DOC Meting met niet Dispersieve Infrarood sensor na katalytische oxidatie van organisch materiaal
11 Veldexperiment met introductie van kleine zeggen en mossoorten in
11.2.2 Verzameling en voorbereiding van het plantmateriaal
H et doel van het experiment was om een zo groot mogelijke diversiteit aan vaatplant - en mos s oorten typisch voor kleine zeggen (Carex s pp) – s laapmosvegetaties in te brengen vanuit vitale bronpopulaties. M ede om die reden is er voor gekozen om plantmateriaal grotendeels te verzamelen in relatief grote bronpopulaties in het buitenland. E en andere reden voor het gebruik van buitenlands materiaal is dat vele van de verzamelde s oorten reeds zijn uitgestorven in N ederland, of hier zeer zeldzaam zijn geworden en enkel nog voorkomen in één of enkele weinig-vitale relictpopulaties. E en belangrijke kanttekening die hierbij gemaakt moet worden is dat het een tijdelijk inbrengexperiment betreft, en dus géén effectieve (her-)introductie van s oorten. Aan dat laatste zou uitvoerig onderzoek naar het (vroeger) voorkomen van mogelijke doels oorten alsook de (genetische) keuze van de eventuele bronpopulatie vooraf moeten gaan. O m de mogelijke schade aan bronpopulaties verder zoveel mogelijk te beperken, is er voor gekozen om Carex-s oorten te verzamelen door middel van het oogs ten van een beperkte hoeveelheid zaad. Omdat mossen zeer moeilijk op te kweken zijn vanuit s poren, zijn kleine mosmatjes (1 5 x 1 5 c m per s oort) verzameld. Dit materiaal werd vervolgens in een kas verder opgekweekt.
Zeggen (Carex spp).
Carex-zaad van 1 0 s oorten (
T abel 22) werd s ystematisch verzameld in de loop van 2012-2013 en werd vervolgens koud (4 °C ), vochtig en donker opgeslagen. Voor het inbrengexperiment is geopteerd om zowel nieuwe zaailingen alsook adulte planten te transplanteren, maar het ter plekke uitstrooien van zaad is niet gebeurd. Voor dat laatste zijn twee belangrijke redenen:
Zaad is in het veld niet nauwkeurig te markeren en de zaailingen die daaruit voortkomen zijn nagenoeg niet individueel op te volgen: het experiment wordt dan dus nauwelijks controleerbaar.
V anwege de zeldzaamheid en kwetsbaarheid van de doelsoorten werd per s oort relatief weinig zaad verzameld. O m voldoende kieming te hebben in het veld zouden veel grotere hoeveelheden zaad nodig zijn. Daarnaast zou het zaad vers preid moeten worden over meerdere jaren: het is namelijk niet op voorhand te voorspellen of de omstandigheden ten tijde van uitzaaien voldoende goed zijn om kieming toe te laten. H et experimenteel kiemen van (weinig) zaad onder ideale omstandigheden daarentegen maximaliseert het aantal plantjes (= replica’s).
E en kanttekening die gemaakt moet worden bij het gebruik van zaailingen in plaats van zaad is dat men enkel iets kan zeggen over het succes van de vestiging van zaailingen in het veld, maar dus niet over kiemingssucces.
E en deel van het zaad werd reeds in 2 013 ontkiemd door het uit te s trooien in petri- s c haaltjes bedekt met vochtig tissue. Deze s chaaltjes werden vervolgens in een inc ubator geplaatst met fluctuerende temperaturen (2 5-15°C) over een dag-
nac htregime (12:12u). Kieming vond doorgaans plaats na 10-50 dagen, en was voor nagenoeg alle s oorten zeer s uccesvol (m.u.v. Carex las iocarpa en C. chordorrhiza). N a kieming werden de zaailingen uitgeplant in met potgrond gevulde bakjes die
vervolgens op een vloedtafel in een verwarmde kas werden geplaatst, teneinde een optimale groei te garanderen (Foto 20). De planten die in 2 013 werden opgekweekt (label “volwassen”), waren volgroeid aan de s tart van het experiment in april 2014. N aast adulte planten werden ook verse zaailingen ingebracht (label “zaailing”). D eze werden op dezelfde manier uit zaad opgekweekt maar dan pas in het voorjaar van 2 0 14, enkele weken voor de start van het experiment. H et doel was om van elke s oort 8 adulte planten en 8 zaailingen in te brengen per locatie, wat neerkomt op een totaal van 6 4 individuen per soort (
T abel 22). Dit aantal werd gehaald voor alle s oorten m.u.v. Carex flava, C. chordorrhiza en C. las iocarpa.
