De periode waarover de resultaten van het Fase 1 modelsysteem (STONE) zijn gepresenteerd (1995-2000) is niet gelijk aan de periode waarover de resultaten van het Fase 2 modelsysteem zijn gepresenteerd (2004). Hierdoor is een directe vergelijking tussen de modelresultaten niet mogelijk. Toch is het voor het interpreteren van de modelresultaten met betrekking tot het analyseren van het systeem in de Noordelijke Friese Wouden, in combinatie met aanwezige meetinformatie, van belang om de verschillende resultaten tegen elkaar uit te kunnen zetten (Tabel 5.1).
Tabel 5.1 Samenvattende resultaten van het Fase 1 en Fase 2 modelsysteem ten opzichte van waarnemingen in de Noordelijke Friese Wouden
Fase 1 model
1995-2000 1995-2000 Meting Fase 2 model 2004 Meting 2004 Nitraatuitspoeling (mg/l NO3) 23 - 15 - Stikstofbelasting oppervlaktewater (mg/l N-totaal) 4.6 3.4 5.0 2.9 Fosforbelasting oppervlaktewater (mg/l P-totaal) 0.34 0.23 0.35 0.13
Als het verschil tussen de berekende stikstof- en fosforbelasting naar het oppervlaktewater en de gemeten stikstof- en fosforconcentraties in het oppervlaktewater kan worden beschouwd als retentie in het oppervlaktewater wordt voor stikstof en fosfor de volgende retenties bepaald:
N-retentie (%) P-retentie (%)
Fase 1 model 26 32
Fase 2 model 42 63
De gemiddelde stikstof- en fosforretentie in Nederland wordt op 50 % geschat. Op basis van de waterstructuur van de waterlopen in de Noordelijke Friese Wouden schatten we dat de verblijftijden van dit gebied redelijk overeenkomen met de gemiddelde verblijftijden voor oppervlaktewater in Nederland. Hierdoor wordt de stikstof- en fosforretentie in de NFW op 50 % wordt geschat. De resultaten van het Fase 2 model komen het meest overeen met deze waarde.
42 Alterra-rapport 1609
Tabel 5.2 Stikstofbalans van het landsysteem van de Noordelijke Friese Wouden zoals berekend door het Fase 1 modelsysteem (periode 1995-2000) en door het fase 2 modelsysteem (periode 2004)
IN UIT
Fase 1 Fase 2 Fase 1 Fase 2
kg.ha-1 kg.ha-1 kg.ha-1 kg.ha-1
Atmosferische depositie 22 24 Ammoniakvervluchtiging 0 28
Bemesting* 370 397 Denitrificatie 164 170
Infiltratie 2 1 Netto gewasonttrekking 243 192
Kwel 3 4 Wegzijging 8 1
Belasting opp.water 18 31
Totaal 397 425 Totaal 433 421
Berging -36 4
* In Fase 1 wordt een netto mestgift bepaald (gecorrigeerd voor de ammoniakvervluchtiging). In Fase 2 wordt gerekend met een bruto mestgift. De netto mestgift in het Fase 2 model is nagenoeg gelijk aan de netto mestgift van het Fase 1 model (369 kg.ha-1 N)
Tabel 5.3 Fosforbalans van het landsysteem van de Noordelijke Friese Wouden zoals berekend door het fase 1 modelsysteem (periode 1995-2000) en door het Fase 2 modelsysteem (periode 2004)
IN UIT
Fase 1 Fase 2 Fase 1 Fase 2
kg.ha-1 kg.ha-1 kg.ha-1 kg.ha-1
Bemesting 40 39 Netto gewasonttrekking 30 63
Infiltratie 0 0 Wegzijging 0 0
Kwel 1 0 Belasting opp.water 1 2
Totaal 41 40 Totaal 31 65
Berging 10 -26
