Presentatie voor de ledenvergaderingen van de Bosgroepen Midden en Noord-Oost Nederland, november 2014 en 2015. Ik ben velen verschuldigd voor de gebruikte figuren. Jan den Ouden Wageningen Universiteit jan.denouden@wur.nl 1
Het overgrote deel van onze bossen bevindt zich op de relatief armste bodems. Rijkere groeiplaatsen zijn bijna allemaal ingenomen door de landbouw. Dit betekent dat problematiek rond bossen een sterke relatie heeft met de ongunstige chemische bodemeigenschappen. Toch krijgt dit weinig aandacht. 2
De meest recente nationale bosinventarisatie laat zien dat het aandeel loofhout in onze bossen langzaam aan het stijgen is. Dit goede nieuws, vanuit het perspectief van bodemvruchtbaarheid, werd weggedrukt door zorgen vanuit de houtverwerkende industrie over het teruglopende aandeel naaldhout. In plaats van de goede ontwikkeling binnen het bos te benadrukken, werd een industriele zorg geuit. Zo gaan die dingen. In deze presentatie ga ik in op het belang van loofbomen. 3
Er is wat de bodemvruchtbaarheid veel reden tot zorg, zeker ook in combinatie met, en als gevolg van, de aanhoudend hoge stikstofdepositie. Door een imbalans in voedingsstoffen kan een overmaat aan stikstof ontstaan in planten. Dit wordt in de plant weggezet in de vorm van bepaalde aminozuren en NPN (stikstof in niet-eiwit vorm). Hierdoor ontstaat een imbalans in aminozuren, en een relatief tekort aan essentiele andere aminozuren. Verderop in de voedselketen blijft dit tekort bestaan (rups > koolmees > ) en zorgt uiteindelijk voor tekort in eieren van sperwers. Dit kan gedeeltelijk worden gecompenseerd door afbraak van spierweefsel, maar uiteindelijk leidt dit tot verminderd broedsucces. Zie oa. Burg, A.B. van den, 2006. The abundance of essential vitamins in food chains and its impact on avian reproduction. Acta Zoologica Sinica 52 (suppl.): 276-279. Dit onderzoek is nog in volle gang. Op dit moment denkt men dat het probleem ontstaat doordat planten een overmaat aan N verwerken door de aanmaak van nonprotein aminozuren. De herbivoor krijgt daarmee veel N binnen, maar kan daar weinig mee. Daardoor sterven rupsen voordat ze volgroeid zijn, en hebben een verminderde voedingswaarde voor de predator. Dit gaat de rest van de voedselketen door. Zie ook de recente OBN brochure Arme bossen verdienen beter
In bossen worden nutrienten continue hergebruikt en in een cyclus gehouden. Dit in tegenstelling tot de landbouw, waarbij ieder jaar een deel van de nutrienten wordt afgevoerd en weer moet worden aangevuld via bemesting. In bossen blijven nutrienten opgeslagen in hout en bodem. Het is echter niet zo dat daarmee de nutrienten ook in het systeem blijven. Er vindt altijd uitspoeling plaats, en met de oogst wordt een deel van de nutrienten afgevoerd. Het is dus de vraag of de bodemvruchtbaarheid wel op peil gehouden kan worden zonder bemesting. 5
Depositie zorgt voor aanvoer van nutrienten, die het systeem kunnen aanvullen. Voor stikstof is dit ongunstig (onder de huidige hoge depositiewaarden) maar ook de noodzakelijke basische kationen (Na, K, Ca en Mg) worden via depositie aangevuld. 6
Hoewel de aanvoer van nutrienten via depositie hoger is in naaldbos, is de afvoer van nutrienten door uitspoeling nog groter onder naaldbos. Dit is mede te wijten aan de verzurende werking van de naalden. Voor de nutrientenhuishouding is loofbos dus gunstiger dan naaldbos. 7
In de kringloop van nutrienten in het bos zijn verschillen aanwezig in de wijze waarop deze in kringloop worden gehouden. Mobiele nutrienten worden voor de bladval teruggetrokken uit het blad en opgeslagen in het hout voor hergebruik het volgende jaar. De immobiele nutrienten zijn ingebouwd in de celwanden, en komen weer vrij door afbraak van het blad waarna de bomen deze via de wortels weer kunnen opnemen. 8
