1
Alterra, Research Instituut voor de Groene Ruimte, Wageningen
2CML, Leiden
3Floron, Leiden
RIVM rapport 408657009/2003
%HSDOLQJHFRWRRSW\SHHQWRHWVLQJLQGHOLQJLQ
HFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQYDQYHJHWDWLHV
J. Runhaar
1, M. van ‘t Zelfde
2, C.L.G. Groen
3en
R. Alkemade
Dit onderzoek werd verricht in opdracht en ten laste van de stuurgroep MOVE-DEMNAT
(samenwerking van RIVM, RIZA, Alterra en EC-LNV, in het kader van project 408657,
Ecologische Modellering)
$EVWUDFW
Two models, DEMNAT and SMART/MOVE, are in use in the Netherlands to evaluate the
effects of changes in environmental factors on the vegetation. Whereas DEMNAT focuses
mainly on changes in groundwater dynamics in moist and wet ecosystems, SMART/MOVE
has been developed to evaluate the combined effects of acidification, lowering of the
groundwater and eutrophication in all ecosystems. There is a large overlap in the two
models. One of the ways to bring these models more in tune with each other is to use the
same basic data. This was the reasoning behind the creation of a common file with vegetation
relevees to be used both to revise the classification of ecological species groups (defined as
species with common environmental preferences) and to ascertain the MOVE responses. In
This report describes how the data were used to revise the classification of species in
ecological species groups. The study uses a large data set of vegetation relevees (up to
170,000). Although the data set contains data from all parts of the country, the sample
frequency in some parts was much higher than in other parts. The data were thoroughly
analysed and compared with data from the literature. The inconsistencies found, mostly due
to heterogeneity of the sites or the existence of more than one layers (e.g. superficial rooting
mosses and deep rooting shrubs have a completely different microhabitat), were accounted
for in the analyses. This procedure resulted in a large set of recommended changes in the
ecological species groups.
9RRUZRRUG
In 1995 is gestart met de afstemming tussen ecologische modellen die gebruikt worden voor het
inschatten van milieuveranderingen op de vegetatie. In 1996 is hiervoor een plan van aanpak
geschreven (Wiertz en van Ek, 1996). De belangrijkste modellen die op nationale schaal worden
ingezet zijn DEMNAT (RIZA en RIVM) en SMART/MOVE (RIVM en Alterra). In het plan
van aanpak zijn verschillende actiepunten geformuleerd. Een van die actiepunten, A3, is gericht
op de onderlinge afstemming van de biotische responsmodules die gebruikt worden binnen
DEMNAT en SMART/MOVE. De biotische responsmodules worden gebruikt om aan te geven
welke reactie van plantensoorten te verwachten is bij veranderingen in standplaatsfactoren.
Binnen SMART/MOVE gebeurt dit door per plantensoort een relatie vast te stellen, met behulp
van regressieanalyse, tussen de kans van voorkomen en de milieufactoren vochttoestand,
zuurgraad, voedselrijkdom en chloriniteit. In DEMNAT wordt gebruik gemaakt van het
ecotopensysteem en de daarbij behorende soortengroepen.
In dit rapport wordt de ecologische responsmodule van het model DEMNAT beschreven. Het
ecotopensysteem wordt getoetst op interne consistentie met behulp van dezelfde dataset die
gebruikt wordt in het model SMART/MOVE. Vervolgens is een vegelijking tussen beide
responsmodulen uitgevoerd (zie rapport Afstemming biotische responsmodules
DEMNAT-SMART/MOVE; Runhaar et al., 2002).
Het DEMNAT model en daarmee het ecotopensysteem wordt niet direct gebruikt in
Natuurplan-bureauproducten. In NPB verband is gekozen voor de SMART/MOVE lijn. DEMNAT wordt
wel gebruikt in studies door RIZA, voornamelijk op het gebied van verdroging. Het
ecotopensysteem en dit rapport is een bron van ecologische informatie op soortniveau.
Alle bronhouders van de gebruikte gegevens worden hierbij bedankt voor het ter beschikking
stellen van de data ten behoeve van dit project. Ook danken wij de heren R. van Ek (RIZA), C.
Groen (Floron), H. van Dobben (Alterra), J. Schaminee (Alterra) en F. Witte (WUR) voor de
begeleiding van het project en het waardevolle commentaar op de diverse concepten en S. Sollie
voor de redactie.
