Instituut Fysieke Veiligheid Expertisecentrum Postbus HA Arnhem Kemperbergerweg 783, Arnhem

Transcriptie

1 Instituut Fysieke Veiligheid Expertisecentrum Postbus HA Arnhem Kemperbergerweg 783, Arnhem Bijlage(n) 1 Datum 6 oktober 2015 Onderwerp rapport brandstofonderzoek in de natuur Geachte, In de bijlage treft u de tussentijdse rapportage aan van de verschillende brandstofonderzoeken die zijn uitgevoerd door het IFV ten behoeve van het natuurbrandverspreidingsmodel. De gegevens van het laatste onderzoek, ondergroei bos, wordt op dit moment geanalyseerd door de Stephen F. Austin State University, Texas. Derhalve staat de uitkomst van dit onderzoek nog niet in dit rapport en zal er een update volgen in Dit rapport geeft een uitleg over de veldwerkmethode die is toegepast, de uitkomsten van de onderzoeken in duin-, veen-, en droge heidegebieden en het uitgevoerde veldwerk van het bosonderzoek in De volgende stap in de ontwikkeling van het natuurbrandverspreidingsmodel is het creëren van universeel kaartmateriaal met hierop een weergave van type vegetatie en hoeveelheid voor alle Nederlandse natuurgebieden waaraan de brandstofmodellen kunnen worden gekoppeld. Dit wordt getracht te bereiken met behulp van satelliet data. Op deze wijze kan het model berekeningen maken voor alle Nederlandse natuurgebieden en hiermee inzage bieden in het bijbehorende brandgedrag. Mocht u vragen hebben neem dan gerust contact op. Met vriendelijke groet, Ester Willemsen (project manager) en Nienke Brouwer (onderzoeker) Contact: ester.willemsen@ifv.nl en nienke.brouwer@ifv.nl

2 Brandstofonderzoek in de natuur Tussentijds rapport over de verschillende brandstof onderzoeken, uitgevoerd ten behoeve van het natuurbrandverspreidingsmodel Instituut Fysieke Veiligheid (IFV)

3 Brandstofonderzoek in de natuur Tussentijds rapport over de verschillende brandstof onderz oeken, uitgevoerd ten behoeve van het natuurbrandverspreidingsmodel Opdrachtgever: IFV Projectleider: Ester Willemsen (IFV) Deelprojectleider: Nienke Brouwer (IFV) In samenwerking met: Laatste update:

4 Samenvatting In 2012 is er een start gemaakt met de verschillende brandstofonderzoeken die zijn (en worden) uitgevoerd ten behoeve van de ontwikkeling van het Nederlandse natuurbrandverspreidingsmodel (NBVM). Sinds 2009 is het IFV in Nederland bezig met de aanpassingen en doorontwikkelingen van Farsite, een Amerikaans model, naar de Nederlandse situatie. In 2012 is er een brandstof onderzoek uitgevoerd voor heide, grove den, douglas en beuk op droge zandgronden (Veluwe). In 2013 is er een onderzoek uitgevoerd in het duingebied voor de natuurtypen open duin, duin grasland, duin heide, duinvallei en duinstruweel. In 2014 heeft er een brandstofonderzoek plaats gevonden voor veengebieden. Tijdens dit onderzoek is de brandstof hoeveelheid voor hoogveen, veenheide, veenstruweel en veen bos in kaart gebracht. In 2015 heeft er onderzoek plaats gevonden in verschillende bosgebieden, in zowel naaldbossen, loofbossen als gemengde bossen. In 2016 zal er onderzoek gaan plaats vinden op het gebied van kroon-, en vliegvuur. Wederom in combinatie met de Stephen F. Austin State University. De veldwerkmethode omvat verschillende stappen; 50 keer meten van de strooisel,- en de humuslaag, 31 keer uitvoering van de transect lijn waarbij alle vegetatie die de lijn kruist wordt genoteerd. 25 keer one-meter-square waarbinnen de bedekkingspercentage wordt genoteerd per soort en vijf keer de hoogte wordt gemeten van de kruidachtige vegetatie, twaalf keer een drie meter cirkel waarbinnen alle bomen en struiken worden geteld en gemeten. Alle data van de verschillende onderzoeken wordt verwerkt (per plot) in een Excel bestand. De analyse van de data wordt uitgevoerd door de Stephen F. Austin State University in Texas U.S. De verwerkte data wordt weergegeven in een photoguide en zal worden gevalideerd en toegevoegd in het natuurbrandverspreidingsmodel.

5 Inhoud Samenvatting Samenvatting Inleiding Brandstofonderzoek in de natuur Methode veldwerk brandstofonderzoek Stappen veldwerk Veldwerk termen Materiaal veldwerk Brandstof onderzoek droge heide Duin onderzoek Veenonderzoek Bosonderzoek Data Analyse Brandstofmodellen Literatuurlijst Bijlage A: Tijdlijn Natuurbrandverspreidingsmodel Bijlage B; Index Natuur en Landschap... 21