Boomsoorten verschillen in de mate waarin ze nutrienten opnemen uit de bodem, en inbouwen in hun bladeren. De boomsoort bepaalt dus de aanwezigheid van nutrienten in de humuslaag en bodem. Dit wordt uitgewerkt in het boek Terug naar het Lindewoud. Het centrale idee is het verbeteren van de bodem middels soorten met goede strooiseleigenschappen. Het is niet bedoeld om op grote schaal linde aan te planten. 9
Drie verschillende boomsoorten op eenzelfde bodem laten de grote verschillen zien in bodemvegetatie. Dit is een indicatie van het effect van strooiselkwaliteit op humusvorming die weer verder doorwerkt in de vegetatie.. 10
De situatie onder boomsoorten met een relatief slechte strooiselkwaliteit. Basen worden in veel geringere mate opgenomen dan bij soorten met rijker strooisel, zoals Linde. Het strooisel bevat daarom ook minder basen, strooisel is resistenter voor afbraak en er worden meer humuszuren gevormd. Dit heeft twee effecten Basen spoelen uit de bovengrond en bodenfauna verarmt (vooral wormen) waardoor minder organische stof wordt omgezet in milde humus en de bovengrond minder gemengd wordt. Dit gaat gepaard met accumulatie van strooisel op het humusprofiel en toename afbraak door schimmels en toename humuszuren. Kortom het proces versterkt zichzelf. In bodems echter met een basenrijke bovengrond (kalkrijke klei of leem) en/of vochtnalevering van basenrijk grondwater zal zelfs onder Beuk dit proces niet op gang komen. Maar als er eenmaal beweging in dit proces zit zal het zichzelf versterken. Aanplant van soorten als Linde kan alleen dit proces doorbreken indien de basenbeschikbaarheid nog voldoende is voor een snelle groei van de Linde en een niet al te rigoureuze verarming van het aantal soorten bodemdieren zoals wormen. 11
Een typisch humusprofiel onder een beukenbos met slecht afbreekbaar strooisel. Er vindt stapeling plaats van humus op de bodem. 12
Ideale situatie onder soorten met rijk strooisel: De bomen (zoals Linde) voeren vanuit de ondergrond basen aan en voegt ze via strooiselvorming en snelle omzetting aan de bovengrond (bewortelingszone kruidlaag ) toe. Dit proces blijft doorgaan tot basenvoorraad in ondergrond is uitgeput. Deze basenvoorraad is afkomstig van het moedermateriaal en/of basenhoudend grondwater. Het grondwater mag daarbij niet voor anaerobe omstandigheden zorgen ondiep in het profiel. Gunstig zijn kleiig en lemig moedermateriaal (dubbel effect: hoge basenverzadiging van nature en hoge kationen uitwisselingscapaciteit; maw. grote, goed gevulde voorraadkast en goede nalevering van basenhoudend grondwater door goede capillaire werking die staat voor de aanvulling van de voorraad, maar met het nadeel van een geringere bewortelbaarheid door kleigehalte en/of hoge grondwaterstanden. In leemarme situatie: geringe basen voorraad en geringere capillaire nalevering van grondwater Voordeel goede bewortelbaarheid. Het leemarmere systeem is veel gevoeliger voor degradatie. 13
Onder Linde kan zich een mull profiel ontwikkelen, zonder stapeling van strooisel en goede doormenging van organische stof door een grote bodemactiviteit. 14
Bij een leemrijke bodem, zoals hier in het Meerdaalwoud (B), kan zelfs onder beuk een rijke voorjaarsflora blijven bestaan doordat de natuurlijke basenvoorraad en bodemactiviteit hoog genoeg is om verzuring tegen te gaan. 15
De vier belangrijke humusvormen op een rij. Let vooral op de dikte van de humuslagen die op de minerale bodem (A) liggen. 16
Nog eens alles samengevat: Door verschillen in strooiselkwaliteit ontstaan duidelijk verschillende humusvormen.
