Ontwikkeling van broekbossen Symposium, Ecologie en de praktijk Donderdag 13 maart 2014, Eindhoven Fons Smolders en Esther Lucassen B-WARE Research Centre Radboud Universiteit Nijmegen met dank aan Han Runhaar (KWR) en Ralf Verdonschot (Alterra)
Broekbossen zijn natte bossen en vormen een belangrijk element in zowel beekdalen als in laagveen- en kleigebieden
1. Laat laagveen-successie stadium met invloed van basenrijk en meestal ijzerrijk grondwater (ph > 5.5) 2. Sterke seizoenswisselingen in waterpeil (tot ± 40 cm): Grondwaterinvloed maar grote delen vallen van nature ook droog in de zomer. 3. Kenmerkende soorten: o.a. Zwarte els, Dotterbloem, Holpijp, Grote boterbloem, Slangewortel, Gele lis, diverse zeggensoorten waaronder Elzenzegge, Pluimzegge, Scherpe zegge, Cyperzegge, IJle zegge
Holpijp Dotterbloem Grote Boterbloem Slangenwortel
Typerend voor broekbossen is de afwisseling van natte en droge delen op korte afstand van elkaar. Ze worden gekenmerkt door een hoge biodiversiteit. Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
Structuurelementen in de vorm van stamvoeten van elzen en zeggenpollen, zoals hier in een broekbos langs de Strijper Aa (Leenderstrijp, NB), zijn essentieel voor terrestrische ongewervelden: ze doen onder andere dienst als droge overwinteringsplaats. Foto: Ralf Verdonschot. Lager gelegen delen in broekbossen bevatten vaak langdurig water, wat ze zeer geschikt maakt als habitat voor aquatische ongewervelden. Kromhurken, Bergeijk (NB). Foto: Ralf Verdonschot. Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
Beverdam in Koelbroek
Uit: SRE Milieudienst rapport Kempisch Erfgoed in Beeld Een regionale erfgoedkaart voor de Kempen- en A2 gemeenten: Bergeijk, Bladel, Eersel, Oirschot, Reusel-De Mierden, Waalre, Valkenswaard, Cranendonck en Heeze-Leende
Verdroging door ontwatering
Hoeveelheid regen/doorval (mm) 800 700 gekapt 600 500 gedund 400 300 200 ongedund 100 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Tijd (dagen)
inzijggebied kwelgebied Inzijggebieden voor het grondwater zijn vaak bebost (Smeetshof Kettingdijk).
Daling grondwaterstand Dominante groei van droogteresistente soorten als Braam, Hennegras, Brandnetel ten koste van de originele vegetatie
Overstroming van het Heuloërbroek, een broekbosgebiedje in het winterbed van de Maas. Foto: Esther Lucassen. Overstroming van de Keersop (Kromhurken, Bergeijk).
Processen die bepalend zijn voor de effecten van overstroming op de soortensamenstelling van ecosystemen. Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
Frequente inundatie met nitraatrijk beekwater leidt vaak tot verruiging met brandnetel met name in broekbossen zonder grondwaterinvloed
Vernatting Kaldenbroek: Permanent hoog opstuwen grondwater 1998 1999 1998
Sterfte van Elzen in Koelbroek na vernatting
Voor herstel van broekbossen is herstel van de hydrologie belangrijk.
Vorming van regenwaterlenzen onder invloed van inzijgend regenwater in goed ontwaterde broekbossen (A). Het basenrijke grondwater kan de bovengrond alleen bereiken wanneer een substantieel deel van het regenwater oppervlakkig wordt afgevoerd (B). Uit: Cirkel, 2014.
Grondwater is rijk aan Ca en Fe. Dit zorgt voor sterke binding van fosfaat in de vorm van Ca~P en Fe~P Sterke doorstroming van grondwater betekent continue afvoer (=geen accumulatie) van eventueel gemobiliseerde nutrienten
Elzen leven in symbiose met schimmels (Actinomycetes-soorten) die stikstof kunnen binden van stikstof uit de lucht. Deze levensgemeenschap bevindt zich in knolletjes aan de wortels. Calcium aangevoerd via het grondwater, voorkomt accumulatie van ammonium in het broekbos. Uit: Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Boedeltje G., Van den Munckhof P.J.J. & J.G.M. Roelofs. 2006. Groundwater input affecting plant distribution by controlling ammonium and iron availability. Journal of Vegetation Science 17: 425-434.
Onderzoek sturende factoren plantenverspreiding I Caltha palustris II Carex remota III Calla palustris IV Glyceria fluitans Uit: Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Boedeltje G., Van den Munckhof P.J.J. & J.G.M. Roelofs. 2006. Groundwater input affecting plant distribution by controlling ammonium and iron availability. Journal of Vegetation Science 17: 425-434.
