Vegetatietype op meetlocaties

In de zomers van 2001, 2004, 2006, 2008 en 2010 is veldwerk uitgevoerd waarbij op de meetlocaties (proefvlakken of pq’s) in het veld vegetatieopnamen zijn gemaakt (zie

hoofdstuk 4.3.2). Deze ‘puntlocaties’ hebben in werkelijkheid de vorm van een cirkel met een

oppervlak van 4 m2. Het totaal aantal geselecteerde vegetatieplots per jaar is 70 in 2001 en 140 in de navolgende jaren. De helft van de 140 plots van 2004 en de jaren daarna is permanent, d.w.z. op deze plots is in alle jaren de vegetatie opgenomen. De overige 70 plots zijn steeds wisselend, d.w.z. elk jaar zijn 70 andere plots geselecteerd en opgenomen. Alle 140 plots zijn random geselecteerd (geloot). De permanente plots zijn geloot met een systematische ongelijnde steekproefopzet, resulterend in een meetnet van één locatie per kwadrant van 100 bij 100 m (1 ha). De wisselende plots zijn geloot met een gestratificeerde aselecte steekproefopzet, met als strata twee naast elkaar gelegen kwadranten.

Met behulp van classificatie is vervolgens voor de vijf jaren op elk van de meetlocaties het vegetatietype vastgesteld (zie voor een uitgebreide beschrijving hoofdstuk 4.3.2.1). In dit hoofdstuk zullen we de legenda van tabel 4.3.2 hanteren, waarbij de vegetatie is ingedeeld in acht vegetatietypen:

1. Helmduinen aan de zeekant of ‘witte duinen’ 2. Vastgelegde, grazige duinen of ‘grijze duinen’ 3. Verruigde en verstruweelde duinvalleien 4. Duindoornstruweel

5. Hoge kwelder, meer zout 6. Hoge kwelder, minder zout 7. Lage kwelder, minder zout 8. Lage kwelder, meer zout

Met deze vegetatietypen kunnen de vegetatieveranderingen in het landschap inzichtelijk in beeld worden gebracht. Figuur 4.3.17 geeft als voorbeeld de ligging van de locaties in het gebied alsmede het per locatie vastgestelde vegetatietype voor de jaren 2001, 2004 en 2010.

Figuur 4.3.17 Ligging van de meetlocaties in 2001, 2004 en 2010 en het op basis van vegetatieopnamen verkregen vegetatietype per meetlocatie (proefvlak of pq).

Location of the monitoring sites in 2001, 2004 and 2010 and the vegetation type on the sites (test plots or PQs) obtained based on the vegetation relevés.

In tabel 4.3.4 zijn de percentages plots met een bepaald vegetatietype weergegeven

(percentage van totaal aantal plots van een bepaald jaar). De verschillen tussen de jaren zijn relatief klein. Vegetatietype 2 (‘Vastgelegde, grazige duinen’) lijkt in 2008 en 2010 afgenomen te zijn ten opzichte van de jaren de daarvoor. Daartegenover staat een toename van het percentage plots met vegetatietype 7 (Lage kwelder, meer zout).

Tabel 4.3.4 Frequentie van voorkomen van alle acht vegetatietypen voor alle jaren (2001, 2004, 2006, 2008, 2010), uitgedrukt als percentage van het totaal aantal meetlocaties van een bepaald jaar.

Frequency of occurrence of all eight vegetation types for all years (2001, 2004, 2006, 2008, 2010), expressed as a percentage of the total number of monitoring sites in that year.

Vegetatietype 2001 2004 2006 2008 2010 1 25 24 23 24 23 2 28 28 29 19 19 3 25 25 22 22 25 4 10 5 8 6 9 5 7 7 6 11 7 6 1 3 3 4 4 7 0 1 5 9 7 8 4 6 4 5 5

4.3.3.1.2. Hulpinformatie

De regressie-kriging methode zoals gebruikt in dit onderzoek, maakt gebruik van gebiedsdekkende hulpinformatie. Deze hulpinformatie betreft kaarten van hulpvariabelen waarvan wordt verwacht dat ze van invloed zijn op het vegetatietype. Bijvoorbeeld, het zal duidelijk zijn dat de vegetatietypen ‘Hoge kwelder’ en ‘Lage kwelder’ met meer en minder zoute invloed, met name voorkomen op locaties die overwegend laag gelegen en ziltig zijn, zodat een zeker verband tussen hoogte en voorkomen van de typen ‘Hoge kwelder’ en ‘Lage kwelder’ verwacht mag worden. Het omgekeerde geldt voor ‘Helmduinen aan de zeekant’ en ‘Vastgelegde, grazige duinen’. Naast een voorspellende kracht moet de hulpinformatie ook direct voorhanden of zonder al te veel inspanningen verkrijgbaar zijn. Een belangrijke

informatiebron die aan deze twee voorwaarden voldoet, is de digitale hoogtekaart en de eruit afgeleide informatie. De lijst van in dit onderzoek beschouwde hulpvariabelen is:

