Ecohydrologische studie “Middenloop Vallei van de Itterbeek”: Opdrachtgever Natuurpunt

1

Ecohydrologische studie “Middenloop Vallei van de

Itterbeek”

(LIFE09/NAT/BE/000416)

Eindrapportage

Opdrachtgever: Natuurpunt • Projectnummer: PR – 11.051

3

Ecohydrologische studie “Middenloop Vallei van de

Itterbeek”

(LIFE09/NAT/BE/000416)

Eindrapportage

Deze opdracht maakt deel uit van het Life+ project Life+ Itter en Oeter (LIFE09/NAT/BE000416) en is gerealiseerd met de steun van de Europese Unie.

5

Niets uit dit rapport mag worden gereproduceerd, opnieuw vastgelegd, vermenigvuldigd of uitgegeven door middel van druk, fotokopie, microfilm, langs elektronische of elektromagnetische weg of op welke andere wijze dan ook zonder schriftelijke toestemming van de auteurs en de opdrachtgever. Het is voor de opdrachtgever wel toegestaan de inhoud van deze rapportage met bronvermelding, te gebruiken voor andere publicaties.

Foto voorpagina genomen door Pieter Hendrickx (Bloemrijk hooiland – Itterbeek).

Titel rapport: Ecohydrologische studie “Middenloop Vallei van de Itterbeek” Rapportnummer: 2012.56

Projectnummer: PR-11.051 Opdrachtgever: Natuurpunt

Informatie:

B-WARE Research Centre Dr. R. Bobbink

R.Bobbink@b-ware.eu

Radboud Universiteit Nijmegen Postbus 9010

6500 GL Nijmegen Tel: 024-3652813 info@ocbw.nl www.b-ware.eu

7

Inhoudsopgave

3.1 Verzamelen van meetgegevens 25

3.2 Waterstalen 25 3.3 Bodemstalen 27 3.4 Verwerking 31 4 Hydrologie 33 4.1 Inleiding 33 4.2 Grondwaterpeilen en –dynamiek 33

4.3 Kwaliteit van het oppervlaktewater 39

4.4 Kwaliteit van het grondwater 39

4.5 Potenties op basis van hydrologie 45

8

7 Conclusies en advies per perceel 79

8 Literatuur 85

Kaartmateriaal 86

Dankwoord 89

9

1

Inleiding

1.1

Achtergrond

Op het Kempens plateau ontspringen de Bosbeek en Itterbeek die beiden via de vlakte van Bocholt uitmonden in de Maas. Beide valleien maken deel uit van het Europese Natura 2000-netwerk (BE2200034 - Itterbeek met Brand, Jagersborg en Schootsheide en Bergerven en BE2200043 - Bosbeekvallei en aangrenzende bos- en heidegebieden te As-Opglabbeek-Maaseik) en vallen binnen het project Life + Itter en Oeter. Het projectgebied bestaat uit het middenstroomse gedeelte van de Itterbeekvallei (545 ha, gemeente Maaseik, Bree en Kinrooi), in de vlakte van Bocholt (figuur 1.1). Het gebied, ook wel ‘Brand’ geheten, is relatief vlak en ligt tussen 38-31 m+TAW. Het gebied bevat één van de grootste boomkikkerpopulaties van Vlaanderen.

Figuur 1.1. Projectgebied Itterbeekvallei (omgeven met rode lijn).

10

Tabel 1.1. Doelhabitats voor het studiegebied in de Itterbeekvallei.

Habitatcode Verkorte betekenis

4010 Natte heide 4030 Droge heide 6230 Heischraal grasland 6510 Glanshaverhooilanden 9190 Eiken-Berkenbos

91E_{0 Alluviale bossen, met de nadruk op broekbossen}

1.2

Onderzoeksvragen

In het kader van deze studie is, op basis van de inventaris en analyse van bestaande hydrologische en ecologische gegevens binnen het projectgebied, aangegeven op welke locatie meetraaien van piëzometers in het projectgebied kunnen worden bijgeplaatst. Met behulp van deze extra gegevens wordt een potentiekaart aangeleverd voor het herstel van de doelhabitats in het projectgebied met het ecohydrologisch model Niche Vlaanderen. Vervolgens kan op basis van deze potentiekaart en aanvullend hydrologisch, hydrochemisch en bodemchemisch onderzoek aangegeven worden welke concrete herstelmaatregelen nodig zijn om de gewenste doelhabitats te kunnen ontwikkelen.

1.3

Theoretische inleiding

Een goede kennis van de bodemchemie is cruciaal. Op basis van de buffering van de bodem, de voedselrijkdom en de aanwezigheid van bijvoorbeeld ijzer en calcium kan een goede inschatting gemaakt worden van de potenties van het gebied voor de verschillende doelvegetaties. Zeker wanneer er sprake is van (voormalige) landbouwgronden is het van groot belang inzicht te verkrijgen in de bodemchemische toestand van het terrein. De kansen op een goede natuurontwikkeling op voormalige landbouwgronden wordt sterk bepaald door de beschikbaarheid van fosfor (P) (Lamers et al., 2005). Stikstoflimitatie is nu nog moeilijk te bereiken vanwege de vaak nog steeds hoge stikstofdepositie, in Vlaanderen was er in 2008 nog een gemiddelde stikstofdepositie van 21 kg N per hectare (MIRA, 2012). In 2008 werd op 76% van de Vlaamse oppervlakte terrestrische ecosystemen (bos, heide en soortenrijk grasland) de kritische N-depositie overschreden. Voor bos komt de overschrijding nog op 100% uit. Voor heide en soortenrijk grasland op respectievelijk 94% en 18%. In 2004 was 47% van de natuur in de EU-25 blootgesteld aan stikstofdepositie hoger dan de kritische last (MIRA, 2011).

Na beëindiging van het agrarische gebruik neemt de stikstofbeschikbaarheid in de bodem vaak sterk af als gevolg van nitraatuitspoeling en denitrificatie (onder wisselend natte omstandigheden). Deze afname van de stikstofbeschikbaarheid treedt zeer snel op als nitraat de dominante stikstofvorm is, maar ook in voormalige landbouwbodemgrond met veel ammonium wordt de stikstofbeschikbaarheid door dezelfde processen lager, omdat door de hoge pH –na bekalking- de nitrificatiesnelheid ook hoog is en vrij snel alle ammonium wordt omgezet in nitraat. Voor de fosfaatbeschikbaarheid gaat dit niet op omdat dit in de bodem sterk wordt gebonden. Figuur 1.2 toont het verschil tussen P en N beschikbaarheid in verschillende landbouwpercelen. Omdat het halen van deze lage stikstofdepositie nog vaak niet mogelijk is, wordt gestuurd op limitatie van fosfaat of kalium. Aangezien kalium in de meeste gevallen in voldoende mate kan vrijkomen uit de verwering van silicaten, is het sturen op P-limitatie het meest kansrijk (Smolders et al., 2006).

11

bepalen en hangt samen met de omvang en duur van de bemesting, het bodemtype en het grondgebruik (diepgeploegd of niet) (Lamers et al., 2005). De fosfaatbeschikbaarheid is onder droge omstandigheden vaak al hoog, echter na vernatting treden regelmatig ernstigere eutrofiëringsverschijnselen op waarbij soorten als riet (Phragmites australis), liesgras (Glyceria

maxima)(onder gebufferde omstandigheden) en pitrus (Juncus effusus) (onder zure

omstandigheden) gaan domineren (Lamers et al., 2005). Onder fosfaatrijke omstandigheden zal lichtcompetitie optreden. Hierdoor zullen bovengenoemde vaak ongewenste snelgroeiende plantensoorten gaan domineren, waardoor zich uiteindelijk een soortenarme vegetatie ontwikkelt (Lamers et al., 2005; Lucassen & Roelofs, 2005; Smolders et al., 2006).

Een goede maat voor de voedselrijkdom van een bodem is de Olsen-P waarde: deze indiceert de hoeveelheid voor plantenbeschikbaar fosfaat (Gilbert et al., 2009). De streefwaarde die wordt gehanteerd voor voedselarme natuurdoeltypen is afhankelijk van de gewenste doelvegetatie, het bodemtype en het voormalige gebruik van het gebied. Onder permanent natte omstandigheden is ook het totaal-P gehalte van belang, aangezien onder deze omstandigheden extra fosfaatmobilisatie door middel van interne eutrofiëring kan plaatsvinden.

Figuur 1.2. Nitraat- en fosforconcentratie in de bodem op verschillende dieptes gemiddeld over verschillende percelen nadat deze circa 10 jaar uit productie zijn. Nitraat verdwijnt uit de bodem wanneer de bodem niet meer in landbouwkundig gebruik is doordat het uitspoelt naar het grondwater. Het immobiele fosfor verdwijnt echter nauwelijks uit de bodem. Referentie in bovenste figuur: is bestaande natuur. Bron: Lamers et al., 2005.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0-20 20-40 40-50 50-60 60-70 N it ra a t ( µ m o l k g -1 D W ) Landbouw in gebruik

12

Figuur 1.3. Totaal-P concentraties in verschillende voormalige landbouwgronden (rood) en referentiegebieden (R, groen). Op de X-as wordt de diepte in cm weergegeven waarop de monsters zijn genomen. Het grijze gebied geeft de streefwaarde van 2,5 mmol (77,5 mg) totaal-P per kilogram droge bodem. Rechts wordt het aantal jaren gegeven dat nodig is om de totaal-P waarden te laten dalen tot deze referentiewaarde door middel van maaien en afvoeren, aannemende dat er 10 kg P per hectare per jaar kan worden afgevoerd. Het betreft gebieden op zandgronden. Bron: Smolders et al., 2006.

