Bodemverdichting door gemechaniseerde houtoogst: noodzakelijk kwaad of vermijdbare schade? Evy Ampoorter Kris Verheyen

Transcriptie

1 Bodemverdichting door gemechaniseerde houtoogst: noodzakelijk kwaad of vermijdbare schade? Evy Ampoorter Kris Verheyen

2

3 1. Inleiding Evolutie oogstmethoden productiviteit, veiligheid, lichamelijke belasting Hoge gewichten: potentieel nadelige gevolgen voor de bodem Duurzaam bosbeheer?

4 1. Inleiding Bodemverdichting = proces waarbij bodemaggregaten afgebroken en bodemporiën samengedrukt of vernietigd worden (Fisher & Binkley 2000) Groeiplaats Opstand Groeiplaats en opstand I. Abiotische impact II. Biotische impact textuur bodemvochtgehalte Abiotische impact Karakteristieken interne bodemsterkte houtoogst ( precompression stress ) Biotische porositeit bodemorganisch impact: materiaal Houtoogst Herstel poriëncontinuïteit bodemzuurtegraad zaailingen optandstype verluchting boomgroei diameterklasse bulkdensiteit samenstelling aantal indringingsweerstand bomen/ha kruidlaag macrofauna wijziging (vb. chemische regenwormen) processen Houtoogst micro-organismen machine III. (contactdruk) Herstel intensiteit berijden Herstel T 0 T 1 T 1 T 0

5 2. Abiotische impact Bodemverdichting = proces waarbij bodemaggregaten afgebroken en bodemporiën samengedrukt of vernietigd worden (Fisher & Binkley 2000) I. Abiotische impact II. Biotische impact Groeiplaats Opstand Karakteristieken houtoogst Houtoogst Herstel Herstel T 0 T 1 T 1 T 0 III. Herstel

6 2.1 Abiotische impact: bodemeigenschappen gewijzigd Poriënvolume/-verdeling Bulkdensiteit poriën samengedrukt Indringingsweerstand droge massa/volume macroporiën meso- en microporiën Totaal poriënvolume Opslagcapaciteit weerstand water Volume tegen indringen want samengedrukt van object (vb. boomwortel) densiteit Verdichting bodempartikels Ernst dichter wijziging? Poriëncontinuïteit Poriënvolume opslagcapaciteit water bijeen minder plaats Teepe voor et wortelgroei Ampoorter al. (2004) et al. (2010) weerstand Infiltratiesnelheid onafhankelijk water van afname poriënvolume!! Verluchting poriën bodem kleiner verschuiving en minder van continu bodempartikels/-aggregaten poriën minder infiltratiesnelheid continuïteit continu Chemische processen gewijzigde Gasuitwisseling lucht- en vochtbalans verstoord mineralisatie Overschot CO, 2, tekort N-beschikbaarheid aan O 2!!!, N 2 O emissie, Ampoorter et et al. Goris al. (2007) Robbie (2005)

7 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Textuur Vaak aangenomen: fijne texturen gevoelig, grove texturen ongevoelig Ook zandbodems gevoelig!!! Vb. Ampoorter et al. (2007) Invloed textuur afhankelijk van bodemvochtgehalte Medium-fijne textuur (klei, fijne leem) : weinig verdichting, ± gn bodemverplaatsing 2: verdichting maximaal 3: weinig verdichting, grote bodemverplaatsing Hillel (1998) Ampoorter et al. (2010)

8 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Textuur Vaak aangenomen: fijne texturen gevoelig, grove texturen ongevoelig Ook zandbodems gevoelig!!! Vb. Ampoorter et al. (2007) Invloed textuur afhankelijk van bodemvochtgehalte Grove textuur (zand) Verdichting minimaal bij intermediaire vochtgehaltes Combinatie verdichting-bodemverplaatsing bij lage en hoge vochtgehaltes Verdichting ook mogelijk in verzadigde toestand (brede, lege poriën)

9 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Textuur/bodemvochtgehalte Interne bodemsterkte ( precompression stress ) Afhankelijk van initiële verdichting, vochttoestand, vb.: Verdichte bodem smalle poriën meer weerstand tegen verdere verdichting hogere bodemsterkte! Fijne texturen bij laag vochtgehalte/ grove texturen bij intermediair vochtgehalte: grote cohesie tussen bodemdeeltjes hogere bodemsterkte! Verdichting enkel als toegepaste kracht > interne bodemsterkte!! Ampoorter (2011)

10 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Textuur/bodemvochtgehalte Interne bodemsterkte ( precompression stress ) Gehalte bodemorganisch materiaal Verbetering bodemstructuur verdichting Bodemzuurtegraad Meest kwetsbaar als 4.5 < ph < 5.5

11 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Eigenschappen machines Bodemcontactdruk druk per eenheidsoppervlak, bepaald door: Gewicht (+) Aantal banden (-) Afmetingen banden (-) Bandendruk (+) Rupsbanden (-) (voorwaarde: volledig contact met de bodem) Opm: statische vs dynamische belasting! Ampoorter (2011)

12 2.2 Abiotische impact: beïnvloedende factoren Eigenschappen machines Bodemcontactdruk Intensiteit berijden Eerste passage verdichting hogere interne bodemsterkte meer weerstand tegen verdere verdichting afname invloed met passages (logaritmisch verband) als interne bodemsterkte > toegepaste kracht: gn invloed meer Onafhankelijk van bodemtextuur Brais & Camiré (1998)