6 1. Inleiding Gezien de klimaatverandering, zal naar verwachting de kans op natuurbranden in Nederland toenemen (Schelhaas, 2003), (Krawchuk et al., 2009). Het IFV (Instituut Fysieke Veiligheid) werkt aan de ontwikkeling van een natuurbrandverspreidingsmodel voor Nederland. Ter ontwikkeling van het Nederlandse model zijn er verschillende brandstofonderzoeken uitgevoerd sinds Natuurbrandverspreidingsmodel In 2009 is er gestart met een literatuuronderzoek naar de verschillende natuurbrandverspreidingsmodellen vanuit het IFV. Na aanleiding van dit onderzoek is gekozen voor het model Farsite (N-Amerika). Dit model is vertaald en terug gebracht naar de basis voor het gebruik in Nederland. De tijdlijn van de ontwikkeling van het verspreidingsmodel in Nederland staat in bijlage A. Naast de validatie van het model is er ook onderzoek uitgevoerd naar de brandstof in Nederlandse natuurgebieden, de data afkomstig uit deze onderzoeken zal worden ingevoerd in het model. Zodat er nog betere berekeningen kunnen worden gemaakt van de mogelijke verspreiding van een natuurbrand in Nederland. De data afkomstig uit het veldonderzoek is geanalyseerd door de Stephen F. Austin State University in Texas. De geanalyseerde data is in eerste instantie gepresenteerd in de vorm van een fotogids. De data zal vervolgens worden vertaald en gevalideerd voor het model. Leeswijzer Reeds zijn er verschillende brandstofonderzoeken uitgevoerd ten behoeve van het natuurbrandverspreidingsmodel, zoals staat beschreven in hoofdstuk twee. Hoofdstuk drie gaat in op de gebruikte methode en materialen tijdens het veldonderzoek tevens staat hierin een uitleg van enkele gebruikte termen. De volgende hoofdstukken gaan in op de verschillende brandstofonderzoeken die zijn uitgevoerd; het onderzoek naar verschillende natuurtype op droge zandgronden (hoofdstuk vier), het duinonderzoek in 2013 (hoofdstuk vijf), het veenonderzoek in 2014 (hoofdstuk zes) en het bosonderzoek in 2015 (hoofdstuk zeven). De verwerking van de data wordt kort uitgelegd in hoofdstuk acht. Als laatste, hoofdstuk negen, wordt kort ingegaan op enkele ontwikkelingen omtrent brandstofonderzoeken voor het natuurbrandverspreidingsmodel. 5

7 2. Brandstofonderzoek in de natuur Ter ontwikkeling van het natuurbrandverspreidingsmodel (NBVM) voor de Nederlandse situatie zijn er verschillende brandstofonderzoeken uitgevoerd. Het doel van deze onderzoeken is om meer kennis te verkrijgen over het brandstof aandeel die aanwezig is in verschillende natuur types in Nederland. Er wordt gekeken naar de verschillende vegetatie lagen, strooisel,- en humuslaag en het aandeel dood hout. Met de verschillende vegetatielagen wordt de mos-, kruid-, struik-, en boomlaag bedoeld. De uitkomsten hiervan zullen worden gekoppeld aan het natuurbrand verspreidingsmodel. Dit model wordt gebruikt voor het berekenen van het verloop van een natuurbrand, voor het treffen van preventieve maatregelen, maar ook voor onderzoek na een natuurbrand. Voor de brandstofonderzoeken is er een onderverdeling gemaakt in heide, duin, veen en bos. Per natuurtype zijn verschillende plots onderzocht. Tijdens de verschillende brandstofonderzoeken in Nederland is er altijd rekening gehouden met de indeling van de Nederlandse natuur volgens de index Natuur en Landschap van OBN (ontwikkeling en beheer natuurkwaliteit). De VBNE (Vereniging van Bos- en Natuurterreineigenaren) coördineert het Kennisnetwerk OBN, het OBN-netwerk bestaat uit zeven deskundigenteams en een expertisegroep waarin zowel onderzoekers als terreinbeheerders zitten ( De index bestaat uit zeventien verschillende natuurtypen (zie bijlage B). De meeste plots zijn onderverdeeld volgens dit systeem, behalve voor de bossen. Hiervoor wordt voor het brandstofonderzoek een eigen, gedetailleerdere, indeling gebruikt. Welke wel kan worden toegepast op de index. In 2012 is er een start gemaakt met onderzoek voor heide op droge zandgronden op de Veluwe. Dit onderzoek is uitgevoerd in samenwerkingsverband met IFV, Stephen F. Austin state University, Hogeschool van Hall Larenstein en de veiligheidsregio s VNOG en VGGM. In de zomer/herfst van 2013 heeft de volgende stap plaats gevonden, namelijk het duinlandschap. Dit onderzoek is uitgevoerd door het IFV in samenwerking met Hogeschool van Hall Larenstein en Stephen F. Austin State University, Texas. In eenzelfde samenwerkingsverband heeft er in 2014 een onderzoek in veengebied plaats gevonden en in 2015 in bosgebieden. In 2016 zal er een onderzoek plaats vinden ten behoeven van kennis omtrent kroon-, en vliegvuur. De geanalyseerde data van de brandstof onderzoeken is in eerste instantie weergegeven in zogenaamde photoguide s (zie voorblad). Zodat er overzichtelijke documenten zijn van de data per onderzochte plot voordat deze wordt ingevoerd in het natuurbrandverspreidingsmodel. Deze photoguide s omvatten informatie over onder andere de vegetatie, biomassa en de brandbaarheidsklasse per natuurtypen. 6