,QKRXG
6$0(19$77,1*««««««««««««««««««««««««««««««««««««
,QOHLGLQJ
1.1
Doel van het onderzoek ...9
1.2
Opzet van de studie...9
1.3
Opzet van het rapport...10
,QGHOLQJLQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
2.1
Indeling in ecotooptypen en ecologische soortengroepen ...13
2.2
Gebruikte indeling in ecologische soortengroepen...15
2.3
Vooraf doorgevoerde veranderingen in de toedeling van soorten aan soortengroepen ...15
2QGHUYHUGHOLQJQDDU]XXUJUDDGELQQHQERVVHQRSYRFKWLJHPDWLJYRHGVHOULMNHERGHP
$DQSDVVLQJYRFKWLQGHOLQJELQQHQKHWULYLHUHQJHELHG
$DQSDVVLQJLQGHOLQJQDDUYRFKWWRHVWDQGELQQHQYRHGVHODUPH]XUHV\VWHPHQ
%HWHUHDIJUHQ]LQJYRHGVHODUPYRHGVHOULMNELQQHQGURJHNDONULMNHPLOLHXV
%HWHUHDIJUHQ]LQJWXVVHQYRHGVHODUPHQPDWLJYRHGVHOULMNELQQHQYRFKWLJHEDVLVFKHPLOLHXV
9RHGVHOULMNGRPLQGHOLQJZDWHUHQ
,QGHOLQJPXXUVRRUWHQ
$DQSDVVLQJ]XXUJUDDGLQGHOLQJELQQHQERVVHQRS]ZDN]XUHVWDQGSODDWVHQ
2YHULJHYHUDQGHULQJHQLQWRHGHOLQJ
7RHGHOLQJRSQDPHQDDQHFRWRRSW\SHQPHWEHKXOSYDQKHWSURJUDPPD(&27<3
3.1
Inleiding...33
3.2
Het toedelingsprogramma ECOTYP ...33
3.3
Gebruikte versie ECOTYP ...38
3.4
Aangepaste onderverdeling klasse vochtig in matig en zeer vochtig...40
3.5
Indeling muurvegetaties...41
3.6
Wel of niet meewegen mossen ...43
3.7
Weging ondergroei bij bepaling ecotooptype in bossen en struwelen ...47
3.8
Overige (vooraf) doorgevoerde veranderingen in ECOTYP6 ...47
7RHWVLQJRSLQWHUQHFRQVLVWHQWLHPHWEHKXOSYDQKHWSURJUDPPD72(657
4.1
Inleiding...49
4.2
Het programma TOESRT ...49
4.3
Interpretatie van de uitvoergegevens ...51
+HU]LHQLQJLQGHOLQJVRRUWHQ
5.1
Inleiding...53
5.2
Systematische afwijkingen TOESRT ten opzichte van literatuurgegevens ...53
5.3
Herziene indeling soorten ...56
&RQFOXVLHVHQDDQEHYHOLQJHQ
/LWHUDWXXU
%LMODJH7RHOLFKWLQJYDQGHFRGHVJHEUXLNWYRRUGHDDQGXLGLQJYDQHFRWRRSW\SHQHQHFRORJLVFKH
VRRUWHQJURHSHQ
%LMODJH2YHU]LFKWHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
%LMODJH.HQPHUNHQHQNHQPHUNNODVVHQJHEUXLNWELMGHLQGHOLQJLQHFRWRRSW\SHQHQHFRORJLVFKH
VRRUWHQJURHSHQ
%LMODJH7RHWVLQJLQGHOLQJVRRUWHQDDQOLWHUDWXXUJHJHYHQVHQRSQDPHJHJHYHQV
%LMODJH9HUGHOLQJVRRUWHQRYHUHFRWRRSW\SHQLQKHWRSQDPHQEHVWDQG
%LMODJH2Q]HNHUHWRHGHOLQJHQ
%LMODJH,QGHOLQJLQVRRUWJURHSHQ
%LMODJH,QGHOLQJVRRUWHQLQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
%LMODJH9HU]HQGOLMVW
6DPHQYDWWLQJ
Op landelijke schaal worden de modellen DEMNAT en SMART/MOVE gebruikt om
voorspellingen te doen over veranderingen in de vegetatie als gevolg van ingrepen in het
milieu. Al in 1995 was door RIVM, RIZA en DLO de wenselijkheid geconstateerd om de
modellen onderling beter op elkaar af te stemmen. Eén van de voorgestelde actiepunten was
de onderlinge afstemming van de biotische responsmodules die gebruikt worden om een
relatie te leggen tussen standplaatscondities en het voorkomen van soorten. Bij DEMNAT
gaat het om de ecologische soortengroepen die aangeven welke soorten kenmerkend zijn voor
bepaalde ecotooptypen. Bij SMART/MOVE gaat het om het regressiemodel MOVE dat de
kans van voorkomen van soorten geeft als functie van de gemiddelde Ellenbergwaarde.
