4.4.1 Geologie
De proefvelden van het habitattype natte heide van het Deelense Veld liggen op een reliëfarme afspoelingswaaier met een intact dun pakket dekzand
(cultuurhistorische waardenkaart Ede, Kaartbijlage 1 Aardkunde). De
afspoelingswaaier is gevormd in het eerste deel van het Weichselien als gevolg van het ‘s zomers opdooien van het bovenste laagje stuwwalsediment van de stuwwal ten oosten van het Deelensche veld. Wanneer het water niet door het sediment kon weglopen gleed het met sediment en al de helling af (solifluctie). Dit mechanisme zorgt er voor dat vooral de fijnkorreliger en kleiiger materialen de helling afgleden en mogelijk de ondoorlatende laag hebben gevormd waarop de huidige
schijngrondwaterspiegel rust. De dekzanden zijn afgezet in de tweede helft einde Weichselien. Op de dekzanden is de afgelopen eeuwen een dun laagje stuifzand afgezet. Het grondwater staat hier enkele tientallen meters diep. Slecht- of ondoorlatende lagen zoals een B-horizont of ijzerbandjes en kleilaagjes (leem) gevormd op een sedimentologische/mineralogische overgang zorgen voor schijngrondwaterspiegels waardoor vennetjes en natte vegetatie aanwezig zijn (Jansen et al., 2013). De proeflocatie ligt vlak ten zuiden van de Wolfskuilen, een depressie waarvan de naam doet vermoeden dat hier in het verleden ijzeroer is afgegraven. Ten zuiden loopt een deels ingestoven erosiegeul die van Berg en Dal naar de IJzeren man loopt.
4.4.2 Resultaten geochemie en mineralogie
Analyseresultaten verweringsprofiel, bulkchemie, sporenelementen en mineralogie
Figuur 4.3. Monstername punten op het Deelense Veld.
Figure 4.3. Sample locations Deelense Veld.
Monstername is uitgevoerd op 3 maart 2015 (NP Hoge Veluwe, natte heide, 3 profielen, Figuur 4.3). Door de aanhoudend natte weersomstandigheden konden op de natte heide geen profielen dieper dan 55-75 cm gestoken worden. Metingen met de Niton HH-XRF zijn uitgevoerd eind februari tot half maart. Al, Si, K, Ca, Fe, Ti, Sr, Rb, Zr en Ba zijn gebruikt voor de interpretatie. Mg, P en S zijn gemeten maar gaven geen stabiele waarden. Cd, Mo, As, Pb, Zn en Mn kwamen een enkele keer (Mn) tot regelmatig (Pb) boven de detectielimiet.
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 63 In de drie profielen gestoken op het Deelense Veld laten Ca en K geen duidelijk verweringspatroon zien (Figuur 4.4). In DEE 3, het enige profiel dat tot 75 cm is gestoken laten K en Ca een sterke afname zien rond 60 cm die samenvalt met een donkere verkleuring in de guts (Figuur 4.5). Ook Rb en Sr laten op 50 cm diepte een overgang zien die wijst op een sediment met een andere mineralogie (Figuur 4.4). Beide elementen nemen af terwijl de Rb/Sr ratio toeneemt, wat duidt op een meer gevorderde staat van verwering waarbij Ca-houdende mineralen als epidoot en granaat naar verhouding sneller verdwenen zijn. Dit is een normale volgorde van verwering, anders dan de versnelde afbraak van kaliveldspaat en muscoviet die in de laatste 74 jaar heeft plaatsgevonden (Bergsma et al., 2016). Van DEE 1,2 en 3 zijn van top en onderkant van de verweringssequentie mengmonsters gemaakt, van profiel 3 zijn de onderste 15 cm apart bemonsterd voor verdere analyse.
Figuur 4.4. Verloop K2O en CaO in % profiel DEE 3 (links) en verloop Sr en Rb in mg/kg in profiel DEE 3 (rechts).