8 3. Methode veldwerk brandstofonderzoek In dit hoofdstuk wordt een korte beschrijving gegeven van de verschillende stappen die worden genomen tijdens het veldonderzoek tevens wordt een beschrijving gegeven van de verschillende materialen en termen. 3.1 Stappen veldwerk Stap 1: Bepalen van de locatie van het grit. Noteren welk natuurtype er wordt onderzocht. Stap 2: GPS locatie en richting van het grit bepalen. Stap 3: Foto s nemen vanaf het beoogde begin punt van het grit. Stap 4: Uitzetten van het grit, zie figuur 2. Dit gebeurt met behulp van touwen en vlaggetjes op elk meetpunt (blauwe punten in figuur 2). Elke lijn is 46 meter lang. Tussen twee lijnen zit een ruimte van 8 graden. Tussen de twee buitenste lijnen zit dus een ruimte van 32 graden. Stap 5: Meten van de strooisel laag met behulp van een liniaal, in totaal 50 keer. Stap 6: Bij aanwezigheid van bomen, meten van de kroondichtheid met behulp van een densiometer op alle L punten, zie figuur 2. Stap 7: Transectlijn (15.4 meter), op alle S en L punten, in totaal 31 keer. De transectlijn wordt bij elk punt in een willekeurige richting uitgelegd. Bij de transectlijn wordt voor de eerste 1.80 meter alle 1 en 10 hours gemeten, tot drie meter alle 100 hours en voor de gehele 15.4 meter alle 1000 hours. Daarna wordt alle ondergroei benoemd die de lijn kruist en wordt genoteerd voor welke cm op de lijn dit geldt. Als voorbeeld: 0-0,25 meter veenmos- 0,25-0,38 meter pitrus, enzovoort. Stap 8: Drie meter cirkel; in totaal twaalf keer. Deze meting wordt op alle L punten verricht. Alle struiken, jonge bomen en bomen worden gemeten die in deze cirkels vallen. Van alle bomen en jonge bomen binnen de cirkels wordt het aantal bepaald. Daarna wordt per boom (in totaal vijf per soort) het stadium bepaald en de totale hoogte, hoogte eerst levende tak, hoogte eerste dode tak, dbh, diameter stamvoet en kroonbreedte gemeten. Van alle struikvegetatie die binnen de cirkels vallen wordt per soort de volgende informatie verzameld: aantal, levend of dood, totale hoogte, diameter voet en kroonbreedte. De hoogte van de bomen wordt bepaald met behulp van een clinometer, zie hoofdstuk 8.2. Stap 9: Vierkante meter, op alle S punten, in totaal twintig keer. Binnen deze vierkante meter wordt alle kruidachtige vegetatie op naam gebracht en wordt de bedekkingsgraad bepaald ten opzichte van alle soorten binnen de vierkante meter. Daarnaast wordt er op vijf punten binnen de vierkante meter, de hoogte van de vegetatie gemeten. 7

9 3.2 Veldwerk termen Tijdens het veldwerk wordt er gebruik gemaakt van een aantal termen, hier volgt een korte uitleg voor deze termen en voor enkele meetinstrumenten die worden gebruikt. 1,10,100,1000 hour fuel Fuel is de Engelse term voor brandstof. In dit geval wordt hiermee alle dode twijgen, takken en stammen bedoeld op de bodem. De indeling voor dit type is gebaseerd op de duur waarbij het dode hout droogt. De 1 hour fuel is binnen een uur droog, de 10 hour fuel binnen tien uur enzovoort. Het bepalen van de klasse van dood hout wordt gedaan met behulp van een zogenaamde go-no-go, zie figuur 3. Alle takken/stammen groter dan 8 cm (dus groter dan de go-no-go) zijn 1000 hour fuels. Voor deze categorie wordt ook vastgelegd of de stam nog in vaste vorm is of rottend. figuur 3 Daarnaast wordt ook de totale breedte vastgesteld. Densiometer De densiometer, zie figuur 4B, wordt gebruikt om de kroondichtheid te bepalen van een opstand. Een densiometer is een bolle spiegel met daarop vakjes. Door te tellen welke punten op de spiegel alleen de lucht (tussen het bladerdek) weerspiegelen kan men de kroondichtheid bepalen. Dit wordt op twaalf verschillende plekken binnen de plot uitgevoerd. Per plek wordt de methode voor vier verschillende richtingen herhaald, hiervan wordt het gemiddelde genomen. D-tape Een D-tape (figuur 4.C), ofwel een diameter tape wordt gebruikt om de omtrek van een stam te bepalen. Voor de bomen wordt de diameter van zowel de stamvoet als de diameter op borsthoogte gemeten. De laatst genoemde wordt ook wel kortweg DBH genoemd. Van de struiken wordt de diameter van de voet bepaald. Clinometer De clinometer (figuur 4.A) wordt gebruikt om de hoogte van de bomen te bepalen. Hiervoor dient er een afstand te worden genomen van twintig meter van de te meten boom. Met één oog kijkt men door de clinometer, met het andere oog wordt naar de boom gekeken. Zowel de onder als de boven kant van de boom wordt vastgesteld. Dit heeft te maken met eventueel hoogte verschil binnen de twintig meter afstand. Afhankelijk van een negatief of positief getal worden de twee waardes van elkaar afgetrokken of bijgeteld. figuur 4 8

10 3.3 Materiaal veldwerk Voor het veldonderzoek zijn verschillende meetmaterialen nodig. Het gaat om de volgende materialen: Camera Voor het maken van foto s voor de photo guide. Gps Voor het bepalen van de locatie van de opstand en de hoogteligging. Kompas Bepaling van de richting van het grit en als hulpstuk bij het uitzetten van de lijnen. Densiometer Meten van de kroondichtheid. Liniaal Meten van de strooisel laag. Meetlint Uitzetten van de transectlijn, meten van de kroonbreedte. Go-no-go Hiermee kan worden bepaald in welke categorie fuel (zie H3.2) dood hout valt. D(iameter)- tape Voor het meten van de diameter stam op borsthoogte en op de voet van de stam. Clinometer Om de hoogte te bepalen van de bomen. Drie meter touw Als hulpstuk voor het uitzetten van de drie meter cirkel. One meter square Vierkante meter van bijvoorbeeld pvc buizen. 9

