Eerste workshop (bodemecologie) d.d 9 september

4.1.1 Samenvatting van het workshopresultaat

 De bodembiologische indicatoren uit Bobi voldoen over het algemeen nog en zijn ook geschikt om ecosysteemdiensten te beoordelen.

 Mogelijk zijn aanvullende indicatoren nodig voor enkele specifieke ecosysteemdiensten die niet belichaamd werden in de LSF.

 Er is consensus dat naast de meting van de biologische bodemkenmerken ook chemische en fysische gegevens van de bodem nodig zijn om

ecosysteemdiensten optimaal te beoordelen.

 DNA-technieken zijn momenteel nog niet volledig praktijkrijp voor toepassing in een meetnet.

4.1.2 Inleiding workshop 1

In Bijlage 2 is een verslag van de workshop opgenomen. Voor de eerste workshop zijn bodemecologen uitgenodigd die in hun werk gegevens over het bodemleven toepassen. Onder de aanwezigen waren ook bodemecologen die in 1997 een bijdrage hebben geleverd aan de ontwikkeling van de Bodem-

Discussie werd gevoerd over de volgende punten:

1. Is Bobi nog state of the art voor monitoring van de bodembiodiversiteit en LSF of zijn aanpassingen dringend nodig?

2. Zijn genoomtechnieken rijp voor toepassing in een meetnet? Welke wel, welke niet?

3. Zijn de abstracte (of hooggeaggregeerde) ecosysteemdiensten van de bodem te ontrafelen in meetbare aspecten van het bodemleven?

4. Is Bobi aan te passen tot een indicatorsysteem dat toegepast kan worden in een meetnet voor ecosysteemdiensten

5. Is de invulling van een meetnet voor ecosysteemdiensten dusdanig anders van aard dat er gekozen moet worden voor een heel andere opzet van het indicatorsysteem of de infrastructuur van het meetnet?

Hieronder staan in het kort de resultaten van de discussie (zie ook Bijlage 2). 4.1.3 Hoe state of the art is Bobi?

Bobi is samengesteld op basis van de beschikbare kennis en ervaring met bodembiologische parameters in 1997 en van de inschatting van de betekenis van die informatie voor de kwantificering van de LSF (Schouten et al. 1997). Sindsdien zijn er een paar aanpassingen gepleegd, zoals de analyse van de schimmelgemeenschap (biomassa en percentage actieve schimmeldraden), de toepassing van DNA-technieken voor de analyse van de diversiteit van de bacteriegemeenschap, en de bepaling van labiele stikstofverbindingen. Sommige bestaande methoden zijn geoptimaliseerd sinds 1997; bij de microarthropodengemeenschap wordt sinds 2002 een nieuwe extractie- en mengmonstermethode toegepast en een vast aantal organismen geteld en geïdentificeerd (Jagers op Akkerhuis et al. 2008).

Op dit moment zijn de meeste bodembiologische indicatoren in Bobi nog steeds de best beschikbare optie en de investering waard; de prijs-prestatieverhouding van de individuele parameters is goed. Nieuwe monitoringstechnieken en bepalingsmethoden dringen niet eenvoudig door tot de wereld van het

verborgen bodemleven en moleculaire technieken zijn veelbelovend, maar nog te duur en te instabiel om toegepast te worden in een meetnet. De meting van protisten (eencellige dieren) in de bodem blijft lastig, vanwege problemen om ze op een representatieve en praktische manier uit de grond te extraheren. 4.1.4 Zijn DNA-technieken rijp voor praktische toepassing?

In de LMB-meetronde van 1999 tot en met 2003 zijn met behulp van Denaturing Gradient Gel Electophoreses (DGGE) DNA-bandenpatronen gemaakt van de bacteriegemeenschappen in bodemmonsters. Die techniek bleek lastig uitvoerbaar in een meetnet, in verband met het probleem van de matige vergelijkbaarheid van de verschillende runs. Hoewel nieuwe DNA-technieken elkaar in hoog tempo opvolgen, lijkt routinematige opzet in een bodemmeetnet nog een brug te ver; de technieken zijn relatief duur en weinig stabiel. Het is wachten op een stabiele en goedkope DNA-techniek voor karakterisering van de bacteriegemeenschap die toegepast kan worden in een meetnet.

DNA-technieken voor de analyse van de nematodengemeenschap lijken dichter bij toepassing in een bodemmeetnet te zijn. Momenteel is het mogelijk om routinematig de aanwezigheid van bepaalde plantpathogene nematoden aan te tonen in grondmonsters. Deze methode werd op commerciële basis ontwikkeld, dankzij de vragen uit de landbouwsector, waardoor het innovatieve vermogen sterk toeneemt. De techniek wordt nu verbeterd, waardoor aantallen van veel

meer soorten nematoden in grondmonsters bepaald kunnen worden.

