Peilverlaging in de zomer

Uit een analyse van de waterinlaat over de periode 2000 tot 2005 blijkt dat het uitzakken van het peil in de praktijk slechts incidenteel zal voorkomen, omdat het waterpeil al weer binnen een week via neerslag terug moet zijn op het oude peil (Waterschap Reest en Wieden 2004). Daarnaast blijkt dat kort durende peilverlagingen van 1 week vaak weinig invloed hebben op de waterstand in kraggen of bodems (o.a. van Doorn et al. 2012). Zij tonen ook aan dat de invloed zelfs na 1 maand van peilverlaging nog beperkt is, en dat de invloed slechts beperkt blijft tot een smalle zone van enkele meters langs het oppervlaktewater. Toch is getracht om ook de mogelijke effecten van peilverlagingen te bepalen.

De proefgebieden in De Wieden en De Weerribben lijken ook tijdens de peilverlagingen in de zomer verschillend te reageren, waarbij het weer een belangrijke en complicerende factor speelde. Zowel in 2009 als 2010 vond de peilverlaging in het Kiersche Wiede plaats tijdens een relatief natte periode. Hoewel het slootpeil in het Kiersche Wiede met ongeveer 10 cm was verlaagd, werd de waterstand in de kragge door de hoge regenval hoger i.p.v. lager (Figuur 8.12). Gedurende beide jaren trad deze verhoging van de waterstand in de kraggen echter niet alleen in het proefgebied op, maar ook in het controlegebied. In 2009 kwamen locaties met Groen schorpioenmos en Gewoon puntmos zelfs onder water te staan in het controlegebied.

Koolstofdioxide concentraties in de winter (voor de peilverhoging)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Schorpioenmos Puntmos Veenmos Veenheide

C O 2 ( u m o l/ L )

Peilvak Wieden (winter)

Referentie Wieden (winter)

Peilvak Weerribben (winter)

Referentie Weerribben (winter)

V E G E T A T IE T Y P E N IE T A A N W E Z IG

Methaan concentraties in de winter (voor de peilverhoging)

0 50 100 150 200 250 300 350

Schorpioenmos Puntmos Veenmos Veenheide

C H 4 ( u m o l/ L

) Peilvak Wieden (winter)

Referentie Wieden (winter)

Peilvak Weerribben (winter)

Referentie Weerribben (winter)

V E G E T A T IE T Y P E N IE T A A N W E Z IG

Figuur 8.12. Waterstanden vlak voor, tijdens en vlak na de peilverlaging in de zomers van 2009, 2010 en 2011 in de controle- en proefgebieden van De Wieden. Voor alle vegetatiegroepen gold dat er geen significante verschillen in waterstand waren tussen het controle- en proefgebied voordat het peil werd opgezet. Met behulp van een GLM-RM is per vegetatiegroep uitgerekend of een van de meetmomenten significant verschilt t.o.v. een ander

meetmoment, waarbij vegetatie-groepen met significante verschillen in de legenda zijn onderstreept (p < 0,01). GrS = Groen schorpioenmos, GeS = Geel schorpioenmos, Pm = Gewoon puntmos, Vm+ = Veenmos met Moerasvaren, Vm = Veenmos en Vh = Veenheide.

Figuur 8.13. Waterstanden vlak voor, tijdens en vlak na de peilverlaging in de zomers van 2009, 2010 en 2011 in de controle- en proefgebieden van De Weerribben. Voor het proefgebied zijn de waterstanden gegeven van het gebied waarin de peilfluctuaties zijn gehanteerd die het Waterschap Reest en Wieden voorstelt. Voor alle vegetatiegroepen gold dat er geen significante verschillen in waterstand waren tussen het controle- en proefgebied voordat het peil werd opgezet. Met behulp van een GLM-RM is per vegetatiegroep uitgerekend of een meetmoment significant verschilt t.o.v. een ander meetmoment, waarbij vegetatiegroepen met significante verschillen zijn onderstreept (p < 0,01). Pm = Gewoon puntmos, Vm+ = Veenmos met Moerasvaren, Vm = Veenmos, Vh = Veenheide en Hm = Gewoon haarmos.