Foto 20: Opkweek van volwas sen Carex-planten, met C. lepidocarpa op de voorgrond. Photo 20: Carex nurs ery.
Tabel 22: Overzicht van s oorten en aantal ingebrachte zeggen (Carex s pp), met land van bronpopulatie.
Table 22: Overview of the s pecies and number of s edges (Carex s pp) us ed in the introduction experiments, with information on country of s ource population.
Soort Aantal volwassen planten Aantal zaailingen Bronpopulatie(s)
Carex pulicaris (Vlozegge) 3 2 3 2 Z-Zweden
Carex davalliana (V eenzegge) 3 2 3 2 P olen, Slowakije Carex dioica (T weehuizige
zegge) 3 2 3 2 Z-Zweden
Carex limos a (Slijkzegge) 3 2 3 2 Z-Zweden
Carex appropinquata
(P aardenhaarzegge) 3 2 3 2 P olen
Carex diandra (Ronde zegge) 3 2 3 2 Spanje
Carex lepidocarpa
(Sc hubzegge) 3 2 3 2 Spanje, Slowakije
Carex flava (Gele zegge) 0 3 2 Slowakije, P olen
Carex chordorrhiza 1 2 1 2 Z-Zweden
Carex las iocarpa (Draadzegge) 4 0 Z-Zweden
Mossen
M os matjes bestaande uit gametofyten (6 s oorten, T abel 23) werden verzameld in het najaar van 2 013, en werden vervolgens overgebracht naar licht-doorlatende
kweekbakjes. Deze kweekbakjes waren gevuld met een (demi-)waterverzadigd mengs el van schoon speelzand en een kleine hoeveelheid kalk, en werden vervolgens in een onverwarmde kas geplaatst. De mossen waren in s taat om zich gradueel uit te breiden in deze bakjes, of, in het geval van Paludella s quarrosa, tijdelijk s tand te houden. A an de s tart van het eigenlijke inbrengexperiment werden de mosmatjes
meerdere gametofyt-fragmenten. Deze matjes werden vervolgens rechtstreeks ingebracht in het veld. V an alle soorten, m.u.v. Paludella s quarros a, was voldoende materiaal opgekweekt om 8 matjes per soort per locatie in te brengen. Dit kom t neer op een totaal van 3 2 matjes per s oort (1 2 voor Paludella s quarrosa).
Tabel 23: Overzicht van s oorten en aantal ingebrachte mos matjes, met land van bronpopulatie.
Table 23: Overview of the s pecies and number of bryophyte-mats us ed in the introduction experiments, with information on country of s ource population.
Soort Aantal matjes Bronpopulatie(s)
Scorpidium s corpioides (Rood
s c horpioenmos) 3 2 N ederland
Calliergon giganteum (Reuzenpuntmos) 3 2 Z-Zweden, Slowakije Drepanocladus revolvens (Purper
s c horpioenmos) 3 2 Z-Zweden
Campylium s tellatum (Sterrengoudmos) 3 2 N ederland
Tomentypnum nitens (Viltnerfmos) 3 2 Z-Zweden, Slowakije Paludella s quarros a (H arlekijnmos) 1 2 Z-Zweden
11.2.3 Veldexperiment
Experimentele opzet
E ind april 2014 werd het totaal van 1 72 mosmatjes en 508 individuele zeggen (waarvan 2 40 volwassenen en 268 zaailingen) evenredig verspreid over de 4 s tudiegebieden. A lvorens de doelsoorten werden ingebracht, werden per locatie 8 experimentele plots (1 x 1 m) aangelegd. De ruimtelijke opzet is weergegeven in Figuur 6 5. O m het onderzoeksgebied af te s chermen tegen maaien (het experiment werd niet gemaaid, dit zou immers een bijkomende gevoeligheid introduceren), werden alle plots binnenin een met palen afgeschermd sub-gebied (4 .5 – 9.5 m) geplaatst. I n het midden van dit sub-gebied werd telkens een peilbuis (filter 0 -50 c m onder maaiveld) geplaatst, deze werd vervolgens voorzien van een CTD-diver die mins tens 2 x per dag de grondwaterstanden opneemt (E ijkelkamp Agrisearch E quipment, Giesbeek, the N etherlands).