Fosfaatmobilisatie

De mobiliteit van fosfaat hangt sterk samen met de zuurgraad en de redoxpotentiaal van de bodem (Lamers et al., 2005). De redoxpotentiaal wordt vooral bepaald door de mate van zuurstofindringing in de bodem. De zuurgraad is onder andere afhankelijk van de kalkrijkdom (hoge basenverzadiging) van de bodem en de invloed van basenrijke kwel. Fosfaat wordt bij een pH-H2O tussen de 5 en 7 of lager dan pH-H2O 4 mobieler. Dit wordt veroorzaakt door de afname van de bindingscapaciteit van fosfaat. Fosfaat kan onder droge omstandigheden een complex vormen met ijzer, maar in gereduceerde omstandigheden heeft ijzer (het wordt gereduceerd van Fe3+ naar Fe2+) een lagere bindingscapaciteit, met als gevolg dat fosfaat wordt gemobiliseerd in het bodemvocht en kan migreren naar de, indien aanwezig, bovenstaande waterlaag (Lamers et al., 1999). Permanente vernatting (wat leidt tot een gereduceerde toestand) kan dus leiden tot interne eutrofiëring (Lamers et al., 2005). Zeker als de bodem relatief arm is aan ijzer en/of als het water waarmee vernat wordt alkalien en rijk aan sulfaat is (Smolders et al., 2006; Bobbink et al., 2007). Ook bodems die zeer rijk zijn aan ijzer, maar waarbij deze ‘ver’ zijn opgeladen met fosfaat, is het eutrofiëringsrisico bij permanente vernatting groot (Lamers et al., 2005).

13

Sulfaat is veel schadelijker voor het milieu dan nitraat. Sulfaat kan onder natte omstandigheden reageren met organisch materiaal, waarbij het wordt gereduceerd tot sulfide en het organische materiaal afgebroken wordt. Sulfide reageert met ijzerverbindingen, waarbij ijzersulfide en pyriet ontstaat. Wanneer al het ijzer in de bodem is vastgelegd als ijzersulfide, kan het ‘overige’ toxische sulfide in de bodem ophopen, wat zeer slecht is voor de vegetatie. Ook komt fosfaat vrij, dat eerder aan ijzer was gebonden, omdat sulfide deze plaats inneemt (Smolders et al., 2010).

Het terugdringen van de hoeveelheid voedingsstoffen is dus essentieel om landbouwgronden om te kunnen zetten in biodiverse (voedselarme) natuur. Door middel van maaien en afvoeren kan de P-beschikbaarheid op voormalige landbouwgronden vaak onvoldoende worden teruggebracht om binnen een termijn van enkele tientallen jaren een P-gelimiteerde uitgangssituatie te krijgen (zeer kalkrijke bodems uitgezonderd) (Lamers et al., 2005; Smolders et al., 2006; 2010). Een alternatief is het verwijderen van de voedselrijke bodemlaag, of een combinatie van deze maatregelen. Hierbij is het belangrijk om vast te stellen tot hoe diep ontgrond moet worden om een voldoende P-arme uitgangssituatie te creëren. Dit kan door op verschillende diepten de P-beschikbaarheid te meten (Lamers et al., 2005; Smolders et al., 2006; 2010; Bobbink et al., 2007).

Mogelijke herstelmaatregelen

Verschraling (limitatie van voedingsstoffen) op voormalige landbouwgronden kan op verschillende manieren bereikt worden. De verschillende methoden worden in de volgende alinea’s beknopt toegelicht en kunnen met elkaar gecombineerd worden:

Extensieve begrazing.

Bij extensieve begrazing worden nutriënten opgenomen door grazers. Via mest en urine komen ze dan elders weer vrij. Probleem hiervan is echter dat dit vooral leidt tot herverdeling van nutriënten binnen een bepaald gebied en nauwelijks tot de afvoer van nutriënten. Daarnaast worden bepaalde soorten als pitrus (Juncus effusus) niet of weinig gegeten, waardoor de dominantie van deze soort alleen maar toeneemt (Smolders et al., 2006).

Intensief beheer met maaien en afvoeren.

Intensief beheer in de vorm van maaien en afvoeren levert in veel bestaande natuurterreinen voldoende resultaat op om de bestaande (gewenste) vegetaties in stand te houden. Nutriënten in het bovengrondse organisch materiaal worden afgevoerd, waardoor ze uit het systeem worden onttrokken (Smolders et al., 2006). Echter, bij landbouwgronden, die zeer intensief zijn bemest en verrijkt met P, is deze vorm van beheer niet afdoende om de hoeveelheid fosfaat in de bodem snel te verlagen. Het kan vele jaren duren, bij sterk bemeste percelen vaak meer dan 100 jaar, voordat zoveel nutriënten zijn verwijderd dat er sprake is van een voedselarme bodem (figuur 1.3) (Smolders et al., 2006; Lamers et al., 2005).

Uitmijnen.

Uitmijnen is een variant op het maaien en afvoeren. Naast jaarlijks maaien en afvoeren wordt hierbij extra nitraat en kalium toegevoegd (bemest). Hierdoor wordt de biomassaproductie verhoogd en wordt extra fosfaat verwijderd uit het systeem. Ook met deze beheersmaatregel duurt het op ernstige P-verzadigde landbouwgronden vaak 1 tot 2 decennia voordat het gewenste verschralingsniveau is bereikt. Het uitmijnen kan wel versneld worden door het verwijderen van de extreem voedselrijke toplaag (Van Eekeren et al., 2007).

Ontgronden.

14

Voordat ontgronden plaatsvindt, moet de diepte van het fosfaatfront bepaald worden. Dit komt niet altijd overeen met de dikte van de bouwvoor. Fosfaat kan door uitspoeling namelijk dieper in de bodem terecht komen. Bij onvolledige ontgronding (zeker in combinatie met vernatting) kan alsnog verrijking met nutriënten plaatsvinden.

Aanvullend vervolg beheer, zoals maaien en afvoeren, is vaak vereist. Nadat een P-gelimiteerde uitgangssituatie is gecreëerd, is er meestal nog geen sprake van de gewenste vegetatieontwikkeling. Zeldzame en bijzondere soorten (vaak tevens de doelsoorten) vestigen zich doorgaans niet of slechts na lange tijd. Op voormalige landbouwgronden is van de oorspronkelijke zaadbank vaak niets meer over. Door de hoge nitraatwaarden van deze bodems zijn de meeste zaden al gekiemd omdat nitraat werkt als kiemingshormoon. Veelal wordt de nog resterende zaadbank gedomineerd door zeer algemene soorten met een hoge zaadproductie waaronder Pitrus (Juncus effusus). Het uitstrooien van maaisel en/of plagsel van een geschikte referentievegetatie is nodig om de nodige diasporen (zaden, sporen, stekken) aan te brengen (Smolders et al., 2006, Bobbink et al., 2007, Van Mullekom et al., 2009). Hierdoor kan een voorspoedige vestiging van de gewenste vegetatie worden bevorderd. Zonder introductie van doelsoorten is de kans op vestiging van deze soorten te verwaarlozen indien er geen bronpopulaties in de nabije omgeving aanwezig zijn (Bobbink et al., 2007). Dit beeld wordt bevestigd door en studie van Klimowska et al., 2007. Ook hier is gekeken naar het succes van restauratie van natte graslandvegetaties gebieden in Nederland. Hieruit blijkt dat het ontgronden van afgelegen gebieden zonder aanvullende maatregelen tot een onvolledige ontwikkeling van de vegetatie leidt, en dat het beste resultaat wordt behaald door een combinatie van afplaggen en het aanbrengen van zaden of strooisel. Uit andere studies blijkt dat het uitblijven van kolonisatie door doelsoorten veroorzaakt wordt door het beperkte dispersie-vermogen van veel plantensoorten en de sterke isolatiegraad van de meeste natuurgebieden (o.a. Patzelt et al., 2001; Holzel en Otte, 2003). Afplaggen van geïsoleerde gebieden alleen blijkt dus onvoldoende om soortenrijke vegetatietypen te ontwikkelen. Aanvullende maatregelen blijken noodzakelijk, zoals het aanbrengen van maaisel, strooisel of zelfs het verspreiden van zaden van zeldzame verdwenen soorten (Dorland 2004).