Figure 4.4. Percentage K2O and CaO in soil profile DEE 3 (left) and concentration Sr and Rb in soil profile DEE 3 (right) in mg/kg.
Figuur 4.5. Gutsprofiel DEE 3. Links is de huidige toplaag van het stuifzand. Rechts een overstoven horizont van het onderliggend dekzand.
Figure 4.5. Soil profile DEE 3. Toplayer on the leftside.
Voor vervolganalyses zijn samengestelde monsters gemaakt van de toplaag (A) en de onderlaag (C) van wat verondersteld werd dezelfde geologische laag te zijn. Van DEE (Deelense Veld) zijn ook analyses gemaakt van de daaronder liggende laag (C2) op grond van de sterk afwijkende chemische trend en veldwaarneming (Tabel 4.7).
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 64 Tabel 4.7. Boorkernen en diepte interval waaruit mengmonsters zijn gemaakt.
Table 4.7. Core samples used for composite samples.
Goethiet, ilmeniet en zirkoon komen in elk monster tussen 0,01 en 0,1% voor maar zijn voor de overzichtelijkheid en het feit dat ze niet bijdragen aan de
bodemvruchtbaarheid uit de tabel gelaten. Orthopyroxeen, amfibool en apatiet komen sporadisch voor in zeer lage percentages. Kenmerkend voor natte
natuurgebieden zijn de wat hogere percentages van pyriet op het Deelense Veld, duidend op wat sterkere reducerende omstandigheden. Wat verder opvalt is dat de diepere laag C2 mineralogisch zeer sterk op de A en C horizont lijkt maar dan een wat verder verweerde versie. Dit past in het geologische beeld waarbij een dunne laag stuifzand op een ouder dekzand met ongestoord profiel is afgezet. Het stuifzand lijkt ook mineralogisch verwant aan het stuifzand op het Oud-
Reemsterveld, zij het dat ook dat wat sterker verweerd is. Voor de rest is het zeer opvallend dat de normaal gesproken snel verwerende mineralen epidoot en granaat sinds de afzetting van het stuifzand vrijwel onaangetast blijken. Ditzelfde fenomeen werd ook waargenomen bij de mineralogische verweringsstudie rond het
Bommenlijntje (Bergsma et al., 2016). Net als op het Oud-Reemsterveld zijn ook op het Deelense Veld Fe, Cr en Pb in de A/E-horizont aangerijkt ten opzichte van de C-horizon. De aanrijking is alleen een stuk sterker en geldt ook voor Cu, Ni en Co.
Tabel 4.8. Analyseresultaten hoofdelementen XRF gemiddeld per horizont met concentraties uitgedrukt in gewichtspercentages oxiden. LOI staat voor gloeiverlies (inclusief zwavel). Oxiden met * zijn gemeten op ICP-MS.
Table 4.8. XRF results, average per horizon, concentrations in percentage by weight of oxides. LOI = loss of ignition (sulphur included). * measured with ICP-MS.
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 65 Tabel 4.9. Analyseresultaten relevante sporenelementen ICP-MS gemiddeld per horizont met concentraties uitgedrukt in milligrammen per kilogram.
Table 4.9. ICP-MS results, average per horizon, concentrations in mg/kg.
Tabel 4.10. Analyseresultaten QEMSCAN met concentraties uitgedrukt in gewichtsprocenten. n.d. = not detected.
Table 4.10. QEMSCAN results, concentrations in percentage by weight. n.d. = not detected.
4.4.3 Berekening steenmeelsoort en dosering Mineralogische benadering
De mineralogische berekening van de benodigde mineralen om proeflocatie Deelense Veld weer aan te vullen geschiedt analoog aan paragraaf 4.2.3. De gemiddelde mineralogische samenstelling van de A/E-horizon en de C-horizon van de proeflocaties op het Deelensche Veld is gegeven in tabel 4.11, samen met een berekende theoretische mineraalsamenstelling (volgens methode Olsson en Melkerud (2000)) die nodig is om het verschil tussen deze twee horizonten aan te vullen. Van deze mineraalsamenstelling zou 1% moeten worden toegevoegd. Dat is
0.15m x 10.000m2 x 1.3 ton/m3 x 1% = 20 ton/hectare om de bovenste 15 cm te
herstellen. Let er op dat de berekende hoeveelheden steenmeel sterk afhangen van de dichtheid van de minerale toplaag.
