwezig is. Dit ijzer kan in theorie worden gebruikt voor het vastleggen van fosfor in de polders zelf. Er moeten dan wel waterbassins worden aangelegd in de diepe polders, omdat het huidige contactoppervlak tussen het
oppervlaktewater en de onderwaterbodems nu te beperkt is om genoeg fosfaat te kunnen binden (Vliex 2012). Uit voorlopige
berekeningen blijkt dat 10-20% van het landbouwgebied zou moeten worden omgezet in contactoppervlak. Dit is 20-30 maal het huidige slootoppervlak. Alleen op deze wijze kan de waterkwaliteit worden verbeterd met behulp van het bestaande slib. Het is daarbij overigens wel van belang om goed te kijken naar de effecten die een dergelijk waterbassin op de kweldruk van een polder kan hebben.
Om basenrijke trilvenen met schorpioenmossen te kunnen behouden en ontwikkelen is het van groot belang dat de Ca-aanvoer naar de boezem gewaarborgd wordt (zie hoofdstuk 6). Aangezien een groot gedeelte van deze Ca-aanvoer momenteel uit de diepe polders komt, is het onverstandig om de wateraanvoer vanuit deze polders grootschalig te verminderen. Er moet naar oplossingen worden gezocht, waarbij de nutriëntenlast wordt verminderd, terwijl de aanvoer van bufferende elementen in stand wordt gehouden, of liever zelfs wordt vergroot.
Uitvoeren van grootschalige hydrologische maatregelen
Het SOBEK-model van NW-Overijssel is gebruikt om de gevolgen van een