Effecten op vastlegging van organische stof

Een belangrijke stap in het verlandingsproces is de opslag van organisch materiaal. Deze wordt enerzijds bepaald door de totale strooiselproductie, anderzijds door de afbraak van het dode materiaal. Beide processen worden door bemesting beïnvloed. Allereerst bepaalt het milieu waarin afbraak plaatsvindt de afbraaksnelheid, een grotere beschikbaarheid van nutriënten zal voor een versnelling van de

afbraaksnelheid zorgen. Daarnaast beïnvloedt bemesting de kwaliteit van het strooisel welke ook bepalend is voor de afbraaksnelheid. Nutriëntenrijk materiaal is meestal makkelijker afbreekbaar. Tot slot zullen planten door bemesting harder gaan groeien, waardoor er meer strooisel geproduceerd wordt en extra verruiging

optreedt. Het is de vraag in hoeverre dit in balans is met de processen die de afbraak versnellen en of er nog netto opslag van organisch materiaal op kan treden.

Daarnaast is de manier waarop de afbraaksnelheid beïnvloed wordt door het effect van sulfaat en sulfide onbekend.

•

Om deze effecten te onderzoeken werd in de herfst van 2006 strooisel van Liesgras uit de mesocosms verzameld, aan de lucht gedroogd en verdeeld over 108 nylon

strooiselzakjes (maaswijdte 300 μm, 1 g per zakje). Strooisel van planten uit bakken met bemeste oevers (rijk strooisel) werd gescheiden gehouden van materiaal van de niet bemeste behandelingen (arm strooisel). Op 3 november werden de zakjes teruggeplaatst in behandeling 1, 2, 4 & 5 van de mesocosms (Figuur 5.9). Per bak werden 4 zakjes met rijk strooisel en 2 zakjes met arm strooisel geplaatst. 6 zakjes van elk type werden apart gehouden om de startkwaliteit van het strooisel te bepalen. Na 3, 6, 9 en 10 maanden werd steeds een gedeelte van de zakjes geoogst. Het geoogste strooisel werd 24 uur gedroogd bij 70 ˚C, gewogen en vervolgens werd de N/P en C/N ratio bepaald.

Uit het afbraakexperiment bleek dat, zoals verwacht, zowel de nutriënten- beschikbaarheid van de omgeving als die in het materiaal de afbraaksnelheid bepaalden. Voor beide strooiseltypen was de afbraak groter bij toevoeging van nutriënten aan de omgeving (Figuur 5.13, gesloten symbolen). Dit effect was sterker voor nutriënten arm strooiselmateriaal dan voor rijk strooisel. Strooiseltype was ook bepalend voor de afbraaksnelheid, zij het wat subtieler. Onder bemeste

omstandigheden was de beginfase van de afbraak van arm strooisel sneller dan dat van nutriëntenrijk strooisel. Echter, na 10 maanden was in de bemeste behandelingen evenveel afgebroken van beide strooiseltypen, en lijkt het initiële verschil teniet gedaan. In de niet bemeste bakken is het verschil in afbraak na 10 maanden tussen de beide strooiseltypen groter, er is dan meer afgebroken van het rijke strooisel.

Het effect van sulfaat op de afbraak van strooisel is niet eenduidig. In de meest nutriëntenarme situatie wordt de decompositie geremd (open symbolen Figuur 5.13a), terwijl in de meest nutriëntenrijke situatie geen effect wordt waargenomen (gesloten symbolen Figuur 5.13b).

Figuur 5.13 Effecten van bemesting en sulfaattoevoeging op de relatieve

gewichtsafname van liesgrasstrooisel dat eerder in de mesocosms verzameld was. Op grond van deze resultaten blijkt dat toevoeging van nutriënten bijna een verdubbeling van de afbraaksnelheid tot gevolg heeft (Tabel 5.3). Aangezien de strooisel productie door bemesting ook dermate verhoogd wordt (van 3 naar 65 gram), zal deze snellere afbraak in de bemeste bakken waarschijnlijk niet in staat om binnen 10 maanden het extra gevormde liesgras strooisel af te breken. Eenzelfde mechanisme is verantwoordelijk voor de uiteindelijke ophoping van liesgras strooisel in de sulfaat bemestte bakken. Aangezien de afbraak snelheid nauwelijks door sulfaat beïnvloed werd maar de strooiselproductie sterk geremd werd (Tabel 5.3) zal er netto zeer weinig ophoping van liesgrasstrooisel plaatsvinden in bakken waaraan sulfaat is toegevoegd, zowel in een bemeste als onbemeste situatie.