Hydrologische invloeden

Ook de hydrologische condities zijn in hoge mate bepalend voor de ontwikkeling van vegetatie. Hierbij zijn zowel kwantitatieve aspecten van belang (verloop, grondwaterstanden, kwel in de wortelzone, wegzijging) als ook kwalitatieve aspecten (grondwaterchemie). Zo bepaalt het verloop van de grondwaterstanden welk type grondwaterafhankelijke vegetatie aanwezig kan zijn, terwijl toevoer van mineralen (basen) ook essentieel is voor welk type er kan groeien. Ook moet, wanneer natuurontwikkeling of -herstel gepaard gaat met vernatting, rekening worden gehouden met veranderende redoxcondities. Verder moet voorkomen worden dat er stagnatie van water optreedt, zeker wanneer dit ernstig met sulfaat verrijkt is. In de anaërobe organische bodem wordt dit sulfaat onder invloed van een lagere redoxpotentiaal omgezet tot sulfide, dat sterk bindt aan ijzer. Hierdoor neemt de concentratie vrij ijzer dat in staat is fosfaat te binden in de bodem af en komt er veel fosfaat beschikbaar (interne eutrofiëring) (Smolders et al., 2010). Wanneer een juiste hydrologie (kwalitatief en kwantitatief) aanwezig is, en de bodem voldoende voedselarm is, is het aanbrengen van maaisel uit een geschikte donorsite essentieel voor de gewenste en snelle vegetatieontwikkeling. Dit geldt zeker in versnipperde natuurgebieden in Vlaanderen of Nederland.

1.4

Leeswijzer

15

17

2

Gebiedsbeschrijving onderzoeksgebied

2.1

Gebiedsbeschrijving en historie

De Itterbeekvallei ontspringt hoog op het Kempens Plateau bij Gruitrode en mondt uit in de Maas bij Wessem. Het onderzoeksgebied betreft de middenloop van de beek en is gelegen aan de voet van het Kempens Plateau in de vlakte van Bocholt, tussen 31 en 38 m hoogte (TAW) (figuur 2.1).

18

Het studiegebied in de Itterbeekvallei bestond in 1777 uit onbegaanbaar moeras, drassig grasland, heide, vennen en wat loofbos (figuur 2.2). Opvallend toen is het coulisselandschap gevormd door de kleinschalige graslanden (‘beemden’) met houtwallen langsheen de Itterbeek. Deze zone wordt zuidelijk en noordoostelijk begrensd door natte heide, moeras- en vengebied, en aan de andere zijden door heidegronden.

In de kaart van Van der Maelen (ca. 1850) (figuur 2.3) zijn veel houtwallen en houtkanten ten zuiden van de Itterbeek verdwenen en is de omvang van de moeras- en vengebieden sterk gereduceerd.

Ten tijde van de eerste kaart van het Dépôt de la Guerre (figuur 2.4) wordt het landschap langs de Itterbeek opnieuw gekenmerkt door een coulissestructuur, met veel vochtige beemden omgeven door houtwallen en een paar kleine bossen, ook is de beek nog niet rechtgetrokken. Er verschijnen in het oosten ook enkele naaldhoutbossen. Het Batven en vooral het Deunsven (dat toen met Middelhorst één groot ven vormt) bedekken een belangrijke oppervlak in het noorden van het gebied. In het zuiden loopt een rechte Schaachterzijp door het gebied en is de moeraszone rond de huidige Oude Kuil volledig verdwenen.

In de periode rond 1920 (derde kaart van het Dépôt de la Guerre figuur 2.5) zijn de heidegronden grotendeels ingenomen door een kleinschalig cultuurland. De Middelhorst wordt weergegeven als een drassig gebied maar vormt geen groot aaneengesloten ven meer met het Deunsven. Op deze kaart is ook een dicht netwerk aan greppels en grachten (met o.a. de gracht door het Batven) zichtbaar. In 1972 (digitale bijlage) verschijnen meer akkers ten koste van weilanden maar de structuur met houtwallen blijft in het centrale deel van het gebied grotendeels behouden, ook zijn meer grachten e.d. te zien. Het Batven is gesplitst in een noordelijke waterpartij en een zuidelijk deel met boomopslag. In 1986 (digitale bijlage) is een deel van de lineaire elementen en van de kleine bossen verdwenen en is de Itterbeek rechtgetrokken.

19

Figuur 2.2. Historisch kaartbeeld van de Itterbeekvallei uit 1777 (Koninklijke Bibliotheek van België, 2012).

20

Figuur 2.4. Dépôt de la Guerre 1 (ca 1865). In het rood: studiegebied.

21

Figuur 2.6. Luchtfoto onderzoeksgebied in 2011. In het rood: studiegebied.

2.2

Geomorfologie en geologie

Het gebied wordt bedekt door meer dan 22 m Quartaire afzettingen (figuur 2.7). Het gaat grotendeels om grof zand en grind (Winterslag zanden en herwerkte fluviatiele afzettingen), met bovenaan een soms wat veenrijk beekalluvium (formatie van Singraven).

22

Onder het Quartair is in het hele gebied een Kiezeloölietformatie aanwezig (figuur 2.8).

Figuur 2.8. Tertiair en ligging dwarsdoorsneden (Sels et al. (2001), Databank Ondergrond Vlaanderen).

De Kiezeloölietformatie bestaat uit vijf leden. Het jongste lid, het Lid van Jagersborg bestaat uit grijze zanden met wat kleiige intercalaties. Onder dat lid komt de eerste Brunssum klei voor, bestaand uit klei met lignietlagen. De eerste Brunssum klei bedekt het Zand van Pey, een laag met matig grof zand. Het onderliggende Zand van Waubach is een grindrijke, grofzandige afzetting (figuur 2.9).

23

Figuur 2.9. Dwarsdoorsneden in de vallei van de Itterbeek (Sels et al. (2001), Databank Ondergrond Vlaanderen). Voorligging dwarsprofielen, zie figuur 2.8.

2.3

Bodem

24

Figuur 2.10. Bodemtextuur, volgens de bodemkaart 2001. Data: 1961-1963.

Het grootste deel van het gebied heeft een drainageklasse vochtig tot nat en zeer nat, droge gronden komen heel beperkt voor (figuur 2.11).

25

3

Materiaal en Methode

3.1

Verzamelen van meetgegevens

Midden augustus 2011 werden drie meetraaien ondiepe peilbuizen met 30 cm-filterlengte geplaatst om het freatische grondwaterpeil te kunnen volgen (figuur 3.1). De locatie van de peilbuizen werd nauwkeurig ingemeten door middel van een RTK GPS. De peilbuizen werden met een automatische datalogger uitgerust (mini diver) die elke dag op twee vaste tijdstippen een meting uitvoert.

Daarnaast werden drie meetplaatsen voor het waterpeil in de Bosbeek gemarkeerd en de locatie en hoogte ervan door middel van een RTK GPS nauwkeurig ingemeten. De meetpunten werden elke twee weken door Natuurpunt bezocht en het waterpeil ten opzichte van het referentiepunt gemeten. Kort na de aanvang van deze studie zijn echter twee van de meetpunten weggevallen. Op het middelste meetpunt hadden we een staaf met markering aangebracht die helaas werd verwijderd. Op het meest stroomopwaartse meetpunt stond het waterpeil te laag zodat onder de markering op de brug keien blootlagen en er dus niet meer tot op het wateroppervlak kon worden gemeten. De definitie van de peilbuizen en peilschalen wordt als digitale bijlage geleverd.

Figuur 3.1. Meetpunten waterpeil.

Het drainagenetwerk werd in kaart gebracht met hand GPS (figuur 4.1). Het GIS-bestand met de ligging van de drainagegrachten is als digitale bijlage toegevoegd.

3.2

Waterstalen

3.2.1 Staalname

26

zuurstof kan plaatsvinden. Vervolgens zijn de monsters gekoeld bewaard (4°C) tot verdere analyse. Aan de waterstalen is het volgende gemeten:

- pH, alkaliniteit (zuurbufferend vermogen) en EGV (conductiviteit) - Totaal opgelost anorganisch koolstof

- Concentraties elementen en ionen op de ICP en de Autoanalyser

Figuur 3.2. Grondwatermonster verzamelen in de Itterbeek (foto genomen door R.Bobbink).

27 3.2.2 Analyse

De pH is gemeten met een standaard Ag/AgCl2 elektrode verbonden met een radiometer (Copenhagen, type PHM 82). De alkaliniteit van de watermonsters is bepaald middels een titratie (Titralab TIM840) met verdund zoutzuur tot pH 4,2. De toegevoegde hoeveelheid equivalenten zuur per liter is hierbij de alkaliniteit. De EGV is gemeten met een HQD40D mulitmeter. De hoeveelheid opgelost anorganisch koolstof (kooldioxide + bicarbonaat + carbonaat) is bepaald met behulp van infrarood gas analyse (ABB Advance Optima IRGA). De metingen van de ionen- en elementconcentraties zijn beschreven in paragraaf 3.3.2 ‘analysemethoden’. De concentratie zwavel gemeten in het grondwater is een goede maat voor de SO4- concentratie in het grondwater. Na analyse is de ionenbalans van het water opgesteld, hierbij is het verschil vrijwel altijd minder dan 10 procent.

