Een vergroting van de koolstofvastlegging in de bodem werkt regulerend voor het klimaat door CO2 buffering. Vergroten van de in de bodem vastgelegde hoeveelheid koolstof kan onder andere bereikt worden door het organische stofgehalte in de bodem te verhogen. In akkerbouwpercelen kan dit onder andere door niet kerende grondbewerking toe te passen in plaats van ploegen (Van Eekeren en Bokhorst 2010). In grasland door het niet scheuren van de graszode.
Berekening vastgelegde hoeveelheid CO2 in de bodem van akkerbouw gronden in het Rijk van Dommel en Aa
Bij de schatting van het organische stofgehalte is van het volgende uitgegaan. Reijneveld et al. (2009) geven 1.7% (0-25 cm) aan als gemiddelde waarde voor het koolstof stofgehalte van een grote
steekproef in akkerbouwgronden op zandgrond in Zuid-Nederland over de periode 1984-2004. Bij de omrekening van het koolstofgehalte naar het organische stofgehalte wordt een factor 2 aangehouden (Rosell, 2001). Het organische stofgehalte is dan te berekenen als 1,7x2=3,4% organische stof. Dit percentage is als initiële situatie gebruikt. Uitgegaan is dat bij voortzetting van het huidige beheer dit percentage gelijk zal blijven. Dit geldt dus voor de nul- en planvariant.
Bij toepassing van niet-kerende grondbewerking neemt het organische stofgehalte in de bovenste 20-30 cm van de bodem toe (Hendriks, 2011). De toename bedraagt circa 325 kg organisch koolstof ha-1 jaar-1 (Six et al., 2002) wat overeenkomt met circa 650 kg organische stof ha-1 jaar-1. Over een periode van 30 jaar vindt dan een opbouw plaats aan organische stof van 30x650=19.5 ton
organische stof ha-1. Uitgaande van een toename van organische stof over de bovenste 0.25 m van de bodem en een soortelijke massa van 1500 kg m-3, neemt het organische stofgehalte hierdoor over een periode van 30 jaar toe met 0.52 %.
Tabel B.9.1
Berekeningswijze hoeveelheid vastgelegd CO2 in het akkerbouwareaal voor het casestudiegebied Rijk van Dommel en Aa voor de drie varianten.
Parameter Eenheid Totaal
Oppervlakte (ha) 10.000 m2
laagdikte 0,25 m
Volume grond ha-1 Oppervlakte x laagdikte = 2500 m3 ha-1
Massa grond 1500 kg m3
Totaal gewicht grond ha-1 Volume x massa = 3,75x106 kg ha-1
Organisch stofgehalte nul- en planvariant
3,4% = 34 g kg-1 grond
Koolstofgehalte nul- en planvariant 34 / (2 x 1000) = 17 x10-3 kg C kg-1 grond
Koolstofgehalte grond ha-1 stofgehalte
nul- en planvariant
17x10-3x3,75x106= 63,75 ton C ha-1
CO2 gehalte grond ha-1 stofgehalte
nul- en planvariant
63,75x44/12= 233,75 ton CO2 ha-1
Areaal akkerbouw nulvariant 2535 ha Totale hoeveelheid vastgelegd CO2
nulvariant 233,75 x 2535 = 592,56 ton CO2 Areaal akkerbouw planvariant 2484
Totale hoeveelheid vastgelegd CO2
planvariant 17x10-3x3,75X106x44/12x2484 = 557,26 ton CO 2 Organisch stofgehalte ecosysteemdienstenvariant 3,9% = 39 g kg-1 grond Koolstofgehalte ecosysteemdienstenvariant 39 / (2 x 1000) = 19,5 x10-3 kg C kg-1 grond
Totale hoeveelheid vastgelegd CO2
ecosysteemdienstenvariant
19,5x10-3x3,75X106x44/12x2484 = 684,26 ton CO 2
Het organische stofgehalte stijgt dus van 3.4% naar 3.9%. Deze toename in organische stof komt overeen met een toename van CO2 van 19.5x0.5x44/12=35.8 ton CO2 ha-1. Bij berekening van de totale hoeveelheid vastgelegd CO2 in de bodem gaan we ervan uit dat de niet-kerende
grondbewerking op het volledige akkerbouwareaal wordt toegepast. Het areaal akkerbouwgrond varieert per variant. Alle agrarische grondgebruik (zie grondbalans) behalve grasland is tot de akkerbouwgronden gerekend. Per variant is de totale hoeveelheid vastgelegde CO2 berekend. In Tabel B.9.1 is de berekeningswijze weergegeven voor de drie varianten. De berekende totale
hoeveelheid vastgelegd CO2 in de akkerbouwgronden voor de verschillende varianten en de onderlinge verschillen is weergegeven in Tabel B.9.2.
Tabel B.9.2
Akkerbouw areaal, organisch stof gehalte, koolstofvastlegging en waterberging in het akkerbouwareaal in het Rijk van Dommel en Aa in de huidige situatie en voor drie inrichtingsvarianten.