Vooruitlopend op de mogelijkheid om deze techniek routinematig toe te passen werden DNA-monsters van de nematodengemeenschap uit het bodemmeetnet stabiel opgeslagen. Als deze techniek voor een bodemmeetnet beschikbaar komt, is het in feite een spin-off van de ontwikkelingen bij het landbouwkundig onderzoek. Feitelijk is de succesvolle toepassing van sommige andere

indicatoren in Bobi ook gebaseerd op spin-off, zoals de klassieke taxonomische nematodenanalyse (geoptimaliseerd voor toepassing in de landbouw) en de toepassing van Biolog-platen (multiwell-platen met verschillende substraten) voor de bacteriegemeenschap. Biolog-platen worden in de gezondheidszorg toegepast om potentieel pathogene bacteriën te identificeren.

DNA-technieken voor de andere groepen bodemorganismen zijn minder ver ontwikkeld. Toch gaan de ontwikkelingen hard en zijn op (korte; vijf à tien jaar) termijn nieuwe mogelijkheden te verwachten. Al deze technieken zijn in wezen vergelijkbaar, want ze zijn gebaseerd op dezelfde principes. Per groep

bodemorganismen dient op het punt van de DNA-extractie en zuivering wel een specifiek ontwikkelingstraject doorlopen te worden. Op de korte termijn zijn de verwachtingen voor een praktische, stabiele en goedkope DNA-methode voor karakterisering van de nematodengemeenschap het grootst.

4.1.5 Zijn ecosysteemdiensten meetbaar via bodembiologische kenmerken? Het eenvoudige antwoord is ja. Veel ecosysteemdiensten kunnen gekoppeld worden aan de LSF, en LSF kunnen beoordeeld worden aan de hand van de bodembiologische kenmerken. Het is de verwachting dat de bodembiologische indicatoren ook geschikt zijn om de gegevens te produceren voor de beoordeling van ecosysteemdiensten.

Hoewel het eenvoudige antwoord ja is, is het wetenschappelijk amper uitgewerkt en zeker nog niet geconsolideerd en aanvaard hoe met informatie afkomstig van bodembiologische en andere indicatoren ecosysteemdiensten gekwantificeerd kunnen worden. Een ‘ecosysteemdienst’ is een containerbegrip, een abstract eindpunt waarvoor vooralsnog weinig eenduidige beoordelings- methoden ontwikkeld zijn, vooral als het de bodem betreft. In de ecologie wordt veel verwacht van zogenoemde op traits gebaseerde benaderingen. Traits zijn de kenmerken van een organisme of een (groep) organisme(n) die gerelateerd kunnen zijn aan het functioneren van het systeem. Momenteel wordt

onderscheid gemaakt tussen response-traits en effect-traits (Mulder et al. 2012, 2013, Lavorel et al. 2013).

Voor de abiotische bodemkenmerken zijn nog geen modellen ontwikkeld om ecosysteemdiensten te beoordelen. Gegevens afkomstig van systeemgerichte indicatoren worden soms direct toegepast voor de beoordeling van ecosysteem- diensten (bijvoorbeeld agrarische productie in ton per hectare). Omdat de bodemfocus bij de laatste toepassing ontbreekt, is hij niet verder onderzocht. 4.1.6 Bodembiologische indicatoren in een meetnet voor ecosysteemdiensten?

Een meetnet voor de ecosysteemdiensten van de bodem is niet per definitie verschillend van een meetnet voor de LSF van de bodem. Ecosysteemdiensten betreffen aspecten van de LSF die nuttig zijn voor de mens. De Bodem-

biologische indicator (Bobi) heeft zich voor wat betreft praktische toepasbaarheid (kostenefficiëntie, robuustheid, gevoeligheid, relevantie) bewezen in twee opeenvolgende meetrondes van het LMB, en in veel specifieke

onderzoeken bij gecontroleerde veldexperimenten en demonstratieprojecten (bijv. Breure 2004, Bloem et al. 2006, Mulder et al. 2006, 2009, Van Eekeren et al. 2008, 2010, Rutgers et al. 2009, Rutgers en Dirven-van Breemen 2012). De beoordeling van een ecosysteemdienst kan gebaseerd worden op de

informatie afkomstig van biologische en abiotische bodemindicatoren en

systeemgerichte indicatoren (Rutgers et al. 2012c). Abiotische bodemindicatoren en systeemindicatoren waren al een vast onderdeel van het LMB, maar die informatie werd tot voor kort beschouwd als hulpinformatie om de bodem- biologische gegevens te kunnen interpreteren. Uitbreiding van de Bobi- indicatoren met abiotische bodemindicatoren en systeemgerichte indicatoren betekent de facto een flinke verbreding van de indicatorenset, die dus niet noodzakelijkerwijs een veel grotere inspanning of budget vraagt, omdat de meeste gegevens toch al werden verzameld of impliciet beschikbaar zijn. 4.1.7 Andere opzet van het meetnet en andere indicatoren?

De kenmerken van de bodem kunnen nu en in de toekomst via een landelijk of ander bodemmeetnet bepaald blijven worden. Voor de systeemindicatoren en overige indicatoren zijn daarnaast andere instrumenten nodig, bijvoorbeeld satellietopnamen of gegevens over het bedrijfsmanagement. Sommige gegevens zijn beschikbaar via het LEI of het CBS. Een evaluatie van de technische eisen die aan een dergelijk meetnet worden gesteld, was geen onderdeel van dit onderzoek. Ook de technische eisen aan systeemindicatoren en overige indicatoren waren geen onderdeel van dit onderzoek.