13 3. Biotische impact Bodemverdichting = proces waarbij bodemaggregaten afgebroken en bodemporiën samengedrukt of vernietigd worden (Fisher & Binkley 2000) I. Abiotische impact II. Biotische impact Standplaats Bestand Karakteristieken houtoogst Houtoogst Herstel Herstel T 0 T 1 T 1 T 0 III. Herstel

14 3.1 Biotische impact: bodemfauna Directe beschadiging Tekort aan O 2 (door slechte verluchting) Hinderen van bewegingen Vb. graafactiviteiten van regenwormen: hogere indringingsweerstand, kleinere poriën meer kracht nodig om doorheen bodemstructuur te bewegen Impact soortafhankelijk (tolerantie verdichting, anoxische toestand) Gevolg: wijziging van gemeenschappen

15 3.2 Biotische impact: kruid-/struik-/boomlaag Wortelgroei verhinderd: impact op groei en overleving! Ruwe Nood limieten aan poriën opgesteld met voldoende zuurstof, MAAR poriënvolume Absolute bulkdensiteit > 1300 kg/m³ Invloed interne textuur bodemsterkte: duwkracht ter hoogte van worteltop beperkt Toename bulkdensiteit > 15% Indringingsweerstand O 2 gehalte door > 2-3 slechte MPa Biotische impact dus variabel (textuur, verluchting soort, ) [O 2 ] < 6-10% [CO 2 ] > % Macroporositeit < 10% Ampoorter et al. (2011) Bovendien: groei nog mogelijk via bodemscheuren, oude wortelkanalen, MAAR: slechts indicatie (vb. poriëncontinuïteit zonder verdichting, soortafhankelijk, ) Fijne texturen (fijne leem, klei): negatieve invloed Grove texturen (grof leem, zand): neutrale tot positieve invloed effect verdichting gecompenseerd door betere vochttoestand!!!

16 4. Herstel Bodemverdichting = proces waarbij bodemaggregaten afgebroken en bodemporiën samengedrukt of vernietigd worden (Fisher & Binkley 2000) I. Abiotische impact II. Biotische impact Standplaats Bestand Karakteristieken houtoogst Houtoogst Herstel Herstel T 0 T 1 T 1 T 0 III. Herstel

17 4.1 Herstel: snelheid Herstelsnelheid Gn herstel macroporositeit/bulkdensiteit over 10 jaar (Rab, 2004) Volledig herstel na jaar (Tiarks et al., 1997) Nog duidelijke verschillen bulkdensiteit na jaar (Anderson et al., 1992) Dieper dan 40cm permanent (Hakansson & Reeder, 1994) In diepe lagen jaar (Greacen & Sands, 1980) Variatie in resultaten maar algemeen traag herstel!!! Situatie Vlaanderen 8-10 jaar tussen 2 exploitaties Indien geen volledig herstel in tussenperiode accumulatie van effecten (lange termijn impact) ruimtelijke uitbreiding (indien gn vaste ruimingspistes) Ampoorter (2011)

18 4.2 Herstel: mogelijke processen Kunstmatig Ploegen, frezen, Nadelig voor bodemfauna, wortels, Kostprijs Natuurlijk Bevriezen en smelten van bodemwater Indien voldoende water Zwellen en krimpen van kleipartikels Indien voldoende kleigehalte Biologische activiteit Indien goede bodemcondities Penetratie wortels: verhoging porositeit en poriëncontinuïteit Bodemfauna (vooral diepgravende regenwormen): betere bodemstructuur Zandbodems? Graven Sneller natuurlijk herstel? Fragmentatie en ondergraven van strooisel Bodems nu vaak Bijdrage te zuur bodemaggregatie voor diepgravende regenwormen (ph < 4-5) Boomlaag: mengen met soorten die goed strooisel produceren + ev. extra bekalken (Ampoorter et al., 2011) MAAR: blijft traag proces + herstelsnelheid verschilt ts bodemvariabelen Verdichting zo veel mogelijk vermijden!!! Machines concentreren (herstel ts pistes ipv uitbreiding verdichting)

19 5. Aanbevelingen bosbeheer Plannen van exploitaties Textuur: alle texturen kwetsbaar! in functie van vochtgehalte: Medium-fijne texturen: droge toestand Grove texturen: niet kurkdroog, niet verzadigd Interne bodemsterkte: reeds verdichte bodems: Extra verdichting kleiner of afwezig MAAR gevoelige variabelen (vb. poriëncontinuïteit, O 2 ) wel beïnvloed Geen rekening houden met interne bodemsterkte! Machines: streven naar minimale contactdruk Gewicht zo laag mogelijk (aanpassen aan type werk) Veel banden met grote bandbreedte en lage druk (contactopp. ), ev. rupsen Indien mogelijk combineren met takkenmat (naaldhout) Intensiteit berijden: belangrijke invloed eerste passage Algemeen bosbeheer Gebruik standaard permanente ruimingspistes gn verdere ruimtelijke uitbreiding van verdichting herstel tussen pistes mogelijk (anders cumulatie gevolgen over volledige bestand) Streven naar een menging met boomsoorten die hoogkwalitatief strooisel leveren om natuurlijk herstel te versnellen Ampoorter et al. (2007)

20 Bodemverdichting door gemechaniseerde houtoogst: noodzakelijk kwaad of vermijdbare schade? Noodzakelijk kwaad MAAR sterk te beperken in ruimte en gradatie Zichtbare en niet-zichtbare gevolgen (gevoelige indicatoren zoals [O 2 ] wel beïnvloed ook al is verdichting miniem) vaste ruimingspistes (invloed eerste passage, ruimtelijke beperking + herstel) beperk schade op ruimingspistes door eigenschappen machines en tijdstip exploitatie te controleren

21 Bedankt voor uw aandacht!