• absolute maaiveldhoogte in meters ten opzichte van NAP (Z-coördinaat) • relatieve maaiveldhoogte in cirkels met een straal van 5, 10 en 25 m • hellingshoek en expositie

• deel van het gebied waar zeewater bij extreme weersomstandigheden kan binnendringen

• het aantal dagen per jaar dat een locatie onder water staat • de X- en Y coördinaat

We bespreken deze variabelen nu één voor één.

Absolute maaiveldhoogte in meters ten opzichte van NAP

Van het gebied is een digitaal hoogtemodel (Digital Elevation Model, DEM) uit 1997 (<Amellat1997>) beschikbaar dat in 1997 in opdracht van Rijkswaterstaat (RWS) is vervaardigd en destijds via de NAM is verkregen. Dit DEM is ook in voorgaand onderzoek gebruikt en heeft goede resultaten opgeleverd (Eysink et al. 2000a, 2000b, Schouten 1999). Het DEM heeft een ruimtelijke resolutie van 1 m, hetgeen beduidend hoger is dan de 5 m ruimtelijke resolutie van het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) uit die periode. Gebruik van het toenmalige AHN is voor 2001 en 2004 wel overwogen, maar een vergelijking met <Amellat1997> liet zien dat de voorkeur uitgaat naar het laatste, met name vanwege de hogere ruimtelijke resolutie en de daarmee samenhangende hogere verticale nauwkeurigheid. Overigens is de verticale nauwkeurigheid van <Amellat1997> niet gedocumenteerd, maar visuele inspectie door deskundigen laat zien dat deze acceptabel is. Het model is destijds door de NAM geijkt met daadwerkelijk in het veld1 gemeten hoogten.

Voor de berekening van de DEM’s voor de opnamejaren 2001en 2004 is het hoogtemodel <Amellat1997> gecorrigeerd voor de in het gebied opgetreden bodemdaling. Hiervoor zijn de destijdse uitkomsten van het bodemdalingsmodel van de NAM gebruikt. Dit model genereerde ellipsvormige isolijnen van gelijke bodemdaling. De mate van bodemdaling neemt af met de afstand tot het epicentrum dat aan de oostzijde van het onderzoekgebied is gelegen. De uitkomsten van het bodemdalingsmodel zijn vervolgens opgeteld bij <Amellat1997> voor berekening van de DEM’s voor de opnamejaren 2001 en 2004. Voor de eenvoud en omdat het een verwaarloosbaar effect heeft op de resultaten zijn hierbij cirkelvormige in plaats van ellipsvormige isolijnen aangehouden.

Voor de jaren 2006 en 2008 zijn nieuwe DEM’s (met resolutie van 1 m) van de Adviesdienst Geo-informatie en ICT van Rijkswaterstaat beschikbaar gesteld (respectievelijk <amel06_1x1.agr> en <AMEL08STUDIE.AGR>). Omdat de DEM’s van 2001 en 2004 niet exact boven op die van 2006 en 2008 lagen maar ca. een halve celbreedte waren verschoven, is op de DEM’s van 2001 en 2004 een resample uitgevoerd zodat de gridcellen (1 x 1 m) van alle DEM’s exact over elkaar liggen.

Bij het uitzetten van de locaties voor de vegetatieopnamen (pq’s) zijn tevens de hoogten met RTK-DGPS gemeten (zie hoofdstuk 4.3.2.1.2). De DEM’s voor de jaren 2001, 2004, 2006 en 2008 zijn vervolgens aangepast door het met (ordinary) kriging geïnterpoleerde verschil tussen de op de pq’s gemeten hoogte en DEM-hoogte, bij het DEM op te tellen. Voor 2010 was geen DEM beschikbaar en is het DEM van 2008 gebruikt, waarbij het met kriging geïnterpoleerde verschil tussen de in 2010 gemeten hoogten (op de pq-locaties) en het DEM van 2008, bij de DEM2008-hoogte is opgeteld.