Variant Akkerbouw areaal (ha) Organische stof (%) vastlegging Koolstof- (kton CO2 ) Beschikbaar water in bodem (ml cm-3) Waterberging in bodem (x1000 m3) Huidig 2089 3.4 488 0.25 1306 Nul 2535 3.4 593 0.25 1584 Plan 2484 3.4 581 0.25 1553 Ecosysteemdiensten 2539 3.9 684 0.255 1620 Plan t.o.v. Nul -151 0 -12 0 -31 ESD t.o.v. Nul +4 +0.5 +92 +0.005 +36 ESD t.o.v. Plan +155 +0.5 +104 +0.005 +67
In de ecosysteemdienstenvariant wordt met 684 kton CO2 de meeste CO2 vastgelegd, 104 kton meer dan in de planvariant en 92 kton meer dan in de nulvariant. Het feit dat in de nulvariant meer CO2 wordt vastgelegd dan in de planvarinat komt doordat het akkerbouwareaal in de nulvariant groter is dan in de planvariant.
Berekening vastgelegde hoeveelheid CO2 in de bodem van graslanden in het Rijk van Dommel en Aa Reijneveld et al. (2009) geven 2,4% (0-5 cm) aan als gemiddelde waarde voor het koolstof
stofgehalte van een grote steekproef in graslanden op zandgrond in Zuid-Nederland over de periode 1984-2000 (ofwel 2,4x2=4,8% organische koolstof). Voor onze berekening hebben we het organische stofgehalte nodig voor de laag 0-25 cm diepte. In grasland is het organische stofgehalte in de
bovenste bodemlagen altijd hoger dan in diepere lagen. Voor de diepte van de bouwvoor (0-25 cm) is uitgegaan van een organisch koolstofgehalte van 2,4% voor de laagdiepte 0-12,5 cm en van 1,7% voor de laagdiepte 12,5-25cm. Waarbij 1,7% het gemiddelde gehalte is in de laag 0-25 cm voor akkerbouwgronden in dezelfde regio. Gemiddeld komt het organisch koolstofgehalte daarmee uit op (2,4+1,7)/2=2.05%. Het initieel organisch stofgehalte is dus 2.05x2= 4.1%.
Als grasland niet gescheurd wordt en de graszode ouder wordt, neemt het organische stofgehalte in de bodem toe. Van Eekeren en Zaneveld (2011) deden onderzoek naar grasland op dekzandgronden in Brabant, vergelijkbaar met het studiegebied. Ze vonden een duidelijk verband (Figuur B.9.1) tussen leeftijd van de graszode en het organische stofgehalte. Uit de figuur is af te lezen bij een leeftijd van de graszode van circa 3 jaar het organisch stofgehalte van 4,1% is. Bij een graszode leeftijd van 33 jaar is het organische stofgehalte 6,4%, een toename van 2,3% in 30 jaar.
In onze studie gaan we uit van een toename van het initiële organische stofgehalte van 4,1% naar 6,1% over 30 jaar, een toename van 2%. Figuur B.9.1 laat zien dat het organische stofgehalte daarna minder sterk toeneemt. Een toename van 2% organische stof komt overeen met een extra CO2 vastlegging van 135,7 ton ha-1.
De totale hoeveelheid vastgelegd CO2 in de bodem is op dezelfde manier berekend als voor de akkerbouwgronden (Tabel B.9.2) maar met de organische stofgehalten en arealen voor de graslanden (Tabel B.9.3).
Figuur B.9.1 Relatie tussen organische stof en leeftijd van de graszode voor een dekzandgrond (van Eekeren en Zaneveld, 2011).
Ondanks het kleinste areaal grasland, wordt in de ecosysteemdienstenvariant het meeste CO2
vastgelegd namelijk 991 kton CO2. Dit is 255 kton meer dan in de plan variant en 219 kton meer dan in de nul variant (Tabel B.9.3).
Tabel B.9.3
Grasland areaal en de hoeveelheid organische stof, koolstofvastlegging en waterberging in het grasland areaal in het Rijk van Dommel en Aa voor drie inrichtingsvarianten.
Variant Grasland areaal
(ha) Organische stof (%) Koolstof- vastlegging (kton CO2 ) Beschikbaar water in bodem (ml cm-3) Waterberging in bodem (x1000 m3) Huidig 3390 4.1 956 0.26 2204 Nul 2740 4.1 772 0.26 1781 Plan 2612 4.1 736 0.26 1698 Ecosysteemdiensten 2363 6.1 991 0.28 1654 Plan tov Nul -128 0 -36 0 -83 ESD tov Nul -367 +2.0 +219 0 -127 ESD tov Plan -249 +2.0 +255 +0.02 -44
Berekening totale hoeveelheid in de bodem vastgelegde CO2 voor het Rijk van Dommel en Aa De arealen akkerbouw en grasland varieren voor de verschillende varianten. Hierdoor is het lastig de varianten goed te vergelijken. Om de varianten goed te kunnen vergelijken is de CO2 vastlegging berekend voor het gehele buitengebied. Het areaal van het buitengebied is berekend als de totale oppervalkte van het gebied min het areaal bebouwing, infrastructuur en water: 8286 ha.