11 4. Brandstof onderzoek droge heide Het eerste brandstofonderzoek dat is uitgevoerd in Nederland vond plaats op de Veluwe in In het Nationaal Park Hoge Veluwe en op terrein van Staatsbosbeheer en de gemeente Arnhem. Tijdens dit onderzoek zijn er in totaal 24 plots uitgezet onderverdeeld onder vier natuurtypen. Naast droge heide is er ook onderzoek gedaan in grove den-, douglas-, en beukopstanden. Per natuurtypen zijn zes verschillende plots uitgevoerd. De verschillen in de plots waren te vinden in de vegetatiesamenstelling, ondergroei, dichtheid, leeftijd van de bomen, etc. Tijdens het veldwerk zijn er monsters genomen van de vegetatie, strooisel laag en de humus. Deze monsters zijn gewogen en gedroogd, in het laboratorium van de Universiteit Wageningen, om de biomassa te bepalen. Hierdoor ontstaat er meer informatie over de brandbaarheid van de vegetatie. Per plot worden verschillende methodes gebruikt om de verschillende vegetatie lagen in kaart te brengen en daarmee het aandeel in brandstof per onderzocht type. Figuur 5 geeft de vier verschillende natuurtypen weer die zijn onderzocht. Figuur 5 Heide Grove den Douglas Beuk/eik De beschreven potentiele brandgedrag in dit rapport is gebaseerd op de volgende omstandigheden: temp C, relatieve luchtvochtigheid van 15-20% en een windsnelheid van 32 km/u. Met behulp van het natuurbrandverspreidingsmodel kan er specifiek een berekening worden gemaakt. In het model kunnen handmatig de weersomstandigheden worden ingevoerd. Aan de hand van die gegevens en het brandstofmodel kan het potentiele brandgedrag worden berekend. Droge Heide (N07.01) Voor de droge heide (Calluna vulgaris) terreinen is er gekeken naar verschillen in leeftijd van de heide, mate van vergrassing en beheer. Zo is er een plot onderzocht met oude heide planten, een met jonge heide. Er zijn plots onderzocht die begraasd werden als beheermaatregel maar ook heide die niet werd begraasd. Daarnaast zijn er plots onderzocht met pijpenstrootje (Molinia caerulea) en een met rode bosbes (Vaccinium vitis-idaea) en vliegden (Pinus sylvestris). Er zijn geen Amerikaanse modellen specifiek voor heide, hiervoor zijn nieuwe brandstofmodellen ontwikkeld. Voor droge heide zijn drie nieuwe brandstofmodellen ontwikkeld, namelijk H1,H2 en H3. H1 is voor heide met een lage brandstofhoeveelheid. De potentiele verspreidingssnelheid is 2,3 km/u en vlamlengtes hoger dan 3,4 meter. H2 staat voor heidevelden met een matige brandstofhoeveelheid. De potentiele uitbreidingssnelheid ligt iets lager dan die voor H1, namelijk 1,9 km/u maar wel met grotere vlamlengtes, 5 meter. H2 lijkt op H3 maar geldt voor heidevelden met meer struiken. Hierdoor is de potentiele uitbreiding van de brand 2,7 km/uur en met vlamlengtes van 6,7 meter. Beuk en eik (N15.02) De belangrijkste verschillen voor dit type opstand zat in leeftijd en de dichtheid van de opstand. Er zijn opstanden onderzocht met relatief oude bomen, jonge bomen, er is gekeken naar de samenstelling, verhouding beuk (Fagus sylvatica), eik (Quercus sp.) en de ondergroei (zoals hulst: Ilex aquifolium). Daarnaast is er ook rekening gehouden met de verschillen in het aandeel dood hout op de bodem. Het potentiele brandgedrag van alle onderzochte plots is een verspreidingssnelheid van m/uur met een relatieve lage vuurfront intensiteit met een kans van 10% op kroonvuur. 10

12 Grove den (N15.02/N16.01) De verschillende plots voor grove den (Pinus sylvestris) zijn uitgevoerd in relatief dichte opstanden met gras als ondergroei, opstand met Amerikaanse vogelkers (Prunus serotina) of blauwe bosbes (Vaccinium myrtillus) en bochtige smele (Deschampsia flexuosa). Daarnaast zijn er plots uitgevoerd in een jonge dichte opstand, een opstand met een hoog aandeel in dood hout en een opstand met Amerikaanse vogelkers en lijsterbes (Sorbus aucuparia) als ondergroei. Net als voor de heidevelden zijn er ook voor de grove den opstanden drie nieuwe brandstofmodellen ontwikkeld. Namelijk SP1, SP2 en SP3, SP staat voor Scots Pine, wat de Engelse benaming is voor grove den. Voor de indeling is gekeken naar de mate van ondergroei in de opstanden. SP1 is voor grove den opstanden met een matige hoeveelheid struiken. De ondergroei kan een brand dragen van 800 m/uur met vlamhoogtes van 1,5 meter. Met een kans op kroonvuur van 60%. Voor opstanden met een lage biomassa struiken in combinatie met gras is er brandstofmodel SP2. Dit model geeft een potentiele branduitbreiding weer van 2,8 km/uur branduitbreiding en vlamlengtes van 4-5 meter en een kans op kroonvuur van 75%. Voor SP3 geldt dat de primaire drager van de brand de struikvegetatie is in combinatie met grote hoeveelheid strooisel en eventuele zaailingen van grove den. De hoeveelheid zaailingen kan de hitte van de brand beïnvloeden. Zeker in vergelijking met opstanden met veel blauwe bosbes in de ondergroei, die minder heet branden. De potentiele verspreidingssnelheid van SP3 is 600 m/uur met vlamhoogtes van 3 meter en een kans op kroonvuur van 70%. Douglas (N16.01) Voor de douglasspar (Pseudotsuga menziesii) opstanden zijn er tevens verschillende plots uitgevoerd. Zo is er een plot uitgevoerd in een opstand met menging van douglasspar en grove den, een plot in een opstand met menging van oude en jonge Douglas sparren. Daarnaast is er een opstand onderzocht met een lage dichtheid en oudere bomen, een opstand met jonge bomen, een met bomen van een gemiddelde leeftijd en een met relatief oudere bomen met zaailingen. Na analyse is gebleken dat de plots onderverdeeld konden worden onder twee bestaande Amerikaanse modellen, namelijk TU5 (zeer dicht bos-struikgewas) en TL3 (matig dicht strooisel van naaldbomen). TU5 toont, onder de eerder genoemde omstandigheden, een uitbreiding van 500 m/uur en vlamhoogtes van 3 meter. De kans op kroonvuur is 60%. Grasland Aan het einde van het onderzoek zijn er, als extra, twee graslanden onderzocht, deze graslanden bevonden zich op oude heide terreinen. Er kan worden gesproken van zeer sterke vergrassing in heide terreinen met voornamelijk pijpenstrootje. Wat betreft het brandgedrag is er een tweedeling gemaakt binnen deze plots, namelijk matig dicht gras en dicht gras met weinig andere vegetatie. De eerst genoemde toonde onder de eerder genoemde omstandigheden een brandgedrag tot 900 m/uur met vlamhoogten van 2,2 meter. Voor het andere grastypen wordt een iets extremer brandgedrag verwacht namelijk >1 km/uur verspreidingssnelheid en vlamhoogtes van ruim 13 meter. 11