In 2011 was het wel droog tijdens de gemanipuleerde peildaling in het

Kiersche Wiede. Uit figuur 8.12 blijkt dat de waterstanden in de kraggen toen wel significant daalde met ca. 10 cm bij alle vegetatiegroepen, terwijl dit vrijwel niet gebeurde in het controlegebied. Uiteindelijk viel er in 2011 zeer veel neerslag op het moment dat de waterstanden werden teruggezet naar het reguliere peil. De waterstanden in de kraggen stegen snel, waardoor de waterstanden bij de nameting van 2011 hoger waren dan bij de voormeting. Ook in het controlegebied waren de nametingen in 2011 verhoogd, waardoor vooral locaties met Groen schorpioenmos onder water kwamen te staan. In de vastgegroeide kraggen van het Kiersche Wiede blijkt de waterstand in de kraggen dus sterker te worden beïnvloed door het weer dan door de gemanipuleerde slootpeilen. Dit wordt ondersteund door figuur 8.7, waaruit blijkt dat natuurlijke dalingen van het slootpeil tijdens droge periodes inderdaad leiden tot verlaagde waterstanden in de kraggen.

In De Weerribben leidde de peilverlagingen in de zomers van 2009, 2010 en 2011 daadwerkelijk op veel locaties tot een significante daling van de

waterstand in de kragge (Figuur 8.13). Bij vrijwel alle vegetatiegroepen, zelfs bij de relatief basenrijkere locaties met Gewoon puntmos, stond het peil al vóór de peilverlaging meer dan 10 cm onder het maaiveld. De bovenste (wortel)zone van de bodem was dus in alle gevallen al droog voordat het peil werd verlaagd. In een droge periode in 2009 ging de waterstand in de

kraggen slechts enkele centimeters omlaag. In het extremere peilvak van De Weerribben, waar de peilverlaging twee maanden duurde in plaats tien dagen, zakte de waterstanden in de kraggen ook slechts 2-4 cm. Door capillaire opstijging leidt deze kleine daling mogelijk niet eens tot een verlaagd vochtgehalte in de wortelzone. In 2010 en 2011 lijken de dalingen van de waterstanden in de kraggen groter te zijn, vooral bij locaties met veenheide of Gewoon haarmos. Tijdens deze periodes dalen de waterstanden in controle- gebieden ook significant, waardoor een gedeelte van de daling waarschijnlijk moet worden toegeschreven aan het droge weer i.p.v. aan de peildaling in de sloten. Ook bij drijvende kraggen speelt het weer dus een belangrijke rol.

8.4 Mogelijke effecten peilfluctuatie op de

buffercapaciteit en pH

Door peilfluctuaties kunnen de pH en alkaliniteit op verschillende manieren worden beïnvloed. Door aanvoer van basenrijk water kan aanrijking van basische kationen en/of HCO3-ionen plaatsvinden, waardoor de pH kan stijgen. Ook redox processen kunnen een rol spelen, waarbij alkalinisatie kan optreden onder anaerobe omstandigheden en verzuring onder aerobe

omstandigheden (Roelofs 1991). Reductieprocessen die onder anaerobe

omstandigheden tot alkalinisatie kunnen leiden, zijn (Stumm & Morgan 1996): 1. 5CH2O + 4NO3- → 5HCO3- + 2N2(g) + 2H2O + H+ (Denitrificatie) 2. 2CH2O + NO3- + H2O → 2HCO3- + NH4+ (Nitraatreductie) 3. CH2O + 4Fe(OH)3(s) → HCO3- + 4Fe2+ + 7OH- + 3H2O (Productie Fe(II)) 4. 2CH2O + SO42- → 2HCO3- + HS-+ H+ (Sulfaatreductie)

5. 2CH2O → CH4 + CO2 (Methaanfermentatie)

De alkaliniteit hangt verder af van een aantal variabelen. In ieder geval is het evenwicht van bicarbonaat met de hoeveelheid calcium en zuur in de bodem en het water van groot belang, maar ook de samenstelling van het

6. CaCO3(s) + H+ ↔ Ca2+ + HCO3- 7. HCO3- + H+ ↔ H2O + CO2(g)

8. ●Ca + 2H+ _{↔ ●2H + Ca}2+ _{(● is het adsorptiecomplex van de bodem)} Bij de uitgangsituatie bleken er duidelijke verschillen in pH, alkaliniteit en IR te zijn tussen de vegetatiegroepen van beide gebieden. Deze verschillen blijven gedurende de proef met peilfluctuaties grotendeels in stand. In alle controle- en proefgebieden behielden de kraggen met veenheide en veenmos een significant lagere pH, alkaliniteit en IR dan kraggen met basenrijke veenmossen, Gewoon puntmos of schorpioenmos (Figuren 8.16 t/m 8.23).