Bij extrapolatie van deze resultaten naar het veld moet wel worden opgemerkt dat de specifieke afbraaksnelheid zeer afhankelijk is van de gekozen plantensoort en de in dit experiment gekozen omgeving. Zo kan in sommige soorten de afbraak zelfs

geremd worden door bemesting met stikstof (Bas v.d. Riet, pers. comm.). Wel geeft dit experiment inzicht in de processen die afbraak en daarmee strooiselophoping

Tabel 5.3 Berekende strooiselophoping van Liesgras per bak, gebaseerd op de gemeten strooiselproductie en de afbraaksnelheid in die bak.

Behandeling Percentage overgebleven liesgrasstrooisel na 10

maanden

Strooisel productie van liesgras per bak

(g)

Totale biomassa productie van Glyceria

per bak (g) Netto strooisel ophoping (g) NP 27.05 32.54 64.94625 8.8 NPS 27.15 1.4 2.4475 0.38 S 49.64 0 0 0 - 42.96 2.15 3.01975 0.92

5.4

Conclusies voor beheer

Biodiversiteit van aquatische vegetaties

Na uitbreiding van de vergelijkende veldstudie wordt de relatie tussen het voorkomen van Rode Lijst soorten en verschillende chemische variabelen zeer sterk verduidelijkt. Fe:PO4, Ca:PO4 en Al:PO4 ratio’s in het onderwaterbodemvocht van laagveenwateren zijn hierbij de meest belangrijke en indicatoren voor zowel de mobilisatie van fosfaat als de aanwezigheid van zeldzame soorten waterplanten en helofyten. Omdat deze waarden stabieler zijn en direct de relatie tussen water- en bodemkwaliteit aangeven, zijn ze beter bruikbaar dan waterkwaliteitsvariabelen. De totaal-sediment ratio’s en totale hoeveelheden fosfaat in het sediment blijken geen relatie te hebben met de biodiversiteit aan planten, doordat een groot deel van de nutriënten in organische vorm niet (direct) beschikbaar is. Mesotrafente verlandingsplanten blijken alleen het water in te groeien als de fosfaatconcentratie lager is dan 1 μmol/l (0.03 mg PO4-P/l). Aanpak van de eutrofiëring van het oppervlaktewater is dus niet alleen van belang voor de biodiversiteit van waterplanten, maar ook voor het in gang zetten van verlanding in verband met competitie met algen en andere snel groeiende planten. Het is hierbij niet relevant of het fosfaatrijke water uit de boezem of elders vandaan komt. Discussie over al dan niet ‘gebiedsvreemd’ zijn van het water is dus niet relevant; het gaat om de kwaliteit van het betreffende water.

Fosfaatmobilisatie naar de waterlaag blijkt veel hoger te zijn bij Fe:PO4 ratio’s < 1 mol mol-1_{. In dat geval wordt de fosfaatmobilisatie naar de waterlaag voornamelijk} bepaald door de fosfaatconcentratie in het bodemvocht. Bij hogere ratio’s wordt de fosfaatmobilisatie door de Fe:PO4 ratio zelf bepaald. Daarnaast speelt de

zwavelconcentratie in de bodem een belangrijke rol. De (Fe-S):P ratio en de Fe:S ratio in de bodem geven een belangrijke indicatie van de hoeveelheid ijzer die beschikbaar is om fosfaat te binden. Negatieve (Fe-S):P ratio’s en Fe:S ratio < 1 mol mol-1 _{geven aan} dat de ijzerbeschikbaarheid in het bodemvocht afneemt, wat leidt tot mobilisatie van fosfaat naar de waterlaag. In laagveenwateren met een hoge sulfaataanvoer zal er op deze manier een verschuiving optreden naar een situatie met relatief relatief lage ijzerbeschikbaarheid en hoge fosfaatmobilisatiesnelheden. Terugkeren naar de oorspronkelijke situatie met een hoge ijzerbeschikbaarheid is moeilijk, omdat

daarvoor gereduceerde zwavelverbindingen in het sediment geoxideerd en afgevoerd moeten worden, of kunsmatige ijzeradditie dient plaats te vinden. Voor een

duurzame bestrijding van eutrofiëring is het belangrijk om zowel de externe als de hier onderzochte interne fluxen te kunnen kwantificeren.