3.3

Bodemstalen

3.3.1 Staalname

Op 29, 30 en 31 mei 2012 zijn in het onderzoeksgebied bodemstalen verzameld (figuur 3.4, 3.5, 3.6 en 3.7). Percelen die op het oog voedselarm leken zijn bemonsterd met een Edelman-boor op een diepte van 0-10 cm en 10-20 cm onder maaiveld. Percelen die in het verleden zijn gebruikt voor landbouwdoeleinden zijn bemonsterd op een diepte van 0-10 cm, 10-20 cm, 20-30 cm en 30-40 cm onder het maaiveld. In totaal zijn 28 locaties bemonsterd, deze zijn ingemeten in GPS door middel van een Garmin GPSMAP 60 Cx (bijlage III). Twee stalen werden genomen buiten het projectgebied (24 en 25). In deze zone komen lokaal fragmenten voor van droog heischraal grasland waardoor deze locatie als referentiesituatie mee is bemonsterd. De bodemstalen zijn luchtdicht verpakt en gekoeld bewaard (4°C). Vervolgens zijn op de bodemstalen de volgende bewerkingen uitgevoerd:

- Bepaling drooggewicht en gloeiverlies (organisch stofgehalte)

- Olsen-extract: Olsen-P bepaling (hoeveelheid plantbeschikbaar fosfaat)

- Zoutextract met NaCl voor de bepaling van de pH-NaCl en de hoeveelheid Ca, Al, NO3 en NH4

28

Figuur 3.4. Overzicht locaties van bodemstalen Itterbeekvallei.

29

30

Figuur 3.7. Bodemstalen Itterbeek, de meest noordelijke locaties 24 en 25. 3.3.2 Analyse

Drooggewicht en organisch stofgehalte

Om het vochtgehalte van het verse bodemmateriaal te bepalen is het vochtverlies berekend door bodemmateriaal per monster af te wegen in aluminium bakjes en gedurende 24 uur te drogen in een stoof bij 105 °C. Vervolgens is het bakje met bodemmateriaal teruggewogen en is het vochtverlies bepaald. De fractie organisch stof in de bodem is berekend door het gloeiverlies te bepalen. Hiertoe is het bodemmateriaal per monster, na het drogen, gedurende 4 uur verast in een oven bij 550 °C. Na het uitgloeien van de monsters is de fractie organisch materiaal berekend. Het gloeiverlies komt overeen met het gehalte aan organisch materiaal in de bodem.

Bodemdestructie

Door de bodem te destrueren (ontsluiten) is het mogelijk de totale concentratie van bijna alle elementen in het bodemmateriaal te bepalen. Van het gemalen en gedroogde bodemmateriaal is per monster nauwkeurig 200 mg afgewogen en in teflon destructievaatjes overgebracht. Aan het bodemmateriaal is 4 ml geconcentreerd salpeterzuur (HNO3, 65%) en 1 ml waterstofperoxide (H2O2 30%) toegevoegd en de vaatjes zijn geplaatst in een destructie-magnetron (Milestone microwave type mls 1200 mega). De monsters zijn vervolgens gedestrueerd in gesloten teflon vaatjes. Na destructie zijn de monsters overgegoten in 100 ml maatcilinders en aangevuld tot 100 ml door toevoeging van demiwater. Vervolgens is het geheel overgeheveld in polyethyleenpotjes van 100 ml. De polyethyleenpotjes zijn bewaard voor verdere analyse.

Zoutextractie

31

Vervolgens is de hoeveelheid NO3, NH4, Al en Ca bepaalt, alsmede de hoeveelheid P en kationen, gemeten op de ICP en Autoanalyser.

Olsenextractie

De Olsen-P extractie is uitgevoerd ter bepaling van de hoeveelheid plantbeschikbaar fosfaat. Hiertoe is 3 gram droog bodemmateriaal met 60 ml Olsen-extract (0.5 M NaHCO3 bij pH 8.4) gedurende 30 minuten uitgeschud op een schudmachine bij 100 rpm. Het extract is vervolgens geanalyseerd op de ICP.

Analysemethoden

De chemische analyse van de monsters vond plaats op het Gemeenschappelijk Instrumentarium van de Radboud Universiteit Nijmegen. De analyse van calcium, magnesium, ijzer, aluminium, zink, nikkel, chroom, koper, lood, mangaan, totaal fosfor en totaal zwavel is uitgevoerd met behulp van Inductief Gekoppeld Plasma - Optische Emissie Spectrometrie (ICP-OES; Techno Electron Cooperation). De hoeveelheid NH4+, NO3- en PO4 is gemeten met Technicon autoanalysers (AA) volgens Grasshoff & Johansen (1977) en Kamphake et al., (1967).

3.4

Verwerking

33

4

Hydrologie

4.1

Inleiding

In dit hoofdstuk wordt ingegaan op het verloop van de grondwaterstanden in de peilbuizen en van de beek en worden de resultaten van de chemische analyse van het grondwater en oppervlaktewater per meetraai beschreven.

In figuren 4.1 is het drainagenetwerk van de Itterbeekvallei weergegeven. In deze figuur is te zien dat er nog flink ontwaterd wordt, zoals in en om het voormalig Batven.

Figuur 4.1. Drainagenetwerk Itterbeekvallei. In het rood: studiegebied.

4.2

Grondwaterpeilen en –dynamiek

Afgezien van lokale afwijkingen in de omgeving van de beek vertoont het freatische oppervlak binnen het studiegebied een verhang van ca. 1 meter per kilometer in oostelijke richting.

Figuren 4.3, 4.4 en 4.5 geven per meetraai een overzicht van de grondwaterdynamiek in relatie met het peilregime van de beek. Voor meetraaien 2 en 3 staat het meetpunt voor het beekpeil niet in één lijn met de raai. Het peil werd voor die punten herberekend voor een locatie die aansluit op de meetraai, rekening houdend met het verval van de Itterbeek.

34

per km. Het beekpeil in het winterhalfjaar is beduidend lager (50 cm tot 1 m) dan het grondwaterpeil in de dichtbij gelegen peilbuizen, wat erop wijst dat de beek dan een sterk drainerend effect heeft. In het zomerhalfjaar treedt wegzijging op in de beek in het oostelijke deel van het studiegebied. Het verhang van de grondwatertafel in de omgeving van de beek is gering (geen steile opbolling). De direct drainerende invloed van de beek rijkt tot ca. 250-300 meter ver. Verder verwijderd van de Itterbeek vertoont de watertafel ook een verhang in omgekeerde richting, wat getuigt van de drainerende invloed van grachten (tussen peilbuizen 213 en 214, en tussen peilbuizen 208, 209 en 210 en peilbuizen 203, 204 en 205 tijdens de natte maanden).

Deze figuren geven ook een beeld van de grondwaterdynamiek door het jaar heen aan de hand van de metingen ingezameld in de periode september 2011 tot en met oktober 2012. Voor een betrouwbare berekening van de gemiddelde grondwaterstanden op een bepaalde locatie moeten langere tijdreeksen bestudeerd worden (minstens drie jaar, idealiter meer dan zeven opeenvolgende jaren). Alle conclusies afgeleid uit deze korte tijdreeksen hebben slechts een indicatieve waarde en moeten kritisch bekeken worden, onder andere rekening houdend met de eventuele meteorologische bijzonderheden tijdens de beschouwde periode. Zo werd de tweede helft van het jaar 2011 gekenmerkt door een zeer abnormaal hoge neerslag in augustus en december, en een zeer uitzonderlijk droge maand november, terwijl juni 2012 zeer uitzonderlijk nat is geweest (tabel 4.1).

Tabel 4.1. Klimatologisch overzicht van de meetperiode (Koninklijk Meteorologisch Instituut). Veld leeg = normaal, a = abnormaal (om de 6 jaar), za = zeer abnormaal (om de 10 jaar), u = uitzonderlijk (om de 30 jaar), zu = zeer uitzonderlijk (om de 100 jaar).

2011 2012 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Neerslagtotaal za hoog zu laag za hoog za hoog zu hoog a hoog za laag Gemiddelde temperatuur a hoog a hoog u hoog za laag za hoog za laag Zonneschijnduur za laag zu hoog u hoog za hoog

35

Figuur 4.2. Peil ten opzichte van maaiveld van enkele peilbuizen in het Smeetshof. Blauwe kader = meetperiode in de vallei van de Itterbeek.

36

Itterbeek raai 1

37

Itterbeek raai 2

38

Itterbeek raai 3

39

Aan de hand van deze beperkte set van gegevens werden de gemiddelde hoogste en laagste grondwaterstanden per peilbuis berekend (de waarden per peilbuis worden in de digitale bijlage gegeven). De data per peilbuis werden vervolgens door interpolatie veralgemeend over het hele gebied (Golden Software Surfer 7, lineaire Kriging met anisotropie in de WO richting). Die GIS-lagen werden als input gebruikt voor de inschatting van de potenties in NICHE Vlaanderen.

Figuur 4.6. Geïnterpoleerde ‘gemiddelde’ hoogste en laagste grondwaterstanden (gegevens september 2011 t.e.m. oktober 2012).