8.4.1 Peilverhoging in de winter

In het Kiersche Wiede zijn de Cl-concentraties in het bodemvocht, dat over het algemeen gezien wordt als een biologisch inerte tracer, niet toe- of afgenomen na de inundaties met relatief Cl-rijk oppervlaktewater in de winters van 2008, 2009 en 2010 (Figuur 8.14). Tijdens deze jaren is ook de ionenratio (IR) van het bodemvocht niet veranderd na de inundaties. Dit lijkt een indicatie dat er tijdens inundaties in deze winters geen infiltratie optrad van water uit de ’oppervlaktewaterdeken’. Voor de inundatie in 2009 geldt echter dat de verlaging van Cl-concentraties en IR-waardes tijdens de meetperiode in het controlegebied, terwijl dit niet is waargenomen in het proefgebied van het Kiersche Wiede, er mogelijk op wijzen dat er in 2009 toch enige infiltratie is opgetreden in de geïnundeerde kraggen van het Kiersche Wiede. Uit de Cl-concentraties en IR’s blijkt verder dat er tijdens de inundatie in 2011 zeker wel infiltratie is opgetreden in kraggen met schorpioenmossen, Gewoon puntmos en basenrijke veenmossen. Dit komt waarschijnlijk doordat de waterstanden in de kraggen voor de peilverhoging in 2011 significant lager waren dan in de andere jaren, waardoor er “ruimte” was voor infiltratie van het bovenstaande oppervlaktewater (Figuur 8.9).

Het vrijwel niet optreden van infiltratie tijdens de peilverhogingen van 2009 en 2010 wordt ondersteund door prikstokmetingen die vlak voor en na de inundaties zijn uitgevoerd. De EGV-raaien laten zien dat het geïnundeerde water waarschijnlijk niet kon inzijgen (Figuur 8.15; Jager et al. 2011b). Het EGV in de bovenste 30 cm van de bodem bleef op de meeste locaties gelijk. Tevens bleken de EGV-verschillen tussen het Kiersche Wiede en het

controlegebied niet te veranderen (Jager et al. 2011b). Ook dit is een indicatie dat het bovenstaande water moeilijk de bodem kan inzijgen tijdens de winter. In 2009 leek het EGV op veel locaties echter wel toe te nemen vanaf ca. 60 cm diepte (Figuur 8.15; Jager et al. 2011b). Mogelijk leidt de peilverhoging tot laterale infiltratie van slootwater, zoals eerder al is waargenomen door Schouwenberg & van Wirdum (1998). De beperktere hydrologische weerstand onder de kragge zou er in dit geval voor kunnen zorgen dat er een stroming van mineraalrijk water onder de kragge kan ontstaan tijdens peilverhogingen, die vervolgens tijdens periodes met een neerslagtekort in de zomer kunnen leiden tot minerale aanrijking in de kraggen. Het is echter onduidelijk of dit proces een belangrijke rol speelt, omdat in 2009 een soortgelijk patroon ook in de controlegebieden wordt waargenomen. Daarnaast blijkt dat de EGV- verhoging op grotere diepte in 2010 niet optrad.

Figuur 8.14. Cl-concentraties gedurende de peilverhogingen van november 2009 t/m 2011 in het controle- en proefgebied van De Wieden. Vlak voor en na het peilbeheer zijn monsters van het bodemvocht genomen op 10 cm diepte, terwijl het bovenstaande oppervlaktewater tijdens de peilverhoging is bemonsterd. Verschillen tussen voor, tijdens en na de peilverhoging zijn met een * aangegeven (p < 0,01). GrS = Groen schorpioenmos, GeS = Geel schorpioenmos, Pm = Gewoon puntmos, Vm+ = Veenmos met Moerasvaren, Vm = Veenmos en Vh = Veenheide.