Figuur 65: Experimentele opzet van de inbrengexperimenten. Deze opzet werd gerepliceerd in de vier vers chillende s tudiegebieden.
Figure 65: Experimental des ign of the introduction experiments. The des ign was replicated in all four s tudy areas .
O mdat we in eerste instantie de vraag willen beantwoorden of hoge ijzerconcentraties fytotoxisch zijn voor doelsoorten, was het noodzakelijk om mogelijke andere voor de hand liggende knelpunten (tijdelijk) te elimineren. E én van die mogelijke knelpunten is een overmatige productiviteit van de vegetatie in het veensysteem en de daarmee bijhorende c oncurrentie voor licht. Dit knelpunt werd omzeild door de top laag (10 cm) van het veen uit te graven en vervolgens de plaggen om te keren en terug te leggen, zodat de s tartsituatie voor inbreng een kale venige bodem (zonder onmiddellijke c ompetitie) was . O m diezelfde reden werd de uiterste 25 c m van elk plot bedekt met worteldoek. Omdat ijzertoxiciteit zich onder gereduceerde omstandigheden zeer snel manifes teert in zaailingen en wellicht ook in mosfragmenten, was de verwachting dat de ves tiging van doelsoorten in de ijzerrijke gebieden weinig s uccesvol zou zijn door onmiddellijke Fe-geïnduceerde necrose. M et deze opzet van “uitgestelde competitie” zou dergelijk toxiciteitseffect dus aantoonbaar zijn omdat initiële sterfte dan
los gekoppeld wordt van mogelijke negatieve effecten van c ompetitie met bestaande vegetatie. N a verloop van tijd zouden de plots naar verwachting opnieuw
gekoloniseerd worden door s oorten uit de onmiddellijke omgeving, waarna andere fac toren (zoals c oncurrentie voor licht) een toenemende rol zullen spelen voor de overleving.
H et c entrum van elk 1 x 1 m plot werd met behulp van een frame onderverdeeld in 25 hokjes van 1 0 x 1 0 c m. I n elk hokje werd vervolgens willekeurig één individueel mos - of vaatplantje ingebracht. Zegges werden rechtstreeks ingeplant, mos matjes werden los neergelegd op de kale bodem. N aast elke plant werd een houten labeltje geplaatst; op deze manier kon elke individuele plant doorheen de tijd worden opgevolgd (Figuur 6 6 ).
H et experiment werd in totaal 4 x gemonitord: mei 2014 (t = 1 9 d), augus tus 2 014 (t = 1 1 1 d), mei 2 015 (t = 3 7 8 d) en augus tus 2015 (t = 4 7 6 d).
Figuur 66: Experimentele opzet. I n elk s tudiegebied werden 8 experimentele plots van 1 x 1 m aangelegd. Vervolgens werd een frame gebruikt om nauwkeuri g elke 10 cm één mos - of vaatplant in te brengen. Elke plant werd individueel gelabeld om langdurige monitoring mogelijk te maken.
Figure 66: Experimental des ign. I n each s tudy area, 8 experimental plots of 1 x 1 m were ins talled and individual Carex-plants and mos s es were introduced in a grid (one plant every 10 cm). Each individual plant was labeled to allow long -term monitoring.
B iotische metingen
Bij ieder veldbezoek werden voor iedere individuele zegge de volgende parameters gemonitord:
O verleving (ja of nee). A ls maat voor overleving was het al dan niet nog aanwezig zijn van herkenbaar en levend (groen) weefsel.
H oogte plant (c m) A antal bladeren
V oor de individuele mosmatjes werden onderstaande parameters gemonitord: O verleving (ja of nee).