Als illustratie zijn in figuur 4.3.18 de DEM’s van de jaren 2004 en 2010 gegeven.

Naast de hoogte zelf is ook de gekwadrateerde hoogte als hulpinformatie meegenomen. Dit maakt het mogelijk eventuele niet-lineaire, parabolische verbanden tussen het voorkomen van een vegetatietype en de hoogte in de ruimtelijke interpolatie mee te nemen.

1

Figuur 4.3.18 Digitaal hoogtemodel (DEM) van Oost-Ameland voor 2004 en 2010 van het onderzoekgebied met maaiveldhoogte in m +NAP. Zie de grotere detaillering van het model na 2004, effect van het natuurontwikkelingsproject na 2005, en lagere (valleien) en hogere (zeereep) ligging van sommige terreinonderdelen.

Digital elevation model (DEM) of eastern Ameland for 2004 and 2010 showing the study area with ground level heights in m +Amsterdam Zero. Note the greater detailing in the model after 2004, the effect of the nature development project after 2005, and the deeper (slacks) and higher (beach ridge) positions of some features of the terrain.

Relatieve maaiveldhoogte in cirkels met een straal van 5, 10 en 25 meter

Om de positie van een locatie ten opzichte van de directe omgeving te bepalen is de relatieve maaiveldhoogte berekend. Hierbij wordt voor elke roosterpunt van het DEM bepaald wat het verschil is tussen de hoogte in het roosterpunt en de gemiddelde hoogte van alle punten die zich bevinden in een cirkel rondom het punt. Hiermee wordt bereikt dat onderscheid wordt gemaakt tussen lokale duintoppen en lokale laagten, welke niet als zodanig worden herkend in de absolute maaiveldhoogte. Voor de straal van de cirkel zijn drie waarden genomen, te weten 5, 10 en 25 m. Bij de kleinste straal van 5 m komen de effecten van kleine geomorfologische kenmerken in het gebied tot uiting in de relatieve maaiveldhoogte; bij de grootste straal van 25 m worden deze weggefilterd en ligt het accent op grotere geomorfologische structuren.

Hellingshoek en expositie

Kaarten van de hellingshoek en expositie zijn met GIS op de gebruikelijke wijze berekend uit het digitale hoogtemodel. De expositie is voor beide jaren verdeeld in drie klassen, te weten 'noordhelling', 'zuidhelling' en 'overig'. Om te worden geclassificeerd als noord- of zuidhelling mag de hoek tussen de expositie en het noorden of zuiden niet groter zijn dan 45 graden, en moet de hellingshoek daarnaast tenminste 3 graden zijn. Een kaart van de expositie in 2010 is

in figuur 4.3.19 gegeven.

Figuur 4.3.19 Expositie in 2010, berekend uit het digitaal hoogtemodel. Noord- en zuidexposities betreffen hellingen met een hellingshoek van tenminste 3 graden.

Exposition in 2010, calculated using the digital elevation model. North and south expositions refer to slopes with an angle of at least 3 degrees.

Deel van het gebied waar zeewater bij extreme weersomstandigheden zou binnendringen

Voor drie niveaus van de stand van het zeewater (1,90 m, 2,20 m en 2,50 m ten opzichte van NAP) is berekend welk deel van het onderzoekgebied bij deze waterstand in het terrein, onder water kan stromen2. Voor de werkelijk gerealiseerde inundaties zie de volgende paragraaf 'Het aantal dagen per jaar dat een locatie onder water staat'. Het instroompunt ligt aan de kant van de Waddenzee, in het zuidoosten van het gebied. Regelmatige of zelfs incidentele overstroming met zout water heeft invloed op de vegetatiesamenstelling en om die reden worden kaarten van deze hulpvariabele meegenomen in de kartering. Berekening van de instroomgebieden is vrij eenvoudig te realiseren met GIS, op voorwaarde dat een voldoende nauwkeurig DEM

2

beschikbaar is. Als voorbeeld is in figuur 4.3.20 het overstromingsgebied afgebeeld dat wordt verkregen bij een waterstand van 1,90 m, 2,20 m en 2,50 m in 2006.

Figuur 4.3.20 Deel van het onderzoekgebied dat in 2006 onder zeewater zou stromen bij een stand van het zeewater van 1,90 m, 2,20 m en 2,50 m ten opzichte van NAP.

