Statistische analyse van humusprofielontwikkeling

Om het functioneren van humusprofielen op groeiplaatsen van oude heide te doorgronden, is kennis van de ontwikkeling van het humusprofiel na afplaggen nodig. Door het afplaggen ontstaat een nieuwe uitgangssituatie zonder ectorganische humushorizonten. Het minerale deel van het profiel, met de endorganische horizonten, vormt het nieuwe humusprofiel (LVh – Heidevaagmull) waarop door strooiselinput in de loop der jaren weer nieuwe ectorganische horizonten zullen gaan ontstaan. De dikte-ontwikkeling van deze horizonten en een nieuw humusprofiel zullen afhankelijk zijn van de plagleeftijd (het aantal jaren na plaggen), maar ook van andere factoren die mogelijk van invloed zijn doordat zij de strooiselinput en -afbraak beïnvloeden (zie § 0):

• Stikstofdepositie • Klimaat

o Neerslag o Temperatuur

De regionale verschillen (regio Noord, Midden of Zuid) zullen deels samenvallen met de variatie in stikstofdepositie en klimaat, waardoor deze mogelijk niet onafhankelijk zijn. Verder kunnen er ook verschillen optreden door variatie in moedermateriaal. Deze variatie kan worden geanalyseerd aan de hand van de fysisch-geografische eenheden (zie § 3.2.1 en § 3.3.1). Omdat deze eenheden gebaseerd zijn op verschillen in herkomst (verweerbare mineralen) en leemgehalte (vochthoudend vermogen) kan dit ook van invloed zijn op zowel de strooiselinput als -afbraak.

De analyse is uitgevoerd voor de volgende horizonten en groepen van horizonten (zie § 3.2.3): • Ectorganisch: Lv, Fa1, Fa2, Hr, Hh

• Samengesteld ectorganisch: LF1 (Lv + Fa1), F2Hr (Fa2 + Hr), H (Hr + Hh), F2H (Fa2 + H), FH (Fa1 + F2H), Ect (L + F + H)

Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 45 De samengesteld ectorganische horizonten zijn opgenomen omdat deze bij de

humusvormclassificatie vaak ook gecombineerd worden. Hierbij is F2H vooral van belang omdat een Fa2-horizont duidelijk verder ontwikkeld is dan een Fa1-horizont en sterke overeenkomsten vertoont met een Hr-horizont. Fa1 vertoont vaak meer gelijkenis met Lv.

In een aantal stappen is onderzocht welke variabelen de beste verklaring geven van verschillen in de diktes van horizonten. Daarbij is eerst naar de relatie met plagleeftijd gekeken binnen de geplagde locaties. Van de ongeplagde locaties is namelijk niet bekend of ze überhaupt ooit geplagd zijn. In een tweede analyse is onderzocht in hoeverre de variabelen (exclusief plagleeftijd) een verklaring geven voor verschillen in horizontdiktes tussen de ongeplagde locaties. De resterende variatie kan dan (deels) verklaard worden uit de onbekende plagleeftijd en zou daar een indicatie voor kunnen zijn. De statistische analyse is uitgevoerd met ‘mixed effect model’ regressieanalyses in R (package lme4). Hierbij is de variatie binnen gebieden als random effect beschouwd. Hieraan zijn variabelen toegevoegd waarvan de significantie is onderzocht door een ‘Likelihood Ratio Test’ (verschillen tussen de p-waarden van het model zonder en met de extra variabele).

Voor de geplagde profielen is de analyse uitgevoerd met de volgende stappen:

1. Bepalen effect plagleeftijd en stikstofdepositie. Allereerst is voor alle horizonten in de geplagde profielen een vergelijking gemaakt tussen een model met plagleeftijd en het nulmodel, waarin alleen de variatie binnen de gebieden is meegenomen. De significantie daarvan staat in de kolom Leeftijd van tabel 3.6. Vervolgens is een model getoetst waarin zowel leeftijd als stikstofdepositie zijn opgenomen, vergeleken met een model met alleen leeftijd. De significantie van dat verschil staat onder N-dep in dezelfde tabel.

