Effecten van stikstofdepositie op bodem en biodiversiteit. Roland Bobbink & Maaike Weijters

Transcriptie

1 Effecten van stikstofdepositie op bodem en biodiversiteit Roland Bobbink & Maaike Weijters

2 Opbouw presentatie Inleiding - atmosferische N-depositie & verloop N-depositie Hoofdeffecten N-depositie - vermesting - bodemverzuring - effect gereduceerd N - wat recente info.. Conclusies BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

3 Bronnen van N (NH x & NO y )

4 Verloop van N-depositie in NL Na WO-II (zeer) sterke stijging van atmosferische N- depositie hoogste waarden midden tachtiger jaren/begin negentiger jaren (van de vorige eeuw) vanaf 1993 tot 2004 een reductie van N-depositie met 30-40% sindsdien geen daling meer in N-depositie gereduceerd N is al jarenlang dominant (> 70%) in N- depositie op natuur BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

5 Hoofdeffecten van N-depositie direct toxiciteit van gassen & aerosolen; ophoping van N, resulterend in veranderingen in concurrentie en soortensamenstelling (verlies van biodiversiteit, uitspoeling) (vermesting); effecten van verzuring negatieve effecten van gereduceerd N (ammonium/ammoniak); toename gevoeligheid plagen en stress (droogte, vorst, pathogenen, insectenplagen) & doorwerking in voedselketen

6 1. Vermesting kalkgrasland (ph 7-8; sterk gebufferd) Bobbink 1991

7 Kalkgrasland en N-additie Controle N-behandeld proefvlak

8 Ondergroei Boreale bossen (foto: A. Nordin) Controle Na 6 jaar 15 kg N ha/jr

9 Toename braam in bossen Fluckiger & Braun 2004 BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

10 Uitspoeling van N Dise & Wright 1995 UNECE 2005

11 2. Bodemverzuring Bobbink et al Toename H + - concentratie * Toename H+ bezetting bodemcomplex Bodemverzuring (afname zuurbufferend vermogen) Afname basische kationen * Uitspoeling Ca, Mg & K * Lagere basenverzadiging Afname verweerbare mineralen (met basische kationen) *Verminderd herstelvermogen bodem Vrijkomen toxische metalen (Fe,Al) *Toegenomen uitspoeling Al Remming nitrificatie en decompositie *Hoge ammonium/ nitraat-ratio *Strooisel ophoping BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

12 Bodem-pH en aluminium Scheffer & Schachtschabel 1991 BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

13 Aluminium toxiciteit (Arnica montana) [Ca] = 100 µm Spruit Wortel (µm) De Graaf et al BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

14 N-depositie (vorm) en bodemverzuring (7 de groeiseizoen N-beregening Noorwegen): Bobbink & Weijters 2018 BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

15 Bodemchemie: basische kationen en aluminium BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

16 Ammonium/Nitrate ratio Negatieve effecten gereduceerd N (correlatieve studie zandlandschap) ph Blauw: algemene soorten; rood: rode-lijst soorten Kleijn et al BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

17 Experimenten in watercultures

18 mg N / g D W N content rich fen Ireland (3 yrs) %N bij N-additie in veld (trilveen, Ierland; na 3 jaar) Draadzegge d o m i n a n t s e d g e Schorpioenmos b ro wn m o s s e s c o n tro l 3 5 NH4 7 0 NH4 3 5 NO3 7 0 NO3 Bobbink unpubl. BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

19 Soortenrijkdom moslaag (basenrijk trilveen, Ierland; eind 5 e jaar) Verhoeven et al., 2011 BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

20 en nu: Achteruitgang loofbossen zandlandschap

21 Recente metingen Bladchemie Zomereik (in paars grenswaarden Mellert & Gottlein, 2012) Metingen: B-WARE

22 ICP-Forests Trends in tree foliar chemistry (Jonard et al. 2015) (level II-plots) Tekort aan Ca, Mg en/of K; Tekort aan P

23 Bladchemie Zomereik Naaldchemie Grove den

24 Huidig heidelandschap=leeg

25 trend Hondsviooltje BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

26 Uitwisselbaar Ca in droge heischrale graslanden a b b a Bobbink et al., 2017

27 Bodem-pH en voorkomen van soorten (wel/niet) in typische subassociatie droge heide (GRIP-database B-WARE) BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

28 CONCLUSIES Negatieve effecten van N-depositie komen veelvuldig voor in Nederlandse natuurgebieden Grootste effecten in (matig-)voedselarme en weinig tot zwakgebufferde natuur Gereduceerd N is vaak meer negatief! Langetermijneffecten via bodemverzuring en N-ophoping N-effecten zijn systeem-specifiek, en herstel ook!! Er is een grote (en snelle) reductie van atmosferische N- depositie nodig! Anti-verzuringsmaatregelen zijn hard nodig om verdere achteruitgang te stoppen! BIOGEOCHEMICAL WATER-MANAGEMENT & APPLIED RESEARCH ON ECOSYSTEMS

29 .. steenmeel.

30

31 N EFFECT AFFECTING FACTORS Direct Toxicity Eutrophication Acidification Reduced N effect Stress and disturbance sensitivity Intrinsic sensitivity of species (groups) N form (NH3 most toxic) original nutrient status other limiting factors ( e.g. P, water) processes in N cycling which influence N removal (denitrification; leaching; management), N availability (mineralization, immoblization) & N form presence competitors capacity the buffering system inputs base cations weathering rate nitrification intrinsic sensitivity of species nitrification rate soil acidification highly species & ecosystem specific

32 Stikstof blijft PROBLEEM

33 Voor redden restpopulaties: bekalken (dolomite) helpt (Schaopedobbe: verzuurd heischraal met restpopulaties winter 89-90)

34 Situatie in 2016 (na 25 jaar)

35 Zomer 2016 (na 19 jaar)