Het areaal van het buitengebied is naast de akkerbouwgronden en graslanden vooral natuurgebied. Voor de natuurgebieden zijn met de Bodemkaart 1:50.000 van het gebied organische stofgehalten geschat van de bovenste 25 cm van de bodem. Voor bos is voor het organische stofgehalte 5.5% gebruikt, voor overige natuur (vooral graslanden) is 4,1% aangehouden. De oppervlakten van de categorieën staan vermeld in Tabel B.9.4.
Tabel B.9.4
Begroeiingstypen met organisch stofgehalte en oppervlakte voor drie varianten.
Begroeiingstype Organisch
stofgehalte (%)
Oppervlakte (ha)
Nul Plan Esd
Loofbos 5,5 1282 1383 1376 Naaldbos 5,5 1268 1314 1318
Moerasbos 5,5 0 0 192
Overig natuur 4,1 461 469 469
De CO2-gehalten in de bodem van deze arealen is op dezelfde manier berekend als voor de akker- bouwgronden en de graslanden (zie Tabel B.9.1).
De totale hoeveelheid CO2 vastgelegd in de bodem van het buitengebied van het casestudiegebied Rijk van Dommel en Aa is weergegeven in Tabel B.9.5.
Tabel B.9.5
Oppervlakte landelijk gebied (landbouw, bos en natuur) en de hoeveelheid koolstofvastlegging en waterberging in de bodem in het Rijk van Dommel en Aa voor drie inrichtingsvarianten.
Variant Oppervlakte landbouw,
bos en natuur (ha) Koolstofvastlegging (kton CO2 )
Waterberging
(x1000 m3)
Nul 8286 3260 5386
Plan 8286 3336 5392
Ecosysteemdiensten 8286 3857 5546
Plan t.o.v. Nul 0 +76 6
ESD t.o.v. Nul 0 597 +160
ESD t.o.v. Plan 0 521 +155
Waterregulatie door waterberging in de bodem
In de agrarische percelen kan meer water worden geborgen als het organische hoger is. Organische stof bindt water in de bodem waardoor er minder water afstroomt naar de beek en kan in tijden van veel waterafvoer dus voor een vermindering van de hoogwaterpiek benedenstrooms zorgt. Een vuistregel is dat een toename van 1% organische stof 1 mm dm-1 extra waterberging in de bodem betekent (Van Eekeren en Bokhorst, 2010). Een stijging met 1% organische stof betekent dus een extra berging van 10m3 water ha-1dm-1. Bij een bouwvoor van 25 cm gaat het dan om een extra berging van 25 m3 ha-1. Naast een verminderde waterafvoer naar de beek, is de waterberging in de bodem ook belangrijk voor de landbouw zelf. Er komt in droge tijden meer vocht beschikbaar voor het gewas waardoor de opbrengst zal stijgen. De berekende hoeveelheid waterberging is de hoeveelheid water die in de bodem wordt gebonden aan de minerale en organische delen. Wosten et al. (2001) hebben een groot aantal metingen een verricht waaruit de relatie tussen vochtgehalten en het organische stofgehalte afgeleid kan worden. In Tabel B.9.2 en B.9.3 zijn de gehanteerde vocht- gehalten weergegeven. De waterberging in de bodem (m3) is berekend als: vochtgehalte (m dm-1) x dikte bouwvoor (dm) x oppervlakte landgebruiksvorm (m2).
Tabel B.9.2 laat zien dat in het akkerbouw areaal de hoeveelheid waterberging in de bodem in de ecosysteemdienst variant het hoogst is, nl 1.640.000 m3. Dat is 36.000 m3 meer dan in de nul variant en 67.000 m3 meer dan in de plan variant.
In de graslanden vindt in de grootste waterberging plaats in de nul-variant, dit komt omdat het oppervlakte graslanden in de nul-variant beduidend hoger is dan in beide andere varianten (Tabel B.9.3). Ook in de planvariant is de totale waterberging in de bodem hoger dan in de ecosysteemdiensten, ook hier vanwege het grotere areaal. Het aangepaste management van de graslanden in de ecosysteemdienstenvariant zorgt er wel voor dat de waterberging ongeveer gelijk is aan die in de planvariant, ondanks het fors geringe oppervlakte.
Om de veranderingen in waterberging te kunnen vergelijke voor het gebied is, hetzelfde als bij het de berekening van de CO2 vastlegging, de waterberging berekend voor het gehele buitengebied
(Tabel B.9.5). De koolstofvastlegging in bebouwd gebied en infrastructuur is buiten beschouwing gelaten. De oppervlakten van bebouwd gebied en infrastructuur verschillen vrijwel niet in de varianten, en omdat er geen specifieke maatregelen worden genomen zal ook de hoeveelheid koolstofvastlegging of waterberging in deze gebieden weinig of niet veranderen.