In Tabel 5.2 en 5.3 zijn respectievelijk de stikstof- en fosforbalans van het Fase 1 en Fase 2 modelsysteem weergegeven. Bij het interpreteren van deze balansen is het goed om te benadrukken dat de resultaten van het Fase 1 en het Fase 2 modelsysteem op 2 verschillende perioden betrekking hebben. Een ander groot verschil tussen de 2 modelsystemen is de onderliggende schematisatie van deze modelsystemen. Voor het Fase 1 modelsysteem is gebruik gemaakt van de landsdekkende schematisatie van het STONE-model (zie hoofdstuk 3). In de gebiedsuitsnede voor de Noordelijke Friese Wouden blijkt dat het areaal voor natuur wordt overschat en het areaal voor landbouw (met name grasland) wordt onderschat ten opzichte van de gedetailleerde ruimtelijke schematisatie van het Fase 2 modelsysteem (Tabel 5.4). Wanneer de balansposten alleen op het areaal landbouwgronden wordt uitgedrukt wordt voor het Fase 1 modelsysteem een netto bemesting van 515 kg.ha-1 N bepaald ten opzichte van een netto bemesting van 395
kg.ha-1 N voor het Fase 2 modelsysteem. De verschillen in gewasopname tussen het
Fase 1 en Fase 2 modelsysteem kan hiermee niet volledig worden verklaard. Vooralsnog is het nog onduidelijk waarom de netto gewasopname voor stikstof in het Fase 2 modelsysteem afneemt ten opzichte van het Fase 1 modelsysteem en voor fosfor een toename wordt berekend.
Tabel 5.4 Aandeel landbouw en natuur in de ruimtelijke schematisatie van de 2 modelsystemen voor de Noordelijke Friese Wouden
Percentage areaal Fase 1 Percentage areaal Fase 2
Landbouw 71.7 93.2 Grasland 64.7 83.9 Maïs 2.3 4.9 Akkerbouw 4.7 4.4 Natuur 28.3 6.8 Totaal 100 100
Op basis van het Fase 1 en Fase 2 modelsysteem kan worden geconcludeerd dat in de Noordelijke Friese Wouden de nitraatconcentraties, gemiddeld voor het gebied, ruim onder de norm van 50 mg/l NO3 blijft. Voor stikstof- en fosforconcentraties in
het oppervlaktewater geldt een MTR-waarde van respectievelijk 2.2 en 0.15 mg/l N of P in het zomerhalfjaar. Aangezien de resultaten van het Fase 1 modelsysteem een temporele resolutie van 1 jaar heeft kunnen deze modelresultaten niet getoetst worden aan de norm voor het oppervlaktewater. Voor het Fase 2 modelsysteem wordt voor het zomerseizoen een stikstof- en fosforbelasting voor het oppervlaktewater van respectievelijk 3.6 en 0.32 mg/l N of P berekend. Uitgaande van een gemiddelde retentie van 50 % voor zowel stikstof als fosfor komt dit neer op een stikstof- en fosforconcentratie in het oppervlaktewater van 1.8 en 0.16 mg/l N of P. Dit betekent voor het toetsjaar 2004 dat de norm voor stikstof zou worden gehaald en die voor fosfor (licht) wordt overschreden.
Voor het gehele gebied de Noordelijke Friese Wouden kan op basis van meetgegevens geen sluitende water- en nutriëntenbalansen worden opgesteld (Roelsma et al., 2008; Knotters en de Vos, 2007). Voor de watersysteemanalyse is het van belang om goede hydrologische afgebakende eenheden te definiëren, waarbij de het transport van water en nutriënten binnen en aan de rand van het gebied goed kan worden gemonitord. Voor het gehele gebied de Noordelijke Friese Wouden is dit niet mogelijk (Roelsma et al., 2008). Op basis van de huidige watersysteemanalyse wordt aanbevolen om te komen tot een aantal kleinere, hydrologisch goed afgebakende gebieden binnen de Noordelijke Friese Wouden waarvoor een goed sluitende systeemanalyse kan worden opgesteld. Een mogelijkheid zou bijvoorbeeld kunnen zijn om een aantal proefgebieden te kiezen voor de verschillende waterbeheersingstypen en/of gebaseerd op de verschillende voorkomende bodemsoorten (klei, zand en veen) in het gebied.