13 5. Duin onderzoek In de zomer/najaar van 2013 heeft het brandstofonderzoek in duingebied plaats gevonden. Dit onderzoek is uitgevoerd in het Nationaal Park Duinen van Texel, Nationaal Park Zuid-Kennemerland en in de Amsterdamse Waterleidingduinen. Er zijn vijf verschillende natuurtypen onderzocht. Namelijk open duin, duingrasland, duinheide, duinvallei en duinstruweel. De eerst vier genoemde zijn onderzocht op Texel. Voor duinstruweel is er onderzoek uitgevoerd in de duinen nabij Haarlem. Voor elk natuurtypen zijn zes verschillende plots uitgevoerd. Tijdens het veldwerk zijn er monsters genomen van de vegetatie, deze monsters zijn gewogen en gedroogd in het laboratorium van hogeschool van Hall Larenstein. Duinen zijn in Nederland erg belangrijk, zij dienen als een kustverdedigingswerk. De jonge duinen zijn de eerste duinenrij langs de kust. Hier kan je het natuurtype open duin en duin grasland vinden. De grijze duinen zijn oudere duinen en liggen verder landinwaarts dan de jonge duinen. Hier zijn de natuurtypes duin heide en duinstruweel te vinden. Enkele kenmerkende soorten voor duingebieden zijn helm (Ammophila arenaria), buntgras (Corynephorus canescens), struikhei (Calluna vulgaris), kraaihei (Empetrum nigrum), kruipwilg (Salix repens), braam (Rubus spp.) en duindoorn (Hippophae rhamnoides). De potentiele branduitbreiding is gebaseerd onder de volgende omstandigheden temperatuur C, relatieve luchtvochtigheid van 15-20% en een windsnelheid van km/u. Open duin (N08.01/N08.02) Met open duin wordt de eerste vegetatie bedoeld die groeit op duinen vanaf de zee gezien. Het gaat om pionier vegetatie. Met andere woorden de eerste vegetatie die groeit op kale grond. Hierdoor is er vaak sprake van een open structuur vegetatie zonder strooisel laag met vaak maar een tot enkele soorten. Enkele typische soorten voor open duin zijn buntgras en helm. Er zijn vier nieuwe brandstofmodellen ontwikkelend voor dit natuurtype, ODG1, ODG2, ODG3 en ODG4. De eerst genoemde is voor open duin type met zeer weinig biomassa. De windsnelheid heeft weinig invloed op het vuurgedrag. De verspreidingssnelheid ligt rond de 200 m/u met vlamhoogtes van 0,4 meter. ODG2 (open duin gras met een erg lage massa), toont een verspreidingssnelheid van ruim 2 km/u met een vlamhoogte van 3,1 meter. Het volgende brandstofmodel is voor het type open duin met een lage biomassa. De hogere biomassa, dan bij ODG2, resulteert in een verspreidingssnelheid van 3,6 km/uur en vlamhoogtes van 4,9 meter. Het laatste brandstofmodel voor open duin is voor het type met een hoge biomassa. De potentiele verspreidingssnelheid is 8,8 km/uur en de vlamhoogte is 14,8 meter. Wat zich classificeert in een extreem brandgedrag. Duingrasland (N08.02) Na open duin volgt vaak duingrasland. Duingrasland is een dichter vegetatie type met vaak meerdere soorten. Enkele soorten die vaak voorkomen zijn helm en akkermelkdistel (Sonchus arvensis). Er zijn vier verschillende grastypen brandstofmodellen voor duingrasland, namelijk GR3, GR5, GR6 en GR7. Dit zijn vier bestaande Amerikaanse brandstofmodellen. Voor ruw grastype (zoals helm) met een lage dichtheid is er GR3. Door de lage dichtheid kan er een relatief lage vlamhoogte ontstaan van 3,1 meter en een verspreidingssnelheid van 2,2 km/u. GR5 is een brandstofmodel voor graslanden met een lage dichtheid, met grassen voornamelijk lager dan 0,5 meter. De vuurklasse is te vergelijken met GR3, echter de verspreidingssnelheid ligt hoger, 5,5 km/uur net als de vlamhoogte, 5,8 meter. Voor duingraslanden met een gemiddelde dichtheid en grassen lager dan 1 meter is er brandstofmodel GR6. Met als effect dat zowel de vlamlengtes (>8 meter) als de verspreidingssnelheid (>8 km/u) hoger ligt wat resulteert in een extreem vuurgedrag. Het laatste brandstofmodel voor duingrasland, GR7, is voor graslanden met een hoge dichtheid en 1 meter lengte. Vlamlengtes kunnen hoger zijn dan 7 meter en de verspreidingssnelheid kan op 6 km/uur liggen. 12