Hoewel de depletie van de toplaag veel minder lijkt dan die van het Bommenlijntje komt het uiteindelijke berekende mineraalverlies met 20 ton per hectare op
ongeveer dezelfde orde van grootte neer. Het verschil bij het Bommenlijntje werd sterk uitvergroot doordat er alleen aan de fijne fractie (<221 µm) gemeten is. Deze fractie is op het Deelense veld ongeveer 6 x zo groot maar bevat doordat het een windafzetting is minder fijn (< 100µm) materiaal (Koster 1979). Het is gezien de leeftijd van de afzetting (vroege middeleeuwen, Koster 1979) waarschijnlijk dat de verwering die op het Deelense Veld gemeten is hoofdzakelijk van antropogene
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 66 oorsprong is. Een factor die de verzuring zou kunnen dempen of meer gelijk over het hele profiel zou kunnen verspreiden is de periodieke hoge waterstand. Het gesteente dat het meest in de buurt komt van de compositie van de verdwenen mineralen is een nefelien-syeniet, een gesteente dat hoofdzakelijk uit K-veldspaat, albiet en nefelien bestaat. Het is echter geen gesteente dat rijk is aan
micronutriënten.
Tabel 4.11. Gemiddelde mineralogische samenstelling van de <200 µm fractie van de A- horizon en de C-horizon van de proeflocaties en een berekende theoretische
steenmeelsamenstelling die het verschil tussen beide zou kunnen opvullen.
Table 4.11. Average mineralogical composition of the <200 µm fraction of the A-horizon and C-horizon, and a theoretical calculated composition of rock powder.
Chemische benadering
Een tweede benadering om tot een dosering van steenmeel te komen is door de chemische verschillen tussen E-horizon en C-horizon om te rekenen naar een
chemische samenstelling die een fictief steenmeel vertegenwoordigt dat de tekorten perfect zou aanvullen. Een dergelijk steenmeel is berekend aan de hand van de laboratoriumanalyses (hoofdelementen XRF behalve CaO van ICP-MS). De resultaten van deze berekening staan in tabel 4.12. SiO2 is niet nodig om de
chemie aan te vullen maar is toegevoegd om tot een realistische samenstelling voor een gesteente te komen. Van deze mineraalsamenstelling zou 0.6 % moeten
worden toegevoegd. Dat is 0.15m x 10.000m2 x 1.6 ton/m3 x 0.6% = 12
ton/hectare om de bovenste 15 cm te herstellen tot het niveau van de C-horizon. De chemische verschillen tussen de basische kationen van de top en onderkant van de gemeten kern zijn zo klein, dat ze nauwelijks significant te noemen zijn. De resultaten suggereren verwering, maar in dit geval zijn veel meer metingen nodig om een statistisch significant resultaat te krijgen. In dit geval lijkt de QEMSCAN met een hoger oplossend vermogen meer betrouwbaar. Het sediment lijkt zeer veel op de toplaag van het Oud-Reemsterveld alleen met een veel minder duidelijk ontwikkelde verwering. Mogelijk hangt dit samen met de lange periodes dat de grond verzadigd is met water. Een andere verklaring zou kunnen zijn dat deze stuifzandafzetting van recenter datum is.
Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 67 Tabel 4.12. Resultaten van de berekening van een perfect aanvullend steenmeel voor de gemiddelde en gecorrigeerde waarden voor de E- en C- horizon van de gestoken profielen. Berekeningen uitgevoerd met XRF analyses behalve * met ICP-MS.
Table 4.12. Results of a calculated composition of rock powder based on the average and corrected values of the A- and C-horizon. Calculations executed with XRF-analysis, * with ICP-MS.