Redox processen

Gezien de verschillen in waterverzadiging van het substraat tussen bulten en slenken zijn vers chillen in redoxchemie eveneens voor de hand liggend. I n de bulten is c ontact met atmosferisch zuurstof mogelijk terwijl zuurstofindringing in natte s lenken s terk wordt beperkt. U it conceptuele berekeningen van Frei et al. (2 0 12) aan een (regenwater-gevoed) beekbegeleidend veen met microtopografie blijkt dat er s cherpe redoxgrenzen ontstaan, met relatief oxische zones gesuperponeerd op een

s ulfaatreducerend systeem.

Gerichte metingen aan redoxgevoelige parameters in bult-slenk structuren zijn echter zeer s c haars. Branfireun (2004) gebruikt methylkwik (M eHg) c oncentraties als indic ator voor verschillen in s ulfaatreductie tussen bulten en s lenken. U it zijn s tudie blijkt dat verschillen optreden in de bovenste 25 cm van de veenbodem. De M eHg c onc entraties vertonen in deze studie de volgende afnemende trend: ondiepe s lenk > vlak > bult > diepe s lenk. H et feit dat in de diepe s lenken de laagste MeHg

c onc entraties zijn gemeten heeft mogelijk te maken met instroom van dieper s ulfaatarm grondwater. Deze metingen komen overeen met de s ituatie beschreven door Frei et al. (2 0 12) waarbij s ulfaathoudend water (atmosferische depositie) infiltreert in de bult, vervolgens reduceert naar s ulfiden en draineert naar de ondiepe s lenken. I n de s lenken kan hierdoor een voor planten toxisch milieu door vrije Figuur 18: De dynamiek van de pH in microtopografie in het M eeuwenkampje (Cirkel et al. 2 0 12). De bults tructuur loopt globaal van de linker onderhoek naar de rechter bovenhoek.

Figure 18: pH dynamics over time in the area M eeuwenkampje (after Cirkel et al. 2012). The hummock is s ituated opproximately between the lower left and the upper right corner.

s ulfiderijk grondwater uittreedt in s lenken is te vinden op de Brunsummerheide (van Dijk et al., 2 0 09). De zwavel is in dit gebied echter afkomstig van geoxideerde mineralen in bruinkoolafzettingen. E en vergelijkbaar proces kan afhankelijk van grondwaterstand en reactiviteit van organische s tof optreden op ten aanzien van nitraat. De hogere zuurstofconcentratie in de bulten faciliteert omzetting van ammonium naar nitraat door nitrificatie. H et mobiele nitraat draineert vervolgens naar de meer zuurs tofarme s lenken waar het kan worden verwijderd als s tikstofgas via denitrificatie (Bruland et al., 2 0 06; Wolf et al., 2 0 11).

M ic rotopografische s tructuren in venen blijken van grote invloed op de ruimtelijke variabiliteit van CO2 opname en methaanemissies. U it onderzoek van Waddington &

Roulet (1996; 2 008) blijkt dat er tussen bulten en s lenken grote verschillen bestaan in methaanproductie, oxidatie en emissie. Slenken kenmerken zich door hogere emis sies van methaan en lagere opname van CO2. M etingen van Sundh et al. (1 9 95)

laten een positieve correlatie zien tussen methaanoxidatie-capaciteit en de dikte van de oxis che veenlaag.

I n venen hebben hogere ijzerconcentraties invloed op de vegetatie. I Jzer in gereduceerde vorm (Fe2+_{) is al in lage concentraties toxisch voor planten (zie}

hoofds tuk 3 ). I n de relatief oxische bulten zal ijzer vooral in driewaardige (Fe3+_{) en}

geoxideerde vorm (FeOOH) aanwezig zijn, waardoor de bulten kunnen dienen als toevluchtsoord voor s oorten die niet of beperkt zijn aangepast aan hoge Fe2+

c onc entraties. Zover wij kunnen overzien is er in de literatuur geen gedetailleerde informatie beschikbaar over de relatie tussen microtopografische patronen en patronen in gereduceerd en opgelost ijzer in de wortelzone. Veldobservaties van patronen slaapmossen in bult-slenk structuren zouden daarop kunnen duiden (Foto 9 ).

Foto 9: Lage bulten van s laapmos s en en cyperacaeën met een ijzerrijke s lenk zonder s laapmos sen in een grondwatergevoed veen (Store Mos s e, Zuid-Zweden). Mogelijk worden mos s en in de s lenk beperkt door ijzertoxiciteit.

Photo 9: Low hummocks of brown mos s es and Cyperaceae with an iron-rich hollow without brown mos s es in a groundwater-fed mire (Store Mos s e, South Sweden). The occurrence of mos s es in the hollow may be limited due to iron toxicity.

6.7 Conclusies

O p bas is van de geanalyseerde literatuur kan de hoofdvraag -Draagt vorming van mos bulten in ijzerrijke veenbodems bij aan guns tiger (biogeochemische) condities voor kenmerkende plantens oorten van trilvenen?- positief worden beantwoord.