14 Duinheide (N08.04) Op de oudere duinen komt onder andere het natuurtype duinheide voor. Dit type kenmerkt zich met soorten zoals struikhei en kraaihei maar ook helm en pijpenstrootje. Alle onderzochte duinheide types zijn onderverdeeld onder drie brandstofmodellen, namelijk H1, H4 en H5. H1 wordt ook gebruikt voor het droge heide type in het binnenland, de verspreidingssnelheid is 2.3 km/uur en de vlamhoogtes kunnen 4,2 meter zijn. Voor het brandstofmodel H4 (duin heide met een gemiddelde dikte) kunnen er vlamhoogtes voorkomen van 10,7 meter met een verspreidingssnelheid van 4.4 km/uur en bij H5 (duin heide) komen vlamhoogtes voor van elf meter met een verspreidingssnelheid van 8,5 km/uur. Duinvallei (N08.03) Dit is een enigszins vochtiger natuurtype, dit neemt echter niet weg dat natuurbrand niet mogelijk is in dit type. Enkele soorten die dominant voorkomen in de duinvallei plots zijn braam, riet (Phragmites australis) en kruipwilg. Er zijn vijf verschillende brandstofmodellen voor duinvallei. Een daarvan is H4 (komt overeen met duinheide). De overige vier brandstofmodellen zijn onderverdeeld in struweel en grasachtig struweel. GS3 en GS4 (gras-struweel) verschillen van elkaar in de biomassa hoeveelheid. GS3 heeft een gemiddelde biomassa, wat resulteert in een lage vlamhoogte (4 meter) en een langzame verspreidingssnelheid (3 km/uur). GS4 is een brandstofmodel voor duinvalleien met een hoge biomassa. De verspreidingssnelheid ligt hoger (3,5 km/uur) dan bij GS3 tevens zijn er hogere vlamhoogtes te verwachten (10 meter). De overige twee brandstofmodellen, SH6 (gemiddelde biomassa) en SH9 (erg hoge biomassa) verschillen in verspreidingssnelheid 2,0 km/uur tegen 4,5 km/uur en vlamhoogtes van 5,1 meter en 13 meter. Duinstruweel (N08.02) Een van de soorten die veel voorkwam in de duinstruweel plots was duindoorn. Een positieve eigenschap van deze struik is het hoge percentage aan vitamine in de bessen. Een negatieve eigenschap is dat duindoorn explosief kan zijn wanneer het brand. Andere soorten die voorkomen zijn eenstijlige meidoorn (Crataegus monogyna), zuurbes (Berberis vulgaris), wilde liguster (Ligustrum vulgare) en wilde kardinaalsmuts (Euonymus europaeus). De plots die zijn uitgevoerd in de duinstruwelen kunnen worden onderverdeeld in zes verschillende brandstofmodellen. Waaronder GS3, GS4 en SH9. Daarnaast is er DGS1 ontwikkeld, DGS staat voor duin gras struweel, er zijn lage vlamhoogtes te verwachten (<2 meter) en een verspreidingssnelheid van 14 km/uur. SH8 is een brandstofmodel voor duinstruwelen met een hoge biomassa. Dit model geeft een te verwachten branduitbreiding weer van >2km/uur en vlamhoogtes van >6 meter. ODGS1 (open duin struweel/gras) is een brandstofmodel voor struwelen die worden gedomineerd door wilde liguster. Het vuurgedrag is met vlamlengtes van 6 meter maar de verwachte verspreidingssnelheid is lager dan 2 km/uur. 13

15 6. Veenonderzoek Het derde brandstofonderzoek vond plaats in Het onderzoek is uitgevoerd in Northumberland, in het noorden van Engeland. Er is voor Engeland gekozen door het grotere areaal aan hoogveen. Engeland heeft, net als Nederland, een gematigd zeeklimaat, een van de redenen waarom de vegetatie goed vergelijkbaar is met de vegetatie in Nederland. Voor het veenonderzoek zijn er plots uitgezet in hoogveen, veenheide, veenstruweel en in veenbos. Voor elk type zijn, net als bij de andere brandstofonderzoeken, verschillende plots uitgevoerd. Het veldwerk (figuur 6) is uitgevoerd in het zuidelijke gedeelte van het Nationale Park. Voor het veldonderzoek is contact opgenomen met het Nationaal Park, Forest Commission en enkele lokale agrariërs. Er zijn in totaal 23 verschillende plots uitgevoerd. Acht hoogveen plots, zeven plots in veenheide, vier in veen bos en vier plots in veenstruweel. Naast het veldwerk in Engeland, zijn er in Nederland monsters genomen van de vegetatie en de veenlaag. Hiervoor is het team afgereisd naar Aamsveen. De monsters zijn gewogen, gedroogd en opnieuw gewogen in het laboratorium van hogeschool van Hall Larenstein om de biomassa te bepalen. Figuur 6: Foto s veldwerk onderzoek veengebied 14