Part of the study area that in 2006 would be inundated with seawater at sea levels of 1.90 m, 2.20 m and 2.50 m above Amsterdam Zero.

Het aantal dagen per jaar dat een locatie onder water staat

Niet alleen zeewater maakt dat delen van het gebied gedurende korte of lange tijd onder water staan. Neerslag die oppervlakkig afstroomt en slechts langzaam infiltreert, en hoge grondwaterstanden waarbij het water regelmatig boven maaiveld komt te staan, maken dat lokaal tijdelijk inundaties in de laagten in het gebied ontstaan. In een apart onderzoek uitgevoerd door het Natuurcentrum Ameland is voor 13 punten in het gebied op gezette tijden geregistreerd of het punt onder water staat en zo ja, hoe hoog de waterstand er dan is (Krol 2004, hoofdstuk 4.1). Het Natuurcentrum Ameland (hoofdstuk 4.1) stelde de navolgende data beschikbaar: voor het winterhalfjaar (1 oktober t/m 30 april) voorafgaande3 aan elk groeiseizoen is uit waarneming vastgesteld of een locatie onder water staat (op dagbasis) en welke de waterstand is (op ‘week’basis4)

Door lineaire interpolatie van de gemeten waterhoogten is de waterhoogte op tussenliggende data bepaald, indien er op die datum water op het maaiveld stond. Door gebruikmaking van de bestanden van de absolute maaiveldhoogte (resolutie 2 m)5 is vervolgens met R de verbreiding van het water bepaald en voor elk punt in het gebied berekend hoeveel dagen per jaar dit punt al dan niet onder water staat. Op dagbasis is voor elk van de 13 meetpunten de gemeten waterstand ten opzichte van NAP bepaald door de waterstand op te tellen bij de maaiveldhoogte volgens het DEM op de meetlocatie. Vervolgens is deze waterstand toegekend aan alle punten in het gebied die een hoogte lager dan de gemeten waterstand hebben én in 'directe' verbinding met het meetpunt staan. Door de verbreiding van alle 13 meetpunten op dezelfde datum te combineren ontstaat de kaart met de totale verbreiding op die datum. Aldus wordt bepaald welk gebied op het betreffende tijdstip onder water staat. Door optelling van alle

3

Uitzondering is 2001. Omdat in 2001 nog geen gegevens over de winter 2000-2001 beschikbaar waren, maar wel over 2001-2002, zijn de gegevens over 2001-2002 gebruikt.

4

Om de paar dagen; tussenliggend aantal dagen varieert (2, 3, 5, 7, 14).

5

De eerder genoemde bestanden van de absolute maaiveldhoogte hebben een resolutie van 1 x 1 m. Die bestanden zijn geaggregeerd naar 2 x 2 m waarbij het gemiddelde van de 4 oorspronkelijke gridcellen aan de nieuwe gridcel is toegekend.

verbreidingen voor het totale winterseizoen is het aantal dagen dat een punt onderwater stond bepaald.

De resulterende kaarten voor 2004 en 2010 zijn gegeven in figuur 4.3.21.

Figuur 4.3.21 Het aantal dagen in 2004 en 2010 dat een locatie in het onderzoekgebied onder water staat. De vernatting van het gebied blijkt overduidelijk uit de toename van het oppervlak van het geïnundeerde gebied in 2010 in vergelijking met 2004. Zie ook het verschil in effect veroorzaakt door het

natuurontwikkelingsproject in 2005, links van het noord-zuid lopende fietspad.

The number of days in 2004 and 2010 that a location in the study area is under water. The increased wetness of the area is abundantly clear from the greater expanse of the inundated area in 2010

compared to 2004. See also the difference in impact resulting from the nature development project in 2005, to the left of the north-south line of the bicycle path.

De X- en Y-coördinaat

Ook de geografische X- en Y-coördinaat zijn als hulpvariabelen meegenomen. Het is immers niet onwaarschijnlijk dat er een correlatief verband bestaat tussen het voorkomen van een vegetatietype en de geografische coördinaten. De Y coördinaat representeert de afstand tot de Noordzee en is om die reden mogelijk een goede indicator voor het type ‘Helmduinen aan de zeekant’; de X-coördinaat representeert de afstand tot instroom vanuit de Waddenzee en is daarom mogelijk een indicator voor kwelderachtige vegetatietypen. Zie ook hoofdstuk 4.3.2.2.2.