4.3

Kwaliteit van het oppervlaktewater

Het oppervlaktewater is op 31 januari 2012 op 2 locaties verzameld. In deze paragraaf worden de belangrijkste resultaten besproken, een overzicht hiervan is weergegeven in tabel 4.2.

Tabel 4.2. Chemische gegevens van het oppervlaktewater, pH, alkaliniteit in meq/l, Ca, Fe en S-concentraties in µmol/l en Zn-concentratie in µg/l en PO43--, NH4+- en NO3—concentraties in µmol/l (Locatie A is

stroomopwaarts, locatie B is lager).

Het water van de Itterbeek is zwak gebufferd met een alkaliniteit van 0,86 meq/l en een calciumconcentratie van 572 µmol/l en 686 µmol/l. De ammoniumconcentratie gemeten in het water is laag en de nitraatconcentratie is verhoogd, respectievelijk 248,5 µmol/l en 269,2 µmol/l. In het water is op beide locaties een zeer lage fosfaatconcentratie gemeten. Het sulfaatgehalte van de Itterbeek is licht verhoogd en neemt stroomafwaarts (van A naar B) wat toe (van 278 µmol/l naar 446 µmol/l), hetzelfde patroon is te zien voor de zinkconcentratie in het water. De streefwaarde voor zink in oppervlaktewater is 20 µg/l, het water van de Itterbeek is dus sterk verhoogd met zink.

4.4

Kwaliteit van het grondwater

4.4.1 Inleiding

Het grondwater is op 1 februari 2012 op 13 locaties verzameld (figuur 4.7), de gehele dataset is weergegeven in bijlage III. In deze paragraaf worden de belangrijkste resultaten besproken. Om inzicht te krijgen in het type grondwater zijn Stiff-diagrammen (µeq/l) vervaardigd. In deze weergave worden de concentraties van de vier belangrijkste kationen en anionen (in µeq/l) tegen elkaar uitgezet. Door deze manier van weergeven is door de vorm snel te zien met welk type grondwater men te maken heeft. Een zeer smalle vorm betekent veel invloed van regenwater (voorbeeld: figuur 4.8, nr 213). Een vorm die lijkt op een paddenstoel betekent dat het grondwater

Nummer pH alk Ca PO4 NO3 NH4 Fe S Zn

meq/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µg/l

A 7,24 0,86 572 0,18 269,2 9,7 10,4 278 71

40

meer gebufferd is, mineralenrijk en er weinig tot geen invloed van regenwater is, als de figuur bovenin heel breed is dan is het grondwater lithoclien van karakter. Een vorm die lijkt op een zandloper is gebufferd maar er is ook invloed van wat vervuiling (voorbeeld: figuur 4.8, nr 214). Een vorm die in het midden en onderin heel breed is duidt op verstoring en eventuele vervuiling van het grondwater (SO4) (voorbeeld: figuur 4.12, nr 203).

Figuur 4.7. Overzicht grondwaterstaalnamelocaties Itterbeek. 4.4.2 Meetraai 1

-41

ionen. Het grondwater bevat lage concentraties ammonium en nitraat en een lichte verhoging van sulfaat (410 µmol/l).

Tabel 4.3. Chemische gegevens van de peilbuizen in meetraai 1, pH, alkaliniteit in meq/l, Ca, Fe en S-concentraties in µmol/l en Zn-concentratie in µg/l en PO43--, NH4+- en NO3—concentraties in µmol/l.

Figuur 4.8. Peilbuizen meetraai 1.

Nummer pH alk Ca PO4 NO3 NH4 Fe S Zn

meq/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µg/l

211 5,60 0,46 1864 0,04 308,5 6,9 24 1539 339

212 5,58 0,69 880 0,01 19,6 18,4 560 1419 191

213 5,47 0,28 220 0,00 17,8 6,7 22 415 384

42

Figuur 4.9. Sulfaatconcentraties (µmol/l) per grondwaterstaalnamelocatie.

43 4.4.3 Meetraai 2

Het grondwater in peilbuis 206, het meest dichtbij de beek, is relatief goed gebufferd met een alkaliniteit van 2,29 en een calciumconcentratie van 833 µmol/l (figuur 4.11). In het grondwater is een ijzerconcentratie gemeten van 395,3 µmol/l en een lage concentratie ammonium en nitraat (tabel 4.4). Het grondwater is niet verhoogd met sulfaat (<500 µmol/l) en zink (183 µg/l). Het grondwater in peilbuis 207 is zwak gebufferd met een alkaliniteit van 0,61 meq/l, maar bevat een vrij hoge concentratie calcium 1869 µmol/l en ijzer 1301 µmol/l. De nutriëntenconcentraties gemeten in het grondwater zijn niet verhoogd. In het grondwater is een zeer hoge concentratie sulfaat en zink gemeten (figuur 4.9 en 4.10), respectievelijk 3109 µmol/l sulfaat en 3211 µg/l zink. Het grondwater in peilbuizen 208, 209 en 210 is beter gebufferd met een alkaliniteit van 2,02 meq/l in peilbuis 210 tot 3,20 meq/l in peilbuis 208. Het grondwater in deze peilbuizen is rijk aan calcium, variërend van 1791 µmol/l in peilbuis 208 tot 2507 µmol/l in peilbuis 210. Het grondwater in peilbuis 209 bevat een lage concentratie ijzer (16,1 µmol/l) en de ijzerconcentraties gemeten in buizen 208 en 210 zijn wat hoger (241,4 µmol/l en 152,8 µmol/l). In het grondwater in alle drie de peilbuizen is een flink verhoogde concentratie sulfaat gemeten, variërend van 1006 µmol/l tot 1520 µmol/l. In peilbuis 210 is een zeer hoge concentratie zink in het grondwater gemeten (6836 µg/l), in de andere twee peilbuizen is de concentratie zink in het grondwater niet verhoogd. Opvallend is dat het grondwater in deze meetraai sterk verhoogd is met sulfaat, op peilbuis 206, na en dat lokaal zeer hoge zinkconcentraties gemeten zijn.

Tabel 4.4. Chemische gegevens van de peilbuizen in meetraai 2, pH, alkaliniteit in meq/l, Ca, Fe en S-concentraties in µmol/l en Zn-concentratie in µg/l en PO43--, NH4+- en NO3—concentraties in µmol/l.

Nummer pH alk Ca PO4 NO3 NH4 Fe S Zn

meq/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µg/l

206 6,60 2,29 833 0,05 0,6 4,8 395 63 183

207 5,83 0,61 1869 0,04 5,4 79,2 1301 3109 3211

208 6,92 3,20 1791 0,03 1,0 241,0 241 1519 255

209 6,81 2,35 2288 0,05 0,7 26,4 16 1006 132

44

Figuur 4.11. Peilbuizen meetraai 2. 4.4.4 Meetraai 3 (bij Batven)

45

grondwater gemeten (168 µg/l). Het grondwater in peilbuis 205, ten noorden van het Batven, is redelijk gebufferd met een alkaliniteit van 2,00 meq/l en een calciumconcentratie van 911 µmol/l. De ammonium- en nitraatconcentraties gemeten in het grondwater zijn laag. In het grondwater zijn geen verhoogde concentraties sulfaat of zink gemeten.

Tabel 4.5. Chemische gegevens van de peilbuizen in meetraai 3, pH, alkaliniteit in meq/l, Ca, Fe en S-concentraties in µmol/l en Zn-concentratie in µg/l en PO43--, NH4+- en NO3—concentraties in µmol/l.

Figuur 4.12. Peilbuizen meetraai 3 (bij Batven).

4.5

Potenties op basis van hydrologie

Uit de tijdreeksen blijkt alvast dat de actuele kansen hoofdzakelijk in drogere vegetatietypen liggen. Door de grote waterpeilschommelingen zijn alle vegetatietypen die een stabiel grondwaterpeil tegen het maaiveld eisen uitgesloten. Alleen maar in het zuidwesten van het gebied kan er plaats zijn voor nattere vegetatietypen die waterpeilfluctuaties door het jaar heen kunnen tolereren.

In een eerste fase is de feitelijke informatie per meetraai besproken om een idee van de potenties in de directe omgeving van de meetpunten te geven. Deze analyse gebeurde onafhankelijk van de analyse van de bodemchemie. Omwille van het lage grondwaterpeil zal de bodemchemie hier een cruciale rol spelen en moet deze analyse verfijnd en eventueel verbeterd worden in functie van de

Nummer pH alk Ca PO4 NO3 NH4 Fe S Zn

meq/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µmol/l µg/l

201 6,36 1,66 2275 0,10 0,8 99,0 1052 2783 190

203 4,57 0,11 6030 0,10 0,6 13,4 145 5080 322

204 6,75 2,34 844 0,18 2,9 2,9 112 76 168

46

chemische kenmerken van de bodem. Vervolgens zijn de potenties op gebiedsniveau geschat aan de hand van het model NICHE-Vlaanderen. Omdat NICHE Vlaanderen ook rekening houdt met de voedselrijkdom van de bodem is dat tweede deel na de discussie van de resultaten van de bodemanalysen geplaatst (H6).