16 Hoogveen (N.06.03) Een aantal kenmerkende soorten voor hoogveen zijn eenarig wollegras (Eriophorum vaginatum) en veenmos (Sphagnum spp.) er komen ook soorten voor zoals pitrus (Juncus effusus) en pijpenstrootje (Molinia caerulea). Voor het onderzoek zijn er totaal acht verschillende plots uitgevoerd voor hoogveen. Hoogveen wordt hoofdzakelijk gevoed door regenwater en staat dus niet in verbinding met het grondwater. Dit heeft te maken met de structuur en opbouw van veenmos, dit is een mos soort dat in staat is om veel water vast te houden. Door deze eigenschap creëert veenmos zogenaamde veenkussens boven het landschap. Vegetatie die groeit op deze veenkussen staat alleen in contact met regenwater. Het effect van alleen regenwater in hoogveengebieden is onder andere te merken aan de vegetatiesamenstelling. Doordat regenwater van natuur uit nutriëntenarm is, kunnen op hoogveen gebieden alleen soorten groeien die hier tegen bestand zijn. Veenvorming vindt plaats door afsterving van plantaardig materiaal. In veengebieden heerst een zure omgeving die zuurstofarm is. Door deze omstandigheden vindt afbraak van afgestorven plant materiaal zeer langzaam plaats ( Eens in de tien jaar kan er een centimeter veen bijgroeien, met als voorwaarde dat de groei omstandigheden voor veen optimaal zijn ( De hoogveen plots kunnen worden onderverdeeld in twee, reeds bestaande, brandstofmodellen. Namelijk GR3 en een combinatie van GR6/8. Brandstofmodel GR3 is voor graslanden met een lage biomassa. Onder de eerder genoemde weersomstandigheden (hoofdstuk 4 en 5), vertoont dit model een uitbreidingssnelheid van >3km/uur en vlamhoogtes van >4,5 meter. GR6/8 geeft een verwachte branduitbreiding van 7,5 km/uur en vlamhoogtes van gemiddeld 10,9 meter. Dit type model is voor hoogveen gebieden met een gemiddelde of hoge biomassa. Veenheide (N06.04) Struikhei (Calluna vulgaris), gewone dopheide (Erica tetralix) en lavendelhei (Andromeda polifolia) zijn kenmerkende soorten van veenheide. Vaak in combinatie met verschillende gras soorten zoals eenarig wollegras of pijpenstrootje. Voor de zeven plots die zijn uitgevoerd voor veenheide is onder andere gekeken naar verschil in samenstelling van heide ten opzichte van gras. Daarnaast zijn er verschillen in de plots in ouderdom van de heide en wel of geen begrazing (door schapen). Gelijk aan hoogveen zijn er voor het natuurtype veenheide tevens twee brandstofmodellen. De plots die zijn uitgevoerd in veemheide vertonen overeenkomsten met de Amerikaanse struweelmodellen SH6 en SH8. SH6 is een brandstofmodel voor vochtige struikvegetatie (heide) met een lage biomassa. Wat resulteert in een verspreidingssnelheid van >1,8 km/uur en vlamhoogtes van 5 meter. SH8 is tevens voor vochtige struikvegetatie alleen met een hoge biomassa. Hierdoor ligt de verwachte verspreidingssnelheid hoger, namelijk 2,2 km/uur en vlamhoogtes van 6,2 meter. 15

17 Veenbos (N14.02) (Hoog)veen bos wordt gekenmerkt door zachte berk (Betula pubescens), bos wilg (Salix caprea) en zwarte els (Alnus glutinosa). De dichtheid en de ondergroei zijn twee punten waarop gelet is binnen de verschillen per plot. Zachte berk is een van de meest voorkomende boomsoort in hoogveen. In totaal zijn er vier verschillende plots uitgevoerd voor veenbos. De boomsoorten dragen weinig bij aan het voorspelde brandgedrag, hierdoor kan dit type onderverdeeld worden in brandstofmodellen voor gras. De onderzochte struwelen verschillen, qua ondergroei weinig van de veenbossen. Ook deze kunnen worden onderverdeeld in brandstofmodellen voor gras. Zowel voor veenbos als veenstruweel zijn er twee brandstofmodellen, namelijk GR5 en GR6. Voor vochtige graslanden met een lage biomassa is GR5, dit model geeft een verwachte branduitbreiding weer van 2,5 km/uur en vlamhoogtes van 3,9 meter. Terwijl GR6 een uitbreiding weergeeft van 2,2 km/uur en vlamhoogtes van 3,3 meter. GR6 is een brandstofmodel voor veenbos/struweel met een ondergroei van grassen met een gemiddelde biomassa. Veenstruweel (N06.04) Vegetatie type waarbij jonge bomen of struiken voorkomen. Kenmerkende soorten zijn zachte berk, bos wilg en zwarte els. Als ondergroei moet er gedacht worden aan pitrus en wilgenroosje (Chamerion angustifolium). In totaal zijn er, net als voor veenbos, vier verschillende plots uitgevoerd. Verschillen in de plots zijn te vinden in de soortensamenstelling, maar ook in de leeftijd en dichtheid van de struiken. Voor omschrijving van de brandstofmodellen zie veenbos. 16