2. Selectie klimaatvariabelen. Daarna is per klimaatvariabele (zie § 2.4) een model

vergeleken met deze variabele als uitbreiding ten opzichte van het model met plagleeftijd en stikstofdepositie. Binnen de groep neerslagvariabelen en temperatuurvariabelen is steeds aangegeven welke het meest significant is. Op basis daarvan is een definitieve keuze gemaakt voor de te gebruiken variabelen.

3. Ontwikkeling horizonten en Effect fysisch-geografische positie. Voor de in stap 1 en 2 geselecteerde variabelen en de horizonten waar dit effect het meest significant is, is

vervolgens de dikteontwikkeling onderzocht en is getoetst of de fysisch-geografische positie daarbij van invloed is. Hiervoor is een model met de gekozen variabelen vergeleken met een model waarin daarnaast ook de FG-eenheden zitten.

De ongeplagde profielen zijn apart geanalyseerd omdat de plagleeftijd onbekend is en in sommige gevallen zeer hoog kan zijn. Het is dus ook niet mogelijk een inschatting te maken van de

dikteontwikkeling in de tijd. Wel kan worden getoetst of andere variabelen (stikstofdepositie, klimaat, moedermateriaal) een rol spelen bij de variatie in dikte. Hiervoor zijn in grote lijnen dezelfde stappen gevolgd als bij de geplagde profielen (zie tabel 3.7):

1. Toetsen welke neerslagvariabele het meest significant is door het vergelijken van gemiddelde neerslag en gemiddeld neerslagoverschot met het nulmodel;

2. Toetsen welke temperatuurvariabele het meeste bijdraagt aan een model waarin al een neerslagvariabele is opgenomen;

3. Toetsen of het toevoegen van regio of FG-eenheid nog een extra verklaring kan geven bovenop een model met neerslag en temperatuur.

3.2.5 pH-profielen

Bij de beschrijving van de bodemprofielen is eveneens het pH-profiel opgenomen door op 7 dieptes tussen 5 en 115 cm – mv. een pH-bepaling te doen met indicatorstrookjes. Aan de hand van het verloop van de zuurgraad met de diepte kunnen conclusies getrokken worden over de zuurbuffer in het moedermateriaal (dieper in het profiel) en de mate van uitloging in ondiepere lagen (o.a. Van

Ontwikkeling en Beheer Natuurkwaliteit 46 Delft, 2018). Voor het indelen van pH-profielen in pH-profieltypen hanteren wij een sleutel die gebaseerd is op de maximale pH in drie dieptecategoriën:

1. Tussen 0 en 20 cm – mv.; 2. Tussen 20 cm en GLG; 3. Dieper dan 20 cm – mv.

Categorie 2 en 3 overlappen deels in profielen met een ondiepe GLG. Omdat in droge heide de GLG per definitie dieper ligt, zijn ze hier gelijk en vervalt daarmee categorie 2. Voor droge heide zijn drie pH-profieltypen relevant (zie tabel 3.3). Door statistische vergelijking van de pH waarden in de dieptecategorieën 0 – 20 cm en > 20 cm is onderzocht of er significante verschillen zijn in pH- profielen tussen regio fysisch-geografische eenheden, humusprofielen en de categorieën in

plagleeftijd (zie § 3.3.6). De vergelijking is uitgevoerd in R waarbij voor de twee diepteklassen een variantieanalyse en paarsgewijze vergelijking (TukeyHSD ) op de groepen (de clusters binnen regio etc.) zijn uitgevoerd.

Tabel 3.3: Indeling pH-profieltypen voor droge heide.

Table 3.3: Classification of pH-profile types in dry heathlands.

Maximale pH 0 - 20 Maximale pH > 20 pH-profieltype

< 4.5 4.5 – 6.0 InAo - Ondiep verzuurd basenarm infiltratieprofiel

≥ 4.0 < 4.5 InZ - Zuur infiltratieprofiel

< 4.0 InZz - Zeer zuur infiltratieprofiel

3.3 Resultaten