Figuur 8.15. Voorbeeld van een EGV-raai in het Kiersche Wiede, die vlak voor en na de peilverhoging van november 2009 gemeten is. Op de plekken met een kruisje is werkelijk gemeten. Met behulp van een kriging functie in GIS is de verdere interpolatie van de raai uitgevoerd. De raai is gemaakt door het ecologische onderzoeksbureau Altenburg & Wymenga. In Jager et al. (2011b) staan meer raaien afgebeeld, die een soortgelijk beeld laten zien.

Na de peilverhogingen waren de pH, alkaliniteit en Ca-concentraties in het bodemvocht (10 cm diepte) niet verhoogd, zelfs niet in 2011 toen er wel enige infiltratie van het bovenstaande oppervlaktewater optrad (Figuren 8.16 en 8.17). Hoewel de pH en buffercapaciteit in 2010 ook niet in de moslaag (1 cm diepte) veranderde, leidde inundatie in 2011 wel tot een toename van het EGV en de Ca-concentraties in de moslaag van locaties met basenrijke

veenmossen, puntmossen of schorpioenmossen (Figuur 8.19). In de

gemonitorde jaren hebben peilverhogingen dus niet geleid tot een verhoging van de pH of buffercapaciteit op 10 cm diepte, en namen de Ca-concentraties in de moslaag alleen toe in 2011 toen er enige infiltratie van bovenstaand oppervlaktewater optrad.

Uit analyses van het bovenstaande oppervlaktewater blijkt echter dat de inundatie‘deken’ in het Kiersche Wiede een inhomogene samenstelling heeft gedurende alle jaren. De pH, alkaliniteit en Ca-concentraties vertonen een afname van de relatief basenrijke locaties met Geel schorpioenmos en

Gewoon puntmos naar de meest geïsoleerde locaties met veenmosvegetaties en veenheide, terwijl de Na- en Cl-concentraties boven alle vegetaties

hetzelfde zijn (Figuren 8.13, 8.14, 8.16 en 8.17). De homogene verdeling van chloride suggereert dat de ‘deken’ initieel dezelfde samenstelling had, maar dat Ca2+ _{uit het bovenstaande oppervlaktewater is uitgewisseld tegen H}+ _dat gebonden zat aan het adsorptiecomplex van de moslaag (van Wirdum 1991; Kooijman & Bakker 1994; Schouwenberg 1994; Schouwenberg & van Wirdum 1998; Paulissen et al. 2004). Vooral veenmossen hebben een hoge

uitwisselingscapaciteit (Clymo & Hayward 1992) en kunnen op deze manier veel kationen opnemen. Deze resultaten lijken aan te geven dat de

basenbezetting van de moslaag wordt opgeladen tijdens inundaties, wat tot extra pH-buffering kan leiden. Dit zal verder moeten worden uitgezocht door de omvang van het kationuitwisselingscomplex (CEC) en de basenverzadiging van de bodems te bepalen (van Wirdum 1992).

Figuur 8.16. pH, alkaliniteit, Ca-concentraties gedurende de peilverhoging van november 2009 in het controle- en proefgebied van De Wieden. Voor de peilverhogingen van 2008 en 2010 worden soortgelijke patronen

waargenomen. Vlak voor en na het peilbeheer zijn bodemvochtmonsters op 10 cm diepte genomen, terwijl het bovenstaande oppervlaktewater tijdens de peilverhoging is bemonsterd. Verschillen tussen voor, tijdens en na de

peilverhoging zijn met een * aangegeven (p < 0,01). GrS = Groen

schorpioenmos, GeS = Geel schorpioenmos, Pm = Gewoon puntmos, Vm+ = Veenmos met Moerasvaren, Vm = Veenmos en Vh = Veenheide.

Figuur 8.17. pH, alkaliniteit, Ca-concentraties gedurende de peilverhoging van november 2011 in het controle- en proefgebied van De Wieden. Vlak voor en na het peilbeheer zijn monsters van het bodemvocht genomen op 10 cm diepte, terwijl het bovenstaande oppervlaktewater tijdens de peilverhoging is bemonsterd. Verschillen tussen voor, tijdens en na de peilverhoging zijn met een * aangegeven (p < 0,01). GrS = Groen schorpioenmos, GeS = Geel schorpioenmos, Pm = Gewoon puntmos, Vm+ = Veenmos met Moerasvaren, Vm = Veenmos en Vh = Veenheide.