Een mogelijkheid om deze responsmodules beter op elkaar af te stemmen is om zoveel
mogelijk uit te gaan van dezelfde basisgegevens. Besloten is daarom een gemeenschappelijk
bestand met vegetatie-opnamen te gebruiken om zowel de indeling in ecologische
soortengroepen te herzien als om de MOVE-responsies te bepalen. In dit deelrapport wordt
ingegaan op de herziening van de indeling in ecologische soortengroepen.
Met behulp van het programma ECOTYP zijn alle opnamen ingedeeld naar ecotooptype.
Daarbij is uitgegaan van de oude indeling in ecologische soortengroepen uit 1987. Vooraf is
echter een beperkt aantal wijzigingen doorgevoerd. Zo is bij de bossen op matig voedselrijke,
vochtige bodem een onderverdeling naar zuurgraad gemaakt en is de indeling naar
vochttoestand binnen het rivierengebied aangepast. Ook is een aantal veranderingen
aangebracht in ECOTYP om de ecotooptype-toedeling te optimaliseren.
Vervolgens is nagegaan of soorten die zijn ingedeeld bij een soortengroep die kenmerkend
wordt geacht voor een bepaald ecotooptype ook daadwerkelijk het meeste voorkomen in dat
ecotooptype. Omdat het ecotooptype is bepaald op grond van de soortensamenstelling van de
opnamen is hier alleen sprake van een toetsing op interne consistentie. Om na te gaan wat de
mogelijke oorzaak is van gebleken inconsistenties is gebruik gemaakt van aanvullende
gegevens uit de literatuur.
In veel gevallen blijken de inconsistenties terug te voeren op heterogeniteit van de opnamen.
Bij de bepaling van het ecotooptype wordt uitgegaan van de veronderstelling dat de opnamen
betrekking hebben op homogene milieus. Dat blijkt echter lang niet altijd het geval te zijn.
Met name bij bosopnamen is er vaak sprake van heterogene milieus doordat greppels en
sloten mee zijn opgenomen. Daarnaast is er vaak sprake van gelaagde milieus, waarbij
mossen en ondiep wortelende soorten te maken hebben met heel andere standplaatscondities
dan diep wortelende soorten. Bij de interpretatie van schijnbare inconsistenties is met deze
foutenbron rekening gehouden.
Op basis van de spreiding over ecotooptypen en literatuurgegevens is voor 770 van de 1600
soorten de indeling op één of meerdere punten gewijzigd. Het gaat om een voorlopige
herziening van de indeling. Bij een aantal soorten zijn de gegevens onderling strijdig of is er
zo weinig informatie over de standplaatscondities waaronder de soort voorkomt dat de
indeling van deze soorten nog nader bezien dient te worden. Daarnaast is er nog geen
rekening gehouden met de wenselijkheid om ook de onderliggende indeling in ecotooptypen
op een aantal punten te herzien. Veranderingen in de ecotopenindeling kunnen tot gevolg
hebben dat soortengroepen moet worden opgesplitst of anders moeten worden omgrensd. In
een aparte studie wordt ingegaan op mogelijke aanpassingen in de ecotopenindeling en de
consequenties die dit heeft voor de indeling in soortengroepen (Runhaar et al., 2002a).
,QOHLGLQJ
'RHOYDQKHWRQGHU]RHN
Het onderzoek waarover in dit deelrapport wordt gerapporteerd maakt deel uit van het project
‘Afstemming Biotische Responsmodules DEMNAT-SMART/MOVE’. Doel van dit
onder-zoek is om de indeling ecologische soortengroepen volgens Runhaar et al. (1987), die in
DEMNAT wordt gebruikt voor de ruimtelijke schematisatie en de effectvoorspelling, en de
optima en toleranties, zoals die gebruikt worden in SMART/MOVE, op elkaar af te stemmen
door gebruik te maken van een gemeenschappelijk opnamenbestand.
In dit rapport zal op een onderdeel van de studie worden ingegaan, namelijk op de bepaling
van het ecotooptype met behulp van het programma ECOTYP, en de toetsing op interne
consistentie van de indeling in ecologische soortengroepen. Voor de vergelijking van de
indeling in ecologische soortengroepen met de MOVE-responsies en voor de opbouw van het
gebruikte opnamenbestand wordt verwezen naar het rapport ‘Afstemming biotische
responsmodules DEMNAT – SMART/MOVE’ van Runhaar et al. 2002.