In het mesocosm-experiment is door de jaren heen een steeds duidelijkere

vegetatieverschuiving te zien door de invloed van sulfaatrijk water. Vooral Liesgras, Grote Boterbloem, Holpijp en Moerasvaren zijn sterk achteruitgegaan in vergelijking met de controlesituatie zonder sulfaatinvloed. Pitrus en Waterdrieblad zijn veel minder gevoelig voor sulfaat en sulfide. De eutrafente waterplanten Grof Hoornblad en Smalle Waterpest worden meer beperkt in hun groei door nutriëntenlimitatie dan door sulfaat- en sulfide-invloed. Bovendien kunnen waterplanten in een voedselrijke situatie voedingstoffen uit de waterlaag opnemen, waardoor sulfide in het sediment

gevoelig voor sulfide dan verwacht, al groeit deze soort beter als de

sulfideconcentratie in het bodemvocht lager is. Spits fonteinkruid blijkt het meest gevoelig te zijn voor sulfide. Sulfide-ophoping blijkt dus een zeer belangrijke sturende factor voor de vegetatieontwikkeling te zijn, niet alleen in het water maar ook op de oever. Verhoogde aanvoer van sulfaat leidt niet alleen tot sulfidetoxiciteit, maar ook tot verhoogde afbraak met hogere concentraties van humuszuren in het water tot gevolg. Verder blijkt er een duidelijke interactie tussen eutrofiëring en sulfaat te zijn: onder eutrofe omstandigheden zijn de meeste soorten minder gevoelig door

verhoogde afgifte van zuurstof in de bodem (ontgiftiging) en door verdunning van de toxische effecten door snellere groei. Een verlaging van de aanvoer van nutriënten kan dus juist de effecten van sulfide verergeren. Als de aanvoer van sulfaatrijk water op dat moment niet tegelijkertijd wordt aangepakt, kan dit een desastreus effect hebben op de vegetatie.

Biodiversiteit van oevervegetaties

Oevers van petgaten in laagveengebieden worden tegenwoordig met name gekenmerkt door zeer algemene oeversoorten. Specifieke laagveen- en

verlandingssoorten zoals Waterdrieblad en Slangenwortel ontbreken meestal. Riet en Moerasvaren zijn de verlandingssoorten die nog het meeste op oevers voorkomen en het water ingroeien. De in de veldstudie werden verschillende relaties tussen

biodiversiteit en omgevingsvariabelen gevonden. Er zijn indicaties dat de oeverhoogte en kwaliteit van het oppervlakte water en de oever belangrijk zijn. Ook hadden oevers waar maaibeheer werd toegepast een hogere biodiversiteit dan oevers zonder

beheer. Helaas kunnen op grond hiervan geen concrete randvoorwaarden worden aangemerkt, aangezien de verschillende analyses (Factoranalyse, losse correlaties en de regressie boom) geen eenduidig beeld gaven. Wel is het opvallend dat een heel aantal variabelen waarvan verwacht werd dat ze een rol konden spelen, in geen enkele analyse naar voren kwamen. Dit zijn grootte van het petgat, de strijklengte, leeftijd, waterdiepte en hellingshoek van de oever. Het is daarom aannemelijk dat deze variabelen van ondergeschikt belang zijn voor de biodiversiteit op oevers. Welke petgateigenschappen dan wel sturend zijn voor de biodiversiteit zal waarschijnlijk van petgat tot petgat verschillen. Daarom is maatwerk gebaseerd op kennis over de verbanden tussen de variabelen onderling zoals beschreven in de Factor analyse, van groot belang. De Factor analyse liet duidelijk zien dat de oeverkwaliteit

(voedselrijkdom, zuurgraad) maar in beperkte mate gekoppeld is aan de kwaliteit van het oppervlaktewater. Tevens bracht deze een verschil naar voren tussen de

kenmerken van oude en jonge petgaten. Met deze relaties in het achterhoofd en kennis van de locale situatie kan wellicht toch per petgat een goede analyse van de mogelijkheden en bottlenecks gemaakt worden. Daarnaast moet ook rekening gehouden worden met de mogelijkheid dat andere, niet in dit deelonderzoek gemeten processen (herbivorie, dispersie) ook een bepalende rol kunnen spelen. Hierop zal worden ingegaan in hoofdstuk 8 & 11.

De fosfaatbeschikbaarheid voor planten was in de bovenste laag veel hoger dan in diepere lagen, zowel dicht bij het water als meer landinwaarts. Daarom zou plaggen van de oever kunnen helpen de fosfaatbeschikbaarheid te verlagen en verruiging

productie en de afbraak essentieel. De strooiselproductie bleek in het mesocosm experiment het meest bepalend voor de uiteindelijke ophoping. Sulfaat bleek geen effect te hebben op de afbraaksnelheid van strooisel (maar wel op het vrijkomen van humuszuren), maar was wel zeer sterk van invloed op de strooiselproductie.

6

Waterplanten in relatie tot water- en