4.5.1 Discussie per meetraai Meetraai 1 (stroomopwaarts)

Op meetpunten 212, 213 en 214 zijn de waterpeilschommelingen compatibel met natte heide of vochtig heischraal grasland. Ter hoogte van meetpunt 211 blijft het waterpeil nog lager. Hier kan in functie van de bodemchemie een ontwikkeling optreden van droog schraalland of glanshavergrasland. Omdat de bodem uit leemzand bestaat zal hier geen zuiver zuur eikenberkenbos ontstaan maar zullen ook elementen van een eiken-beukenbos kunnen optreden.

Meetraai 2

Op meetpunten 206, 207, 208 en 210 blijft het waterpeil door het jaar heen laag. Op zandgronden kan dus droge heide (of later in de successie berken-eikenbos) verwacht worden. Waar de bodem plaatselijk lemiger is (punten 208 en 210) kunnen soorten van droog heischraal grasland optreden. Op meetpunt 209 is het waterpeil wat hoger en de bodem lemig: hier kan de vegetatie naar vochtig heischraal grasland evolueren (zie ook hoofdstuk 5).

Meetraai 3 (stroomafwaarts)

Op meetpunten 201, 204 en 205 is de standplaats tamelijk droog. Op zandgronden (204 en 205) kunnen berken-eikenbos en droge heide voorkomen, op leemzand (meetpunt 201) kan in functie van de bodemrijkdom een droog heischraal grasland of een glanshavergrasland optreden.

Meetpunt 204 is het meest representatief voor de grondwaterhuishouding van het Batven (meetpunt 205 is topografisch hoger)1. Zowel de winter- als de zomerpeilen zijn te laag om een systeem ven – venige heide – vochtige heide in deze zone te ontwikkelen. Een herstel van een gunstige hydrologie in het Batven zou het dempen van de drainagegrachten in de omgeving en het ven zelf eisen, wat zonder twijfel invloed op de naburige terreinen zou hebben. Bij de huidige eigendomsstructuur lijkt het op korte termijn moeilijk realiseerbaar.

Volgens de bodemkaart bestaat de bodem op meetpunten 202 en 203 uit veen. Tijdens de veldcampagne om bodemstalen te nemen is echter geen veen aangetroffen in deze zone. De bodem bestaat eerder uit zandig leem of lemig zand (stalen 18, 19, 20). De waterpeilen zijn op die locaties wat hoger dan in de rest van de meetraai maar het peil bereikt nooit het maaiveld: het huidige grondwaterregime is dus absoluut niet compatibel met het behoud of de ontwikkeling van veen. Op meetpunt 202 (op zandig leem) kan in functie van de bodemchemie een glanshavergrasland of een droog heischraal grasland ontstaan. Op meetpunt 203 is de bodem zandiger en kan de vegetatie in de richting van droge heide of struisgrasland evolueren (als de bodemchemie het toelaat). Het grondwater ter hoogte van dit meetpunt is sterk vervuild, wat geen probleem hoeft te worden aangezien de vervuiling nauwelijks in de wortelzone komt.

1

47

4.6

Conclusies

In het studiegebied van de Itterbeekvallei zijn door de grote waterpeilschommelingen alle vegetatietypen die een stabiel grondwaterpeil tegen het maaiveld eisen (zoals kleine zeggenvegetatie of oligotroof berkenbroekbos) uitgesloten. Alleen maar in het zuidwesten van het gebied kan er plaats zijn voor nattere vegetatietypen die waterpeilfluctuaties door het jaar heen kunnen tolereren (natte heide, vochtig heischraal grasland, eventueel een verdroogde en verruigde vorm van mesotroof elzenbroekbos.

Het oppervlaktewater van de beek bevat verhoogde nitraatconcentraties, licht verhoogde sulfaatconcentraties en sterk verhoogde zinkconcentraties. Het beekwater is zwak gebufferd en lijkt toch stroomafwaarts, althans voor zink en sulfaat, wat meer vervuild te zijn. Verder zijn de fosfaatconcentraties in het oppervlaktewater laag.

49

5

Bodemchemie

5.1

Inleiding

In dit hoofdstuk worden de belangrijkste bodemchemische parameters beschreven. De gehele bodemchemische dataset is weergegeven in bijlage IV.

De nadruk ligt hier, gelet op de uitkomsten in hoofdstuk 4, op het in kaart brengen van de kansen en knelpunten voor de ontwikkeling van natte en droge heide; heischraal grasland; glanshaverhooiland; eiken-berkenbos en broekbossen. De resultaten worden beschreven van west naar oost, zie figuur 3.4 voor een overzicht van de locaties waar de bodemstalen zijn genomen. In tabel 5.1 worden de belangrijkste sturende factoren weergegeven met de concentraties die zijn gemeten in goed ontwikkelde referentie-terreinen.

Tabel 5.1. Referentieconcentraties gemeten in goed ontwikkelde terreinen in Nederland en Vlaanderen (Bron: Database B-Ware, de Graaf et al., 2009, Herr et al., 2011).

Uiteraard is niet alleen de bodemchemische toestand van de terreinen bepalend voor de potenties in het gebied, zoals ook nog eens blijkt uit tabel 5.1. Ook de hydrologie is voor de nattere vegetatietypen van groot belang. In hoofdstuk 7 worden de resultaten van de hydrologie en bodemchemische onderzoek samengevoegd om tot een concreet inrichtingsadvies per perceel te komen.

Zoals beschreven in hoofdstuk 1, is de concentratie fosfor in de bodem vaak sturend voor de vegetatieontwikkeling. Daarom wordt eerst de concentratie voor plantenbeschikbaar fosfaat beschreven, gemeten door middel van een Olsen-extractie. Daarnaast wordt de totale concentratie fosfor in de bodem beschreven.

Natuurdoelty pe GHG (c m) GLG (c m) pH-H2O

Natte heide 10+ tot 20- mv 20- tot 50- mv 3.5-5

Nat heischraal grasland 0 tot 40- mv 40- tot 120 -mv 4.5-6

Droge heide <70- mv n.v.t. 3.5-5

Glanshaverhooiland 20- tot 40- mv 40- tot 80- mv (5.5) 6.5 - 7.5 (8.5)

Kleine zeggenmoeras (Verbond van Zwarte zegge) 10+ tot 10- mv 5- tot 60- mv 4.5-6.5

Berkenbroekbos 10+ tot 0 mv 40- tot 80- mv <5

Elzenbroekbos 20+ tot 20- mv 40- tot 80- mv 5-6.5

Eiken-berkenbos 40- tot 270-mv 20- tot 180 - mv 3.4-4.6

Natuurdoelty pe Olsen-P (umol/l FW ) totaal-P (mmol/l FW ) CaNaCl (umol/l FW )

Natte heide 100-500 0.5-2.5 200-8000

Nat heischraal grasland 150-400 1-3 4000-10000

Droge heide 100-500 0.5-2.5 75-3500

Glanshaverhooiland 500-800 10-20 10000-25000

Kleine zeggenmoeras (Verbond van Zwarte zegge) 100-500 1-6 8000- 14000

Berkenbroekbos 200-600 1-5

Elzenbroekbos 300-800 (tot 1200) 5-20 (tot 50) 20000- >60000

50

IJzer en zwavel spelen een belangrijke rol in de beschikbaarheid van fosfaat voor de vegetatie. IJzer kan fosfaat binden, waardoor het niet beschikbaar is voor de vegetatie. Wanneer dit ijzer echter gereduceerd wordt (bijvoorbeeld wanneer de bodem onder water staat), komt een deel van dit aan ijzer gebonden fosfaat vrij. De aanwezigheid van zwavel versterkt dit proces nog eens, omdat ijzer een grotere affiniteit voor zwavel heeft dan voor fosfor. Bij natte vegetatietypen is deze interactie van groot belang. Daarom wordt per deelzone ook beschreven wat de concentraties ijzer en zwavel gemeten in de bodem voor een potentiële gevolgen hebben.

Naast de concentratie fosfor in de bodem is ook de mate van buffering van de bodem vaak sturend voor de vegetatieontwikkeling (tabel 5.1). Hierbij zijn vooral de pH van de bodem en de concentratie uitwisselbaar calcium belangrijke parameters. Deze worden dan ook per deelzone beschreven, waarna als laatste wordt ingegaan op de concentratie ammonium en nitraat in de bodem. Hoge ammoniumconcentraties in de bodem (≥ 300 µmol/l verse bodem; de Graaf et al., 2009) kunnen giftig zijn voor, vaak bijzondere, plantensoorten uit oligotrofe en mesotrofe milieus. Daarnaast zijn hoge concentraties van beschikbaar stikstof aanwijzingen voor menselijke invloed in het terrein (bemesting door boeren, overlopen van riolen, inlaat van vervuild huishoudelijk water en vervuild grondwater).