2S]HWYDQGHVWXGLH
Voor de toetsing van de indeling in ecologische soortengroepen is gebruik gemaakt van een
opnamenbestand met opnamen uit zeer veel verschillende bronnen (Figuur 1.1). In het
primaire bestand zijn 170.000 opnamen opgenomen. Met behulp van het programma
ECOTYP is vervolgens aan elke opname op grond van de soortensamenstelling een
ecotooptype toegekend. Door de verdeling van opnamen over ecotooptypen en provincies te
vergelijken met de ruimtelijke verspreiding van ecotooptypen op basis van het floristische
databestand FLORBASE is nagegaan in hoeverre het opnamenbestand evenwichtig is. Waar
sprake was van een duidelijke oververtegenwoordiging van opnamen uit bepaalde
ecotooptypen en/of van opnamen uit bepaalde delen van Nederland is door gewichtsfactoren
het gewicht van deze opnamen verminderd om zo de representativiteit van het bestand te
verbeteren. Dit bijgestelde opnamenbestand zal verder worden aangeduid als het secundaire
bestand. Voor een uitgebreidere toelichting op de opbouw van het primaire opnamenbestand
en de daaropvolgende analyse en weging van opnamen wordt verwezen naar Runhaar et al.
(2002).
Voor de bepaling van het ecotooptype is gebruik gemaakt van de indeling in ecologische
soortengroepen volgens Runhaar et al. (1987), die hier verder zal worden aangeduid als de
Gorteria-indeling. Wel zijn vooraf op grond van literatuurgegevens een aantal wijzigingen
doorgevoerd om evident onjuiste toedelingen te corrigeren.
Met behulp van het programma TOESRT is vervolgens nagegaan in welke ecotooptypen de
soorten het meeste voorkomen, om zo de indeling in ecologische soortengroepen te toetsen
op interne consistentie: komen soorten die zijn ingedeeld bij een bepaalde soortengroep ook
inderdaad voor in combinatie met andere soorten uit die soortengroep, in opnamen die op
grond van de totale soortensamenstelling aan het corresponderende ecotooptype zijn
toegedeeld? Bij gebleken inconsistenties is het niet altijd duidelijk welke correcties dienen te
worden uitgevoerd. Moet bij een gebleken inconsistentie in de zuurgraadindeling soort a
zuurder worden ingedeeld, of moeten juist de soorten b en c minder zuur worden ingedeeld?
Daarom wordt ook gebruik gemaakt van literatuurgegevens om te beslissen welke
veran-deringen dienen te worden doorgevoerd.
35,0$,5 231$0(1%(67$1' 6(&81'$,5 231$0(1%(67$1' (&27<3 9HUJHOLMNLQJPHW )/25%$6( ZHJLQJRSQDPHQ YHUGHOLQJVRRUWHQRYHU HFRWRRSW\SHQLQKHW RSQDPHQEHVWDQG 72(657 029( RSWLPDHQWROHUDQWLHV LQ(OOHQEHUJZDDUGHQ /,7(5$7885 *(*(9(16 KHU]LHQHLQGHOLQJVRRUWHQ LQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ %LMVWHOOLQJLQGHOLQJ LQHFRORJLVFKHVRRUWHQ JURHSHQYRRUDI YHUJHOLMNLQJ WRHGHOLQJRSQDPHQ DDQHFRWRRSW\SHQ
)LJXXU
:HUNZLM]HELMGHWRHWVLQJYDQGHLQGHOLQJLQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
Op basis van een iets bijgestelde indeling in ecologische soortengroepen zijn de opnamen
ingedeeld naar ecotooptype. Op basis van de verdeling van soorten over ecotooptypen en van
een vergelijking met literatuurgegevens is nagegaan welke wijzigingen in de bestaande
indeling gewenst zijn. Het bepalen van optima en toleranties voor Ellenbergwaarden is
beschreven in De Heer et al. (2000) en Bakkenes et al. (2002). De vergelijking met de
resulterende MOVE-responsies is beschreven in Runhaar et al. (2002).
Daarnaast is ook een vergelijking uitgevoerd met de responsies en toleranties zoals die in
MOVE zijn berekend, met multipele regressie op Ellenberggetallen. Hierbij zijn de beide
systemen vergeleken door de indeling in vochtklassen, zuurklassen en voedselrijkdomklassen
uit het ecotopensysteem naast de Ellenbergindeling te leggen. Voor soorten is gekeken of er
duidelijke verschillen in ecologische voorkeur gevonden worden in beide benaderingen. Deze
vergelijking is beschreven in Runhaar et al. (2002).