Naar: Smolders A.J.P. et al. (2010). Biogeochemistry 98: 1-7. Uitspoeling van nitraat naar het grondwater zorgt voor sulfaatmobilisatie uit pyrietbanken (FeSx). Dit met sulfaat verontreinigd grondwater komt vervolgens in wetlands, waar het tot fosfaatmobilisatie en vervolgens eutrofiering kan leiden.
Vereenvoudigde weergave van de interacties tussen de ijzer-, fosfor- en zwavelkringloop.
Nitraatverrijking van het grondwater gaat ook gepaard met een verminderde ijzeraanvoer in Elzenbroekbossen Smolders, A.J.P., Lucassen, E.C.H.E.T., Bobbink, R., Roelofs, J.G.M. & L.P.M. Lamers (2010) How nitrate leaching from agricultural grounds provokes phosphate eutrophication in groundwater fed wetlands: the sulphur bridge Biogeochemistry 98: 1-7.
Stagnerend zonder sulfaat Uit: Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., van de Crommenacker, J. & Roelofs J.G.M., 2004. Effects of stagnating sulphate-rich groundwater on the mobility of phosphate in freshwater wetlands: a field experiment. Archiv für Hydrobiologie 160: 117-131. Stagnerend met sulfaat
Langdurig opstuwen sulfaatrijk grondwater: veldexperiment
Schematisch overzicht van de effecten van periodiek droogvallen op het trofieniveau van broekbossen. Droogval stimuleert de vastlegging van fosfaat in de bodem (boven, A) en de de afvoer van stikstof door nitrificatie van ammonium, gevolgd door denitrificatie (boven, B). Regelmatige droogval kan er op die manier aan bijdragen dat de beschikbaarheid van stikstof en fosfaat laag blijft (onder).
Spontane ontwikkeling van Elzenopslag op vernatte voormalige landbouwgrond: meestal eutroof karakter
Totaal-P (mmol/l) NO3 - -NaCl (µmol/l) 175 150 Landbouwgronden Elzenbroek 100000 10000 Landbouwgronden Elzenbroek 125 100 1000 75 100 50 25 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Olsen-P (µmol/l) 1 1 10 100 1000 10000 100000 NH 4 + -NaCl (µmol/l) Beschikbaarheid van nutriënten in de bodem toplaag (0-20cm) van landbouwgronden en Elzenbroek met goed ontwikkelde ondergroei (o.a. Carex spec, Caltha palustris) in Nederland (Dataset Onderzoekscentrum B-ware). Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
0-10 10-20 25-30 30-40 40-50 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 0-10 20-30 30-40 40-50 60-70 0-10 20-30 30-40 40-50 60-70 0-10 20-30 30-40 40-50 60-70 Totaal-P (mmol per liter bodem) 30 25 20 15 10 5 0 staverden staverden staverden staverden kieftskamp kieftskamp kieftskamp Totaal-P concentratie van bezande veenbodems gelegen in de buurt van Broekbosrestanten in beekdalen. De oranje balken geven de veenbodem weer, de donkergrijze balken de opgebrachte zandbodem. Uit : Runhaar J., Lucassen E.C.H.E.T., Smolders A.J.P., Verdonschot R.C.M. & Hommel, P.W.F.M. 2013. Herstel broekbossen. Directie Agrokennis, Ministerie van Economische Zaken, Rapport nr. 2013/OBN169-BE, Den Haag.
Verschralen/uitmijnen kan een aantrekkelijk alternatief zijn, echter: Kost tijd de mens is ongeduldig vereist lange termijn denken. Vernatting tussentijds niet mogelijk i.v.m P-mobilisatie en beheer/machines Diepere ondergrond wordt niet verschaald (> 30 cm). Fosfaat kan hier na vernatting worden gemobiliseerd indien bodem diep verzadigd is met P (bijvoorbeeld in kwelsituatie). 30cm verschraald verschraald verschraald P-arm P-rijk P-arm kwelsituatie P-rijk P-arm inzijging
Hydrologische maatregelen die tot meer aanvoer van grondwater tot in maaiveld leiden. Uitbreiding broekbos rondom bestaande broekbosrestanten na verwijderen van de toplaag met voedselrijke toplaag. Vernatting en landbouw is niet altijd een goede combinatie. Alternatief natte bosbouw: productie elzenhout. Verschralen (uitmijnen) door bosbouw? Omvorming dennenbossen naar open heide.
Zwarte els wordt reeds lang geteeld omwille van snelle groei, de mogelijkheid om in natte omstandigheden te kunnen overleven en de stikstoffixatie. De bladeren van de els zijn ook een voedermiddel voor rundvee en geiten. Elzen werden vroeger vaak aangeplant om rivieroevers en wegbermen te stabiliseren, maar brengen ook goed brandhout voort. Het loof en de schors bevatten looistoffen en antrachinonen. Ze hebben een samentrekkende werking en worden toegepast in de natuurgeneeswijze tegen koorts en verkoudheden.
Beek Stoppen drainage: natte bosbouw/landbouw Bestaand broekbos(restant) Uitbreiding broekbos
Dank voor Uw aandacht!???