5.2

Locatie 1 t/m 7

Figuur 5.1 Ligging van de bodemstaallocaties 1 t/m 7 in het westen van de Itterbeek. Fosfaat

51

hoge kant met 779 µmol/l verse bodem. De toplaag van locatie 3 (natte ruigte) is ook verhoogd met fosfaat met een Olsen-P concentratie van 2090 µmol/l verse bodem en daalt tot 663 µmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm. Eenzelfde beeld zien we voor de nabij gelegen locatie 4 (ruigte op rabat), met in de toplaag (0-10cm) 1930 µmol Olsen-P/l verse bodem, die daalt tot minder dan 130 µmol/l verse bodem op een diepte van 20-30 cm en dieper onder maaiveld. Locatie 5 betreft een grasland. Ook hier is de toplaag (0-10cm) iets verhoogd met fosfaat met een Olsen-P concentratie van 1085 µmol/l verse bodem, die met de diepte daalt tot minder dan 500 µmol/l verse bodem op 20-30 cm en dieper. Locatie 6, een onbeheerde ruigte, lijkt bemest te zijn geweest in het verleden met een Olsen-P concentratie in de toplaag (0-10 cm) van bijna 2500 µmol/l verse bodem. Tot een diepte van 30-40 cm blijft de Olsen-P concentratie hoog met concentraties van meer dan 1700 µmol/l verse bodem. Locatie 7 in het noorden van deze zone van de Itterbeek is wederom een ruigte. De Olsen-P concentratie gemeten in de toplaag is slechts iets verhoogd met 846 µmol/l verse bodem, en daalt tot 518 µmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm.

De totaal-P concentraties laten eenzelfde beeld zien als de Olsen-P concentraties. Op locaties 1 en 2 zijn de totaal-P concentraties gemeten in de toplaag (0-10 cm) iets verhoogt met 12,3 en 12,6 mmol/l verse bodem, en dalen tot 3,7 en 3,1 mmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm (locatie 1) en 20-30 cm (locatie 2). Op locatie 3 meten we naast een hoge Olsen-P concentratie ook een hoge totaal-P concentratie in de toplaag (0-10 cm) van 26,5 mmol/l verse bodem, die zakt tot 4,2 mmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm. Locatie 4 geeft eenzelfde beeld met in de toplaag (0-10 cm) 15,1 mmol totaal-P/l verse bodem tot 2,6 mmol/l verse bodem op een diepte van 20-30 cm. Op locatie 5 meten we, naast een relatief lage Olsen-P concentratie, ook een redelijk lage totaal-P concentratie van 9,2 mmol/l verse bodem die daalt tot 4,5 mmol/l verse bodem op een diepte van 20-30 cm. Op locatie 6 bevat de toplaag (0-10 cm) 22,1 mmol totaal-P/l verse bodem, tot 8,4 mmol totaal-P/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm en op locatie 7 daalt de totaal-P concentratie van 18,4 mmol totaal-P/l verse bodem in de toplaag tot 9,3 mmol totaal-P/l verse bodem op 30-40 cm diepte.

52

Figuur 5.2. Olsen-P concentratie gemeten op de verschillende boordieptes (links), in µmol/l verse bodem, en de totaal-P concentratie (rechts) in mmol/l verse bodem. De zwart omlijnde balken geven locaties weer waar meer dan 20% organische stof in de bodem is gemeten.

IJzer en zwavel

In de toplaag van locatie 1 is de bodem (0-10 cm) rijk aan ijzer met 237 mmol/l verse bodem. Op locatie 2 bevat de toplaag (0-10 cm) 74 mmol ijzer/l verse bodem. Locatie 3 is redelijk ijzerrijk met 117 mmol/l verse bodem, en de toplaag van locatie 4 bevat 76 mmol ijzer/l verse bodem. De locaties 5 en 6 zijn matig ijzerrijk met 38 en 46 mmol /l verse bodem. Op locatie 7 werd in de toplaag (0-10 cm) 137 mmol ijzer/l verse bodem gemeten. De totaal zwavelconcentraties gemeten in de toplaag (0-10 cm) zijn op alle locaties lager dan 30 mmol/l verse bodem en vormt geen belemmering voor natuurontwikkeling.

Figuur 5.3. Totaal ijzer concentratie in de toplaag (0-10 cm) gemeten op bodemstaallocatie 1 t/m 7 in de Itterbeek.

Buffering van de bodem

53

Figuur 5.4. Concentratie uitwisselbaar calcium gemeten in de toplaag (0-10 cm) op bodemstaallocatie 1 t/m 7 in de Itterbeek.

Ammonium en nitraat

54

Figuur 5.5. Nitraat- (grijs) en ammoniumconcentratie (blauw) gemeten op de verschillende boordieptes in µmol/l verse bodem.

5.3

Locatie 8 t/m 16 en locatie 26 t/m 28

Fosfaat

De Olsen-P concentratie gemeten in de toplaag (0-10 cm) van de twee graslanden (locatie 8 en 9) is iets verrijkt met 2213 µmol/l verse bodem en 1505 µmol/l verse bodem en daalt tot 554 en 638 µmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm onder maaiveld. Ook in het elzenbosje op locatie 10 is de Olsen-P concentratie gemeten in de toplaag (0-10 cm) hoog met 2081 µmol/l verse bodem, en daalt tot 423 µmol/l verse bodem op een diepte van 20-30 cm. In de bodemlaag daaronder 930-40cm) is de Olsen-P concentratie weer hoog met 1541 µmol/l verse bodem. Ook op locaties 11 (ruigte) en 12 (bos) is de Olsen-P concentratie in de toplaag (0-10 cm) iets verhoogt met 1203 µmol/l verse bodem en 1032 µmol/l verse bodem en daalt op locatie 11 tot 841 µmol/l verse bodem op een diepte van 20-30 cm, maar ook onder deze bodemlaag wordt een hoge Olsen-P concentratie gemeten van 2215 µmol/l verse bodem op 30-40 cm. Op locatie 12 daalt de Olsen-P concentratie tot onder de 400 µmol/l verse bodem vanaf 20-30 cm diepte. De locaties 13 t/m 16 laten eenzelfde beeld zien met een met Olsen-P verrijkte toplaag met concentraties variërend van 1528 µmol/l verse bodem op locatie 14 tot 2831 µmol/l verse bodem op locatie 16, en dalende concentraties met toenemende diepte, waarbij opvalt dat op geen enkele locatie minder dan 500 µmol Olsen-P is gemeten in de bodemlaag 30-40 cm onder maaiveld.

De totaal-P concentraties laten eenzelfde beeld zien als de Olsen-P concentraties, waarbij opvalt dat in de toplaag (0-10 cm) van de locaties 11 en 12 zeer lage totaal-P concentraties zijn gemeten met 5,7 en 5,9 mmol/l verse bodem.

55

verse bodem op locatie 27. Het grasland op locatie 28 is wat voedselrijker met in de toplaag 1556 µmol Olsen-P/l verse bodem tot 254 µmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm. Ook de totaal-P concentraties in de toplaag van locaties 26 en 27 zijn laag met 8,8 mmol/l verse bodem en slechts 1,5 mmol/l verse bodem. Op locatie 28 is de toplaag iets verrijkt met totaal-P met 18,12 mmol/l verse bodem, maar de totaal-P concentratie daalt tot 3 mmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm.

56

Figuur 5.7. Olsen-P concentratie gemeten op de verschillende boordieptes (links), in µmol/l verse bodem, en de totaal-P concentratie (rechts) in mmol/l verse bodem. De zwart omlijnde balken geven locaties weer waar meer dan 20% organische stof in de bodem is gemeten.

Figuur 5.8. Olsen-P concentratie gemeten op de verschillende boordieptes (links), in µmol/l verse bodem, en de totaal-P concentratie (rechts) in mmol/l verse bodem. De zwart omlijnde balken geven locaties weer waar meer dan 20% organische stof in de bodem is gemeten.

IJzer en zwavel

57

De zwavelconcentraties gemeten in deze zone van de Itterbeek zijn laag, met in de toplaag (0-10 cm) van de bodem concentraties die lager zijn dan 15 mmol/l verse bodem.

Figuur 5.9. Totaal ijzer concentratie in de toplaag (0-10 cm) gemeten op bodemstaallocatie 8 t/m 16 en 26 t/m 28 in de Itterbeek.

Buffering van de bodem

58

Figuur 5.10. Concentratie uitwisselbaar calcium gemeten in de toplaag (0-10 cm) op bodemstaallocatie 8 t/m 16 en locatie 26, 27 en 28 in de Itterbeek.

Ammonium en nitraat

In deze zone van de Itterbeek liggen de nitraatconcentraties gemeten in de toplaag van de bodem (0-10 cm) in het algemeen tussen de 200 en 400 µmol/l verse bodem. Uitzondering zijn de locaties 8 (met 800 µmol/l verse bodem) en 13 (met 845 µmol/l verse bodem), waarbij de nitraatconcentraties op beide locaties ook in de diepere bodemlagen verhoogd zijn. Ook op locatie 28 zijn iets verhoogde nitraatconcentraties gemeten met vooral in de bodemlaag 10-20 cm een hoge concentratie van 898 µmol/l verse bodem.

59

Figuur 5.11. Nitraat- (grijs) en ammoniumconcentratie (blauw) gemeten op de verschillende boordieptes in µmol/l verse bodem.