Om het modelsysteem zo goed mogelijk aan te laten sluiten op de metingen in het oppervlaktewater bevelen we aan om een module voor het oppervlaktewatersysteem in het modelsysteem op te nemen. Hiermee kunnen de processen in het oppervlaktewater in het modelsysteem worden meegenomen en kan een gebiedsspecifieke retentie voor en stikstof en fosfor worden bepaald.
Literatuur
Bouma, J., J.A. de Vos, M.P.W. Sonneveld, G.B.M. Heuvelink en J.J. Stoorvogel, 2008. The Role of Scientists In Multiscale Land Use Analysis: Lessons Learned From Dutch Communities of Practice. Adv. Argon. In press.
Boers, P.C.M., H.L. Boogaard, J. Hoogeveen, J.G. Kroes, I.G.A.M. Noij, C.W.J. Roest, E.F.W. Ruijgh en J.A.P.H. Vermulst, 1997. Watersysteemverkenningen. Huidige en toekomstige belasting van het oppervlaktewater met stikstof en fosfaat vanuit de landbouw. Rapport 97.013, RIZA, Lelystad.
Knotters, M. en J.A. de Vos, 2007. Monitoring van nutriënten in het oppervlaktewater van de Noardlike Fryske Wâlden; Ontwikkeling van een monitoringstrategie. Alterra-rapport 1456. Alterra, Wageningen.
Kroon, T. en W. Werkman, 2001. MONA, koppelingsconcept MOZART- NAGROM. Beschrijving en gebruikershandleiding van de modellentrein. RIZA, Lelystad.
Kros, J., W. de Vries, J.C.H. Voogd, T.J.A. Gies en J. Roelsma, 2007. Meervoudige milieumonitoring Noordelijke Friese Wouden. Gebiedsstatus van emissie en depositie van ammoniak in relatie tot gebiedsdoelstellingen. Alterra-rapport 1578. Alterra, Wageningen.
Overbeek, G.B.J., J.J.M. van Grinsven, J. Roelsma, P. Groenendijk, P.M. van Egmond en A.H.W. Beusen, 2001. Achtergronden bij de berekening van vermesting van bodem en grondwater voor de 5e Milieuverkenning met het model STONE.
RIVM rapport nr. 408129020, Bilthoven.
RIVM, 2000. Nationale Milieuverkenning 5. 2000 – 2030. Samson BV, Alphen aan den Rijn.
RIVM, 2002. Minas en Milieu. Balans en Verkenning. RIVM rapportnr. 718201005, Bilthoven.
RIVM, 2004. Mineralen beter geregeld. Evaluatie van de werking van de Meststoffenwet 1998 – 2003. RIVM rapport nr. 500031001, Bilthoven.
Roelsma, J., R.A.L. Kselik en J.A. de Vos, 2008. Watersysteemverkenning Noordelijke Friese Wouden. Alterra-rapport 1608. Alterra, Wageningen.
46 Alterra-rapport 1609 Modelberekeningen met STONE 2.0. Clusterrapport 4: Deel 1. Alterra-rapport 552,
ISSN 1566-7197. Alterra, Wageningen.
Schoumans, O.F., R. van den Berg, A.H.W. Beusen, G.J. van den Born, L. Renaud, J. Roelsma en P. Groenendijk, 2004. Quick Scan van de milieukundige effecten van een aantal voorstellen voor gebruiksnormen. Rapportage in het kader van de Evaluatie Meststoffenwet 2004. Alterra-rapport 730.6. Alterra, Wageningen.
Wolf, J., A.H.W. Beusen, P. Groenendijk, T. Kroon, R. Rötter and H. van Zeijts, 2003. The integrated modeling system STONE for calculating nutrient emissions from agriculture in the Netherlands. Environmental Modelling & Software 18: 597- 617.