Veenoxidatie en waterkwaliteit in het veenweidegebied: pompen en verzuipen?

Transcriptie

1 Veenoxidatie en waterkwaliteit in het veenweidegebied: pompen en verzuipen? Alfons Smolders, Jose van Diggelen, Johan Loermans, Gijs van Dijk, Moni Poelen, Mark van Mullekom, Monique van Kempen, Hilde Tomassen, Emiel Brouwer, Leon Lamers, Jan Roelofs Onderzoekcentrum B-WARE

2 2002/

3 Veenweidegebied nu

4 Laag Nederland 1000 jaar geleden

5 Bodemdaling door ontwatering en veenoxidatie O 2 CO 2 C H 2 O C H 2 O C C C H 2 O C H 2 O C H 2 O C H 2 O C H 2 O

6 en vervening..

7 Bodemdaling en zeespiegelstijging Uit: Meulenkamp e.a. 2007, Alterra rapport 1535

8 Nederland zakt weg! De verwachte daling en stijging van het oppervlak van Nederland voor het jaar 2050 ten opzichte van de huidige situatie (bron: Rijkswaterstaat, NAM). De zeespiegel stijgt momenteel met ongeveer cm per eeuw ten opzichte van het dalende landoppervlak.

9 Door voormalige invloed van de zee is het veen vaak rijk aan zwavel

10 Veenafbraak gaat door Mest NO 3 NH 4 O 2 P Organisch Materiaal Fe(III)OOH-P CO 2 Fe 2+ SO 4 2- FeS x aeroob anaeroob Organisch Materiaal N 2 S 2- FeS x Fe 2+ CO 2 NH 4 P Vaste bodemfracties

11 Aerobe afbraak leidt ook tot anaerobe veenafbraak Zuurstof Zuurstof Aerobe afbraak Sulfaat/Nitraat Aerobe afbraak Sulfaat/Nitraat Anaerobe afbraak Anaerobe afbraak Intact veen Intact veen

12 Bodemchemie percelen Organisch Stof (%) Klaver Snijder 2 Totaal-Fe (mmol L -1 ) Klaver Snijder Diepte (cm) Diepte (cm) 300 Klaver Snijder Klaver Snijder 2 Totaal-S (mmol L -1 ) Totaal-P (mmol L -1 ) Diepte (cm) Diepte (cm)

13 Fosfor en Zwavel voorraden in de bodem Bulkvoorraad (in kg per hectare) van P (fosfor) en zwavel in de bovenste 50 cm van de bodem (groene balk) en in de hieronder liggende nog intacte veenlaag (+ 240 cm) voor 4 locaties uit het Wormer- en Jisperveld. De getallen boven de grijze balkje geven de gemiddelde hoeveelheid P of S die vrijkomt bij mineralisatie van 0,5 cm intact veen.

14 Balans voor meststof P op veenweidegrond opgesteld naar aanleiding van het DOVE onderzoek (Plette et al. 2004). Vlietpolder.

15 Interne redox-processen

16 Dieper in bodem is meer opgelost P aanwezig Vanwege uitspoeling en slechte P binding 30 Totaal-P 90 P concentratie in (mmol L -1 ) P in porievocht P in porievocht (µmol L -1 ) Diepte vanaf maaiveld (cm)

17 Sulfaat Fosfor IJzer

18 250 Gem P conc. bij gw stand 30 Totaal-P bodem P-concentratie bij gemid. Waterstand (µmol/liter) totaal-p bodem (mmol/liter bodem) Hoger waterstanden meer P uitspoeling Diepte onder maaiveld (cm) 1800 Gem sulfaat conc. bij gw stand 450 Lagere waterstanden meer uitspoeling van sulfaat Sulfaar-concentratie bij gemid. Waterstand (µmol/liter) Totaal-S bodem totaal-s bodem (mmol/liter bodem) Diepte onder maaiveld (cm)

19 Effecten sulfaat op P nalevering Waterlaag zuurstofrijk Waterlaag sulfaatrijk Waterlaag zuurstofarm O 2 P SO 2-4 O 2 P Fe 2+ P Feox P Feox P Feox P Fe 2+ FeS P P Fe 2+ Fe 2+ P Org. materiaal SO 4 2- S 2- Org. materiaal Org. materiaal Blauw: waterlaag Oranje: geoxideerd toplaagje sediment Grijs anaeroob deel onderwaterbodem