60

5.4

Locatie 17 t/m 23

Fosfaat

In de toplaag van de bodem op de locaties 17 t/m 20 zijn iets verhoogde Olsen-P concentraties gemeten tussen de 1024 µmol/l verse bodem (locatie 20) tot 1562 µmol/l verse bodem op locatie 19. De Olsen-P concentraties nemen af in de diepte tot 273, 688, 448 en 625 µmol/l verse bodem op een diepte van 30-40 cm. De locaties 21, 22 en 23 liggen in het voormalige Batven. De Olsen-P concentraties gemeten in de toplaag zijn hier laag, allen onder de 500 µmol/l.

De totaal-P concentraties gemeten in de toplaag van locatie 17 t/m 20 zijn, net als de Olsen-P concentraties, iets verhoogd op de locaties 17 en 20 (respectievelijk 9,3 en 10,2 mmol/l verse bodem) en hoog op de locaties 18 en 19 met 20,5 en 21,8 mmol/l verse bodem. De locaties in het voormalige Batven (locatie 21 t/m 23) zijn schraal met totaal-P concentraties gemeten in de toplaag (0-10 cm) onder de 5 mmol/l verse bodem.

61

Figuur 5.14. Olsen-P concentratie gemeten op de verschillende boordieptes (links), in µmol/l verse bodem, en de totaal-P concentratie (rechts) in mmol/l verse bodem. De zwart omlijnde balken geven locaties weer waar meer dan 20% organische stof in de bodem is gemeten.

IJzer en zwavel

62

Figuur 5.15. Totaal ijzerconcentratie in de toplaag (0-10 cm) gemeten op locaties 17 t/m 23 in de Itterbeek. Buffering van de bodem

In deze zone van de Itterbeek varieert de uitwisselbare calciumconcentratie gemeten in de toplaag van de bodem (0-10 cm) van 3281 µmol/l verse bodem op locatie 17 tot 9793 µmol/l verse bodem op locatie 18. De pHNaCl gemeten in de toplaag van de bodem varieert van 3,3 op locatie 18 tot 4,4 op locatie 17. De bodem is hiermee matig gebufferd, ook in het voormalig Batven, dit wijst erop dat dit ven vroeger zwak gebufferd is geweest.

Ammonium en nitraat

63

Figuur 5.16. Concentratie uitwisselbaar Calcium gemeten in de toplaag (0-10 cm) op bodemstaallocatie 17 t/m 23 in de Itterbeek.

64

5.5

Locatie 24 en 25

Figuur 5.18. Ligging van de bodemstaallocaties 24 en 25 in het noorden van de Itterbeek.

Figuur 5.19. Olsen-P concentratie gemeten op de verschillende boordieptes (links), in µmol/l verse bodem, en de totaal-P concentratie (rechts) in mmol/l verse bodem. De zwart omlijnde balken geven locaties weer waar meer dan 20% organische stof in de bodem is gemeten.

Fosfaat

65

Figuur 5.20. Totaal ijzerconcentratie in de toplaag (0-10 cm) gemeten op locatie 24 en 25 in de Itterbeek.

IJzer en zwavel

De toplaag van locatie 24 is arm aan ijzer met een concentratie van 41 mmol/l verse bodem, op locatie 25 werd in de toplaag van de bodem (0-10 cm) 122 mmol/l verse bodem gemeten. De totaal zwavelconcentraties zijn op beide locaties zeer laag (6 en 5 mmol/l verse bodem).

Buffering van de bodem

De bodem in deze noordelijke zone van de Itterbeek is op locatie 24 redelijk gebufferd met in de toplaag (0-10 cm) 7589 µmol uitwisselbaar calcium/l verse bodem en een pHNaCl van 3,5. Op locatie 25 werd in de toplaag (0-10 cm) van de bodem een uitwisselbare calciumconcentratie gemeten van 3936 µmol/l verse bodem en een pHNaCl van 3,6.

Ammonium en nitraat

66

Figuur 5.21. Concentratie uitwisselbaar calcium gemeten in de toplaag (0-10 cm) op locatie 24 en 25 in de Itterbeek.

Figuur 5.22. Nitraat- (grijs) en ammoniumconcentratie (blauw) gemeten op de verschillende boordieptes in µmol/l verse bodem.

5.6

Conclusies bodemchemie

67

69

6

Potenties

6.1

NICHE Vlaanderen

Om een uitspraak op gebiedsniveau te kunnen doen werd een beroep gedaan op NICHE-Vlaanderen. NICHE Vlaanderen (Callebaut et al. 2007) is een hydro-ecologisch model dat op basis van informatie over de hydrologie (grondwater en oppervlaktewater), de bodem en het beheer van een gebied, de mogelijkheden aangeeft voor de ontwikkeling van (grond)waterafhankelijke vegetatie. Dit gebeurt aan de hand van een aantal speciaal ontworpen beslisregels. Het model is gebaseerd op het modelconcept van NICHE, ontwikkeld door Kiwa Water Research, maar het werd op een aantal cruciale punten aangepast om de toepasbaarheid in Vlaanderen te verhogen. De belangrijkste aanpassingen zijn te situeren op drie vlakken: de vertaling van de Belgische Bodemkaart naar vereenvoudigde NICHE bodemcodes, het gebruik van Vlaamse referentiegegevens en aanpassingen van beslisregels bij de berekening van de standplaatskenmerken.

Figuur 6.1. Principe van NICHE Vlaanderen.

Verschillende kenmerken met betrekking tot de waterhuishouding, bodem en landgebruik dragen bij tot de berekening van de standplaatscondities (figuur 6.1 in het blauw en geel, tabel 6.1).

Tabel 6.1. Overzicht van de basisgegevens die gebruikt worden om standplaatscondities te berekenen. Basisgegevens Grondwaterstand Kwel Mineraalrijkdom grondwater Aanwezigheid regenlenzen Bodemtype Bemesting Atmosferische depositie Mestgift

70

De berekende standplaatscondities worden vervolgens vergeleken met zogenaamde tolerantie-intervallen van plantengemeenschappen (figuur 6.1 in het groen). Deze tolerantiegrenzen zijn gebaseerd op veldwaarnemingen waarbij de plantengemeenschappen en standplaatscondities zijn beschreven. NICHE Vlaanderen doet een uitspraak over 28 grondwaterafhankelijke vegetatietypen. Vegetatietypes van drogere standplaatsen worden niet behandeld. Voor de drogere types die toch zijn opgenomen zoals het Berken-eikenbos (Europees habitat 9190) of het Verbond van Struikhei en Kruipbrem (4030), is niet de volledige range in de database aanwezig, maar enkel het vochtige traject.

NICHE Vlaanderen geeft potenties aan op basis van abiotische informatie, maar houdt geen rekening met biotische processen zoals kolonisatie, migratie, kieming e.d.. Het model doet dus geen voorspellingen.

De betrouwbaarheid van het model is afhankelijk van de basistabel met referentiegegevens. Ongeveer een 1000-tal referentiepunten uit ongeveer 100 natuurgebieden werden gebruikt om de tabel op te stellen maar er zijn nog hiaten in de NICHE databank. Omwille van de geringe dataset voor heischrale graslanden laat de huidige versie van NICHE Vlaanderen nog niet toe om de potenties voor heischrale graslanden te bepalen. Om een uitspraak in het kader van deze studie te kunnen doen, werd de basistabel van NICHE aangevuld met de bestaande referentiegegevens en data uit de literatuur (Kemmers et al. 2001). De referentiegegevens worden gegeven als digitale bijlage.

De betrouwbaarheid van de berekeningen wordt natuurlijk ook sterk bepaald door de kwaliteit van de invoergegevens. De hydrologische informatie (grondwaterstanden, overstromingen, kwel) speelt een cruciale rol, aangezien zij doorweegt in zowel beslisregels als berekening van vegetatietypen zelf. Onzekerheden die daar betrekking op hebben worden meegenomen naar de hydro-ecologische berekening. Het is dus sterk aanbevolen om de grondwaterstanden verder te blijven meten om de kwaliteit van de input voor hydrologische gegevens te garanderen.

6.2

Potenties

Een veertigtal runs van het model werden uitgevoerd.

De eerste runs dienen om het model te kalibreren. Als input worden de actueel waargenomen standplaatsfactoren gebruikt. De vegetatievoorspelling wordt dan gecontroleerd aan de hand van de huidige vegetatie en de invoergegevens kunnen bijgestuurd worden om de hiaten tussen huidige toestand en voorspelling zo klein mogelijk te maken.

Vervolgens werden de potenties bij de huidige hydrologie berekend. Hierbij werden verschillende scenario’s getest:

 Optimaal verschraalde toestand: dit scenario houdt geen rekening met de verhoogde trofie in actuele en voormalige landbouwgronden (gesimuleerde nulbemesting)

 Intermediaire nutriëntentoestand: hierbij wordt verondersteld dat een verschralingsbeheer op actuele en voormalige landbouwgronden toegepast wordt. Het nutriëntengehalte is lager dan nu maar blijft toch hoger dan in nooit bemeste percelen.

 Uitgangstoestand: dit scenario berekent de potenties met een bemesting afgeleid uit landgebruik.