Dit blijkt ondermeer uit het volgende:

 M ic rotopografische verschillen in beekdalvenen zijn voldoende groot om grote ruimtelijke verschillen in c hemie (o.a. pH , redox en basenverzadiging) te veroorzaken. Dit wordt veroorzaakt door subtiele verschillen in

s tromingspatronen en vochtgehaltes als gevolg van de

maaiveldshoogteverschillen en verschillen in bodemfysische eigenschappen tus s en bult en s lenk. Dit blijkt uit veldonderzoek en modellering.

 Bulten kunnen lagere Fe2+_{-gehalten hebben door de aanwezigheid van een}

dikkere geoxideerde zone en daarmee de aanwezigheid van een reactieve zone ijzer(hydr)oxiden. P lantensoorten in bulten zouden daardoor minder te maken hebben met toxiciteitseffecten door Fe2+ _{in het porievocht. Deze}

hypothese zou met veldonderzoek moeten worden getoetst.

 Gehalten aan vrije sulfiden zijn laag in het wortelmilieu door de dikkere geoxideerde zone. Deze hypothese zou met veldonderzoek moeten worden getoetst.



V eenvormende mossen hebben in bulten betere groeicondities door betere drainage waardoor gasdiffusie (CO2, O2) minder wordt beperkt door waterfilm

vorming. (Status: empirisch onderzoek) Bovendien:

 Bulten blijken gunstige lichtcondities te verschaffen voor lichtminnende s oorten zoals doelsoorten van s laapmos-kleine zeggen vegetatie. Dit blijkt uit veldmetingen.

 Bulten/slenk structuren hebben een stabiliserend effect op de

waters tanddynamiek op systeemschaal. I n natte periodes wordt water s nel afgevoerd, terwijl in droge s ituaties water wordt vastgehouden. Dit is met met modellering aannemelijk gemaakt, maar behoeft nog empirische bevestiging.

 Bult/s lenk structuren zouden in gedegradeerde venen de nog ontbrekende regulerende werking van een acrotelm op de waterstandsdynamiek op kunnen vangen.

 O p bas is van experimenteel onderzoek is het aannemelijk dat mic rotopografie een positieve bijdrage levert aan biodiversiteit van vegetaties. I n de literatuur wordt dit toegeschreven aan verschillen in redoxtoestand en zuurgraad en daarmee s amenhangende verschillen in milieutoxiciteit en nutriëntenbeschikbaarheid. H oewel lastig aan te tonen in veldonderzoek lijkt ook in verschillende veldstudies ee n positief verband te bes taan.

O f bulten door oxidatie van tweewaardig ijzer kunnen dienen als refugium voor plantensoorten in ijzerrijke venen is van meer zaken afhankelijk dan ijzertoxiciteit. De oxidatie van ijzer kan bijvoorbeeld s terk verzurend werke n en daardoor

bas enminnende soorten benadelen. Daarnaast kan meer s tructurele verzuring van bulten optreden als deze hydrologisch meer en meer geïsoleerd raken van basisch grondwater. O f bultvorming in gedegradeerde maar grondwatergevoede venen een ris ico vormt voor basofiele plantensoorten kan worden onderzocht door de

verzuringspotentie van de bulten te onderzoeken en te kijken of op de

hoogtegradiënt zich omstandigheden met een laag Fe2+_{-gehalte en voldoende hoge}

Kennis lacunes

O ndanks dat er s terke aanwijzingen zijn voor de invloed van microtopografie op bioc hemische c ondities in beekdaltrilvenen, is nog veel onduidelijk.

 I nformatie over bodemchemie in relatie tot microtopografische s tructuren is s c haars en vaak anekdotisch van aard. Gedetailleerde informatie over de invloed van microtopografie op toxische gereduceerde s toffen is in het geheel niet bes chikbaar.

 De ruimtelijke variatie van bodemchemische eigenschappen -anders dan pH en bas enverzadiging- is in grondwatergevoede beekdalvenen met slaapmos- kleine zeggenvegetatie met microtopografie nagenoeg onbekend.

 M eer inzicht is gewenst in de ruimtelijke patronen van nutriëntenpools en nutriëntenbeschikbaarheid in beekdalvenen en de invloed van

mic rotopografie daarop.

 H oewel voor het ontstaan van microtopografie meerdere hypothesen bes chikbaar zijn, is het onbekend hoe het ontstaan van microtopografie (bult-slenk s tructuren) kan worden bevorderd in gedegradeerde

beekdalvenen. H et is van belang om te onderzoeken of en hoe be heerders mic rotopografie kunnen bevorderen met andere ingrepen dan alleen het s toppen met maaien.

In document Onderzoek aan biochemie en experimentele maatregelen voor het herstel van beekdalvenen2016, Rapport, Gecombineerd rapport over habitattype Overgangs- en trilvenen (H7140) en welke maatregelen nodig zijn om deze kleine zeggenvegetaties te herstellen (pagina 98-103)