Lengte mosmat in langste richting (c m)
Breedte mosmat dwars op de lengterichting (c m)
Relatieve uitbreiding/inkrimping van de mosmat werd berekend met de
volgende formule: lengte mosmat t476 * breedte mosmat t476)/( lengte mosmat
t0 * breedte mosmat t0), waarbij waarden >1 relatieve uitbreiding en waarden
< 1 relatieve inkrimping aangeven over de periode 0 -476 dagen.
I n augus tus 2014 en augustus 2 015 werd tenslotte de bovengrondse biomassa van de kruidlaag verzameld in 5 willekeurige plots (0 .4 x 0 .4 m) in de nabijheid van de experimentele plots. N a drogen bij 7 0°C werd hieruit de productiviteit van de vegetatie in het lokale veensysteem berekend (gemiddelden van twee s eizoenen in ton droge s tof ha -1).
Abiotische metingen
Waters tanden werden gedurende het he le experiment in elk van de vier studiegebieden gelogd met een CTD-diver in een peilbuis. I n de gebieden HO en LS zijn (delen van) de data verloren gegaan door abrupt falende divers, deze divers werden vervolgens vervangen. Drukveranderingen werden na afloop gecorrigeerd voor
luc htdrukschommelingen op basis van data uit nabijgelegen weerstations.
I n april 2 014 werden porievochtstalen verzameld met Macrorhizon-samplers (Filtergrootte = 0 .1 5 µm, Rhizosphere Research Products, N ederland). Drie samplers werden per experimenteel plot geïnstalleerd, en hieruit werd vervolgens één mengmonster per plot gemaakt. pH , E GV en alkaliniteit (door titratie met 0 .01M HCl tot pH 4.2) werden diezelfde dag bepaald met behulp van een multi-meter. H et overige deel van de porievochtmonsters werd koel (4 °C) bewaard tot verdere analyse.
V erticale lichtprofielen van de vegetatie in de experimentele plots (% fotosynthetisch ac tieve s traling t.o.v. een referentie-electrode boven de vegetatie) werden in augustus 2 0 15 bepaald met een A ccupar LP-80 c eptometer (Decagon Devices Inc., P ullman, WA , U SA). Lichtprofielen werden ook bepaald in omliggende plots waarin niets was ingebracht (= “referentie”), teneinde een beeld te krijgen van de lichtprofielen van de “natuurlijke” omliggende vegetatie. T enslotte werd bij elk veldbezoek de bodem-pH gemeten met behulp van een draagbare bodem-pH meter door middel van 5 willekeurig metingen per
experimenteel plot. Deze metingen werden vervolgens gemiddeld per plot.
11.2.4 Chemische analyse
T otaal inorganisch koolstof (T IC) is in het lab bepaald op een I nfrared Gas Analyzer (A BB A dvance Optima). C oncentraties NH4+ en NO3- werden bepaald op een Auto Analyzer
s ys teem. Gefilterde porevocht-submonsters werden aangezuurd met 0 .7 ml 6 5 % s uprapuur H NO3 per 100 ml monster en vervolgens geanalyseerd met ICP (I RIS Intrepid
I I ). De volgende elementen werden bepaald: C a2+, M g2+, K+, N a+, Fe
t, M nt, Pt, St, and A lt.
11.3 Resultaten
11.3.1 Abiotiek
Waterstanden
De waters tanden in de verschillende studiegebieden fluctueerden (maximaal) tussen 1 8 c m boven en (minimaal) 3 0 c m onder maaiveld, met het grootste aantal meetpunten tussen 5 c m boven en 1 5 c m onder maaiveld (Figuur 6 7). Dit valt binnen de range die acceptabel is voor kleine-zeggengemeenschappen, waardoor overmatige stress door langdurige droogte of inundatie met enige zekerheid kan worden uitgesloten. Doorgaans gingen de
waters tanden lichtjes omlaag gedurende het zomerseizoen, om weer te s tijgen tot aan of boven maaiveld gedurende de winter en het vroege voorjaar. A lle plekken werden meerdere keren zwak geïnundeerd gedurende de s tudieperiode.