Een aantal soorten op een rij (Noord Amerika), waarin de strooiselkwaliteit leidt tot grote verschillen in aanwezige basen in de bovengrond. 18
Een overzicht van de strooiselkwaliteit van de belangrijkste boomsoorten in Nederland, uitgedrukt in afbraaksnelheid van het blad. Uiteraard is de uitindelike kwaliteit afhankelik van meerdere eigenschappen. Zoals te zien is Linde niet eens de beste strooiselproducent. 19
De opwekking van hernieuwbare energie in Nederland leunt zwaar op het verstoken van biomassa. Wat heeft dat voor consequenties? 20
Gebruik van biomassa voor energieopwekking neemt sterk toe... 21
...ook in Nederland... 22
... al blijft het nog steeds een druppel op de gloeiende plaat. 23
Cijfers van NUON: voor 30% van de stadsverwarming in Utrecht is de gehele houtbijgroei in SBB multifunctionele bosareaal nodig, zouden we het hout verstoken in biomassacentrales. 24
De concentraties en hoeveelheden (figuur) van nutrienten verschillen per component (blad, tak, stam). Er zit relatief veel in takken en bladeren, dus als die ook geoogst worden leidt dat tot een sterk vergrote afvoer van nutrienten. 25
Nogmaals de verdeling van nutrienten. Opvallend is hier het grote belang van schors in de totale nutrientenvoorraad. 26
Netto aan- en afvoer, en balansen van nutrienten bij verschillende oogstmethoden. Dep = depositie, Leach = uitspoeling, WTH = oogst van gehele boom, SBH = oogst stam en takken, SOH = oogst stam. 27
Overzichtskaart van Duitsland met daarin aangegeven welke bodems gevaar lopen voor bodemuitputting bij oogst stammen en takken. De kalkarme zandbodems lopen het grootste gevaar. 28
Voorraden in de bodem van K = kalium, Mg = magnesium, Ca = Calcium en P = fosfor. Hoe groter de stip, hoe groter de voorraad. 29
Een mogelijke remedie: het terugbrengen van houtas uit stookovens in het bos. Voor een goede werking moet de as wel worden gemengd met ander materiaal. 30
Naast de afvoer van nutrienten door oogst leidt bosverjonging via kapvlaktes tot versnelde uitspoeling van nutrienten. 31
Verzuring is het toenemen van de hoeveelheid H+ ionen in de bodemoplossing. De bodem is gebufferd tegen toename H+ doordat zuren worden uitgewisseld tegen andere positief geladen ionen zoals Ca, Mg en K, en als die op zijn Al en tot slot Fe (ijzer). Als de betreffende buffer leeg is daalt de ph, en stijgt de zuurgraad, met een sprong. 32
Wintereik en zomereik zijn gastheer voor rupsen grote en kleine wintervlinder. Bij een Ca gebrek in het blad krijgen koolmezen te weinig Ca binnen om goede eischalen te maken. Zo werkt verzuring door in het hele ecosysteem. 33
De verzuring van de bodem is een natuurlijk proces. Luchtverontreiniging heeft geleid tot een sterke versnelling van de bodemverzuring. Het is op dit moment nog niet geheel duidelijk hoe sterk dit effect is. De ondertitel bij deze slide is daarom waarschijnlijk wat te sterk aangezet. Maar het lijkt er wel op uit te komen dat de menselijk veroorzaakte verzuring een zeer versterkend effect heeft op het verdwijnen van natuurlijke bodemmineralen. 34
Steenmeel zou een oplossing bieden voor de versnelde verzuring. Het vult de bodemmineralen aan die door verzuring zijn verdwenen. Het is in feite een langzaam werkende meststof. Het idee heeft de laatste jaren een grote vlucht genomen, maar wordt tot nu toe vooral toegepast in de landbouw. Toepassing in bossen heeft nog niet plaatsgevonden, maar op dit moment worden in OBN-kader en bij Bosgroep Zuid Nederland experimenten opgezet. Meer daarover op www.steenmeel.info 35
36