20 Flexpeil ronde hoep: Gemiddeld natter en veel minder inlaat

21 Effecten flexibel peil Ronde Hoep Chloride Alkaliteit Sulfaat

22 Effecten flexibel peil Ronde Hoep Fosfor Zuidelijk deel: inundatie in 2012

23 Flexpeil middelpolder (isolatie-effect groot)

24 Effecten opwerveling bodemdeeltjes (Wormer- en Jisperveld) Chara globularis Troebel water (3 µm P) Enclosure Helder water (3 µm P) FLAB

25 Ecology and society 1999 Searching Explanations of Nature in the Mirror World of Math By Marten scheffer

26 Voorstel experiment Winderbrekers en baggerschermen Introductie bodem uit Chara vegetatie (diasporen) Optioneel: beijzering om sulfide toxiciteit ter verminderen (?) Vestiging Chara vegetatie: Voorkomt opwerveling Verlaagd P concentraties Nieuwe stabiele heldere toestand? Remt Algengroei

27

28 Natuurontwikkeling: plaggen en vernatten Enkele foto s in de Oosterpolder (Groningen) waar de veenmosgroei reeds op gang is gekomen na afplaggen van de toplaag, vooral met soorten die voorkomen onder meer gebufferde omstandigheden.

29 Verschraling???? Verschralingsduur in jaren, naar gemiddeld 5 mmol fosfor per liter bodem Uitmijnen is niet goed mogelijk op drassige veengrond Netto verschraling in kg P ha jaar Snijder Snijder Klaver Bijltje Bark

30 Eutrofiering: kroosdekken vaak Azolla filiculoides Afkomstig uit het Westen van Centraal en Noord-Zuid Amerika Sinds in Europa en Nederland Maar kwam voor laatste ijstijd ook in Europa voor. Nu wereldwijde verspreiding!!!!!!!!!

31 Azolla: Groene meststof (Rijst cultuur) Groene energie (biogas/biodiesel) Veevoer

32 Invasive species requiring compulsory control. Any specimens of Category 1 listed species need, by law, to be eradicated from the environment. Beetles help to control invasive water plant 28th June 2012 Thousands of tiny weevils are to be released into a river near Boston, Lincolnshire, to reduce the volume of Azolla, also known as the fairy or water fern, growing there.

33 If you can't beat them, join them!! Netto verschraling in kg P ha jaar Snijder Snijder Klaver 18 9 Bijltje Bark 27 14

34 Azolla boeren: Waterberging en Nihileren veenafbraak Openheid landschap blijft intact. Fosforonttrekking aan bodem (op langere termijn kansen voor natuur) Waardevol product (groene meststof, biogas) Azolla groeit ook goed onder matig-brakke omstandigeheden

35 Verbrakking: historische invloed van de zee is verdwenen Gevolg: verzoeting en sterke afname karakteristieke brakwatersoorten (zowel flora als fauna)

36

37 Effecten verbrakking waterkwaliteit?

38 Effecten verbrakking waterkwaliteit?

39 Water laag SO 4 2- O 2 PO 4 3- Na + CO 2 Fe 3+ PO 4 3- SO 4 2- Org. Mat. O 2 Fe 2+ FePO 4 Sediment toplaag SO 4 2- Org. Mat. S 2- Fe 2+ PO 4 3- Na + FeS x FeOOH-P Ca-P Ca 2+ Bodemadsorptie complex Anaeroob sediment

40 O 2 NO 3 - NH 4 + Waterlaag Na + CO 2 Org. Mat. O 2 NH 4 + NO 3 - Sediment toplaag N 2 NO 3 - Na + Org. Mat. Anaeroob sediment NH 4 + Bodemadsorptie complex

41 Problemen zijn groot Sulfaat of fosfaat Maar er liggen ook kansen maar dan moeten we wel maatregelen durven nemen. Het veen(weide)landschap is continu aan veranderingen onderhevig geweest.

42 Dank voor Uw aandacht..