18 7. Bosonderzoek Als vervolg op de onderzochte bostypen op de Veluwe in 2012 is er in 2015 onderzoek gedaan in meerdere bostypen. Hierbij is er gekeken naar veenbos, duinbos en is er een verdeling gemaakt voor loofbos, naaldbos en gemengd bos. Tijdens het veenonderzoek in 2014 zijn er vier verschillende plots uitgezet in veenbos, hierbij lag de focus op zachte berk. Tijdens het bosonderzoek zijn er drie plots uitgezet in het bosgedeelte van Aamsveen. In het Nationaal Park duinen van Texel zijn er zeven plots uitgevoerd in de duinbossen. In het National Park New Forest zijn er achttien plots uitgevoerd, onderverdeeld over naaldbos, loofbos en gemengd bos. In het voorjaar van 2014 heeft er in het Nationaal Park Loonse en Drunense duinen een brand gewoed, deels in het bosgedeelte. Op deze locatie zijn er zeven plots uitgezet onderverdeeld over naald-, en gemengd bos en over delen waar de brand gewoed heeft en waar niet. Veenbos (N14.02) zwarte els (Alnus glutinosa), Noorse esdoorn (Acer platanoides), wilde lijsterbes (Sorbus aucuparia) en zachte berk (Betula pubescens) zijn de dominante soorten in de plots die zijn uitgevoerd in Aamsveen. Alle drie de plots hadden een relatief dichte ondergroei, mede door de wilde lijsterbes. Duinbos (N15.01) Hierbij gaat het om bossen met zeedennen. Er zijn in totaal zeven verschillende plots. De dominante soort is Oostenrijkse den (Pinus nigra var. nigra). Gemengd met zomereik (Quercus robur), met grassen en varens in de ondergroei. Bij het uitzetten van de plots is gelet op de dichtheid van de bomen, mate van ondergroei, etc. Naaldbos (N15.02/N16.02/N16.01) In het Nationaal Park New Forest, zijn er zes plots uitgezet in naaldbos. Met soorten als fijnspar (Picea abies), grove den (Pinus sylvestris) en douglasspar (Pseudotsuga menziesii). Tevens is er gekeken naar de mate van ondergroei, verschillend van zaailingen, grassen en varens. Waardoor de plots variëren van dichte fijnspar opstand zonder ondergroei tot aan een open grove den opstand met een relatief dichte ondergroei. In het Nationaal Park Loonse en Drunense duinen is er onderzoek gedaan in naaldbossen met grove den, pijpenstrootje en gestreepte witbol als dominante soorten. Waarbij op de locatie van enkele plots een brand heeft gewoed in het voorjaar van Een deel van de plots was of werd begraasd door schapen. Loofbos (N15.02/N16.02) Er zijn vijf verschillende plots uitgevoerd in loofbos, allen in het Nationaal Park New Forest. Dominante boomsoorten binnen deze plots zijn beuk (Fagus sylvatica), zomereik en ruwe berk (Betula pendula). Met soorten zoals hulst (Ilex aquifolium), pijpenstrootje en adelaarsvaren (Pteridium aquilinum) in de ondergroei. Gemengd bos (N15.02) in zowel de Drunense Duinen als in de New Forest zijn er plots uitgezet in gemengd bos. Hiermee wordt een gemengde opstand bedoeld van naald-, en loofhout. Van de boomsoorten fijnspar, grove den, ruwe berk en zomereik. Met een verschillende mate van ondergroei en dichtheid van de opstand. In de New Forest zijn er totaal zeven verschillende plots uitgezet in een gemengde opstand en in de Loonse en Drunense duinen twee. 17

19 8. Data Analyse Per verricht brandstofonderzoek is er een photoguide samengesteld. De gegevens die zijn verzameld tijdens het veldwerk worden in Excel tabellen verwerkt. Per plot wordt een bestand gemaakt (met verschillende tabbladen) zo ontstaan er overzichtelijke bestanden met alle gegevens van de verschillende plots. Deze gegevens worden verwerkt zodat, per vegetatie type, de hoeveelheid aan brandstof overzichtelijk is. De verwerking van de gegevens is uitgevoerd door Dr. Brian Oswald van de Stephen F. Austin State University Texas (Brouwer, 2012). De geanalyseerde data is in de vorm van een photoguide aan het IFV overhandigt. De data uit de photoguide s, bestaande uit brandstofmodellen (zie hoofdstuk negen), zal worden opgenomen in het natuurbrandverspreidingsmodel (NBVM). 18

20 9. Brandstofmodellen Naast het kaartmateriaal en de meteorologische gegevens maakt het model voor het maken van een berekening gebruik van verschillende brandstofmodellen. Uit voorgaande brandstofonderzoeken is gebleken dat een deel van de onderzochte Nederlandse natuurtypes gekoppeld kan worden aan bestaande Amerikaanse brandstofmodellen. Voor een deel dienen er echter nieuwe brandstofmodellen gemaakt te worden. Een brandstofmodel bestaat uit verschillende parameters, zie tabel 1. Elk van de deze parameters kan worden bepaald aan de hand van de photoguide welke wordt opgesteld met de geanalyseerde data van het brandstofonderzoek in het veld (zie hoofdstuk negen). Met de termen 1-,10-,100-hr fuel worden de twijgen en takken bedoeld. Herb staat voor herbaceous waarmee de kruidachtige vegetatie wordt aangeduid. Een hour fuel is niet groter dan 0,64 cm. Hiermee worden de kleine twijgen aangeduid waarvan gezegd kan worden dat deze binnen een uur tijd gelijk zijn aan de luchtvochtigheid. 10 hour fuels zijn tussen de 0,64 en de 2,54 cm, deze takken zijn binnen tien uur gelijk aan de luchtvochtigheid. 100 hour fuels zijn tussen de 2,55 en 7,62 cm hour fuels zijn groter dan 7,62 cm. Zoals hierboven genoemd kunnen enkele bestaande brandstofmodellen worden overgenomen in het natuurbrandverspreidingsmodel. Echter deze dienen eerst te worden gevalideerd onder Nederlandse omstandigheden voordat deze daadwerkelijk worden ingevoerd. Nieuwe modellen kunnen worden aangemaakt met behulp van de tool in het natuurbrandverspreidingsmodel. De brandstofmodellen zijn in het NBVM gelinkt aan het kaartmateriaal (top10-nl). Om uiteindelijk alle brandstofmodellen in te kunnen voeren in het model is het in de toekomst noodzakelijk dat er gewerkt gaat worden met gedetailleerder kaartmateriaal. Op dit moment wordt er onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van remote sensing data dat mogelijkerwijs wordt omgezet in bruikbare geo-informatie. Het natuurbrandverspreidingsmodel is gevalideerd en operationeel voor het vegetatietype heide op droge zandgrond. Voor de overige natuurtypen dient er nog validatie plaats te vinden. Dit wordt door middel van metingen tijdens of na een natuur-, of beheerbrand gedaan. 10. Literatuurlijst Rapporten Schelhaas, M.J. (2003), Klimaatverandering en de functies van het landelijk gebied, Alterra Wageningen Krawchuk, M.A., Moritz, M.A., Parisien, M., Dorn van, J., Hayhoe, K., (2009), The current and future distribution of wildfire, USA Internet (2014) (2014) (2014) (2015) 19

21 Bijlage A: Tijdlijn Natuurbrandverspreidingsmodel 20

22 Bijlage B; Index Natuur en Landschap 21

23 Bron: 22

24 23