2S]HWYDQKHWUDSSRUW
In dit rapport wordt allereerst in hoofdstuk 2 een uitleg gegeven over de indeling in
ecologische soortengroepen en wordt aangegeven welke wijzigingen voorafgaande aan de
toetsing hebben plaatsgevonden op basis van een vergelijking met literatuurgegevens. Daarna
wordt in hoofdstuk 3 ingegaan op de bepaling van het ecotooptype waartoe de opnamen
behoren met behulp van het programma ECOTYP. In hoofdstuk 4 wordt ingegaan op de
toetsing van de soortengroepen op interne consistentie op basis van het gemeenschappelijk
voorkomen van soorten in het opnamenbestand. In hoofdstuk 5 wordt ingegaan op de
herziening van de indeling van soorten in ecologische groepen op basis van de toetsing aan
het opnamenbestand en aan literatuurgegevens. In hoofdstuk 6 tenslotte worden conclusies
getrokken uit de toetsing en worden aanbevelingen gedaan voor toekomstige wijzigingen in
de ecotopenindeling.
,QGHOLQJLQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
,QGHOLQJLQHFRWRRSW\SHQHQHFRORJLVFKHVRRUWHQJURHSHQ
De ecotopenindeling is een ecosysteemclassificatie die is ontworpen als hulpmiddel om
effecten van menselijke ingrepen op natuurlijke ecosystemen aan te kunnen geven. In het
systeem worden ecosystemen op het schaalniveau van ecotopen geclassificeerd op basis van
vegetatiestructuur en standplaatsfactoren (Stevers et al., 1987). Tabel 2.1 geeft een overzicht
van de gebruikte kenmerken en kenmerkklassen.
7DEHO.HQPHUNHQHQNHQPHUNNODVVHQJHEUXLNWELMGHLQGHOLQJLQHFRWRRSW\SHQ
.(10(5.
.(10(5../$66(1
Medium
terrestrisch, aquatisch
Vegetatiestruktuur en
successiestadium
pioniervegetatie, grasland, ruigte, bos en struweel,
verlan-dingsvegetatie, watervegetatie
Saliniteit
zilt, brak, zoet
Substraat
stenig, overig
Vochttoestand
(open water), nat, vochtig, droog
Voedselrijkdom
voedselarm, matig voedselrijk, zeer voedselrijk
Zuurgraad
zuur, zwak zuur, basisch
Dynamiek
stuivend, geroerd, betreden
Saprobietoestand
sterk organisch belast, overige
De ruimtelijke eenheid waarmee wordt gewerkt is een ecotoop, gedefinieerd als een
ruim-telijke eenheid die binnen zekere grenzen homogeen is ten aanzien van vegetatiestructuur en
voor de plantengroei bepalende standplaatsfactoren (Stevers et al., 1987). Klijn (1997) stelt
als aanvullende eis dat de eenheden karteerbaar moeten zijn op een schaal van 1:5.000.
Ruim-telijk vallen de ecotopen meestal samen met de plantengemeenschappen die binnen de
vegetatiekunde worden onderscheiden. Een essentieel verschil is echter dat binnen de
ecotopenindeling het gehele ecosysteem, inclusief het abiotische deel (de standplaats), object
van classificatie vormt, terwijl de vegetatiekunde zich beperkt tot het biotische deel van het
ecosysteem, de vegetatie (Figuur 2.1).
Ecotooptypen worden gedefinieerd als combinaties van kenmerkklassen. Bijvoorbeeld een
‘grasland op natte, voedselarme, zwak zure bodem’, of een ‘bos op zeer voedselrijke natte
bodem’. Niet alle combinaties van kenmerkklassen worden als een apart ecotooptype
onderscheiden. Sommige combinaties van klassen komen in Nederland niet voor, en in
bepaalde gevallen is de invloed van één factor zo overheersend dat het niet zinvol is
onderscheid te maken naar een andere, ondergeschikte factor. Dat geldt bijvoorbeeld voor
zoute en brakke milieus, waarbinnen geen onderscheid is gemaakt naar voedselrijkdom en
zuurgraad, en voor zeer voedselrijke milieus, waarbinnen geen onderscheid is gemaakt naar
zuurgraad.
3/$17(1
%2'(0
*521':$7(5
Classificatie enbeschrijving op basis van van soortensamenstelling
Classificatie op basis van van vegetatiestructuur en standplaatsfactoren Beschrijving in termen van soortensamenstelling ECOSYSTEEM (Ecotoop) VEGETATIE