Verzuring van bosbodems: oorzaken, gevolgen en herstelmaatregelen Wim de Vries, Anjo de Jong, Rein de Waal, Popko Bolhuis (Alterra) Roland Bobbink, Maaike Weijters (B-WARE) Arnold van den Burg (St. BioSFeer)
Inhoud Aanleiding onderzoek Herbemonstering eikenopstanden bodemverzuring Factoren die een rol spelen bij eikensterfte Experimenteel veld onderzoek naar effecten van steenmeel op bodemchemie, bosvitaliteit en bodemecologie
Aanleiding Op veel plaatsen achteruitgang van vitaliteit en groei en sterfte van zomereik geconstateerd op arme zandgronden In die eikenbossen is o.a. sprake van een mineralenonbalans die doorwerkt in de voedselketen. Achteruitgang van vitaliteit en sterfte treedt met name op in perioden van droogte en insectenvraat.
Onderzoeksvragen Is in de afgelopen 25 jaar de bodem onder eiken verder verzuurd of niet en zo ja: wat is de hoofdoorzaak? In welke mate speelt onbalans tussen N, P, Ca, K en Mg een rol in vitaliteit zomereik op arme droge zandgrond? Door welke (combinatie van) slow release mineralengift (en) kan in sterk aangetaste zomereiken opstanden de nutriëntenonbalans en daarmee (hopelijk) ook de vitaliteit worden hersteld? de negatieve invloed in de voedselketen en op de biodiversiteit worden teruggedraaid?
Afname verzurende depositie 1990-2015
Overzicht van 16 eikenopstanden die zowel in 1990 als 2015 zijn bemonsterd
Herbemonstering 16 opstanden (destijds geselecteerd op 1km gridpunten)
2015 2015 Resultaten herbemonstering strooisellaag CEC %Buit 400 100 350 300 80 250 200 150 60 40 100 50 20 0 0 0 100 200 300 400 0 50 100 1990 1990 De CEC (in meq/kg) in strooisellaag is gedaald en dat geldt ook voor de basenverzadiging
2015 2015 Resultaten herbemonstering minerale bovengrond (0-30 m) CEC %Buit 100 80 60 50 60 40 40 20 30 20 10 0 0 50 100 0 0 20 40 60 1990 1990 De CEC (in meq/kg) in minerale grond is iets gedaald en dat geldt nog veel meer voor de basenverzadiging
de basen verzadiging op de Veluwe bijna overal <20%
Bijdrage N en S depositie aan verzuring Element concentraties in bovengrond (0-30cm) en ondergrond (60-100 cm) van 150 bosopstanden in 1990 Element Mediaan concentratie in (meq/l) bovengrond ondergrond Al 0.64 0.59 Ca 0.44 0.38 Mg 0.25 0.23 K 0.20 0.10 NO 3 0.53 0.48 SO 4 0.99 1.1 Bijdrage S aan verzuring is relatief groter dan op basis S depositie: ca 1/3 deel
Bodemverzuring: het probleem Afname basische kationen (Ca, K, Mg) aan het bodemcomplex en dus minder beschikbaar Jarenlange versnelde verwering -> afname bodemmineralen met K,Ca & Mg Toegenomen beschikbaarheid vrij Al & soms Fe (is wel afgenomen door minder depositie) Met herstelmaatregelen deze knelpunten wegnemen: steenmeelgift (terugbrengen verweerde mineralen en herstel buffering) zonder bodemverstoring (plaggen) (Bobbink et al. 2017 Landschap)
Achteruitgang Eikenbossen en verzuring Eikenbomen met verlaagde vitaliteit hebben minder basische kationen in hun bladeren (Lucassen et al 2014b; Van den Berg et al. 2014), en soms hoge N-concentraties (Van den Burg et al. 2014; Van den Berg et al. 2014). Verminderde vitaliteit en verhoogde sterfte van eiken wordt vaker aangetroffen op bodems met lage concentraties aan uitwisselbare basische kationen (K, Ca en/of Mg) (Lucassen et al 2014a &b; Van den Berg et al. 2014; Oosterbaan et al. 2014,2015)
Verband aantasting zomereik en bladgehalten Ca, Mg, K Lucassen et al. 2014
Bladchemie (Mg en chlorofyl) van aangetaste en vitale Zomereik b b b b a a Lucassen et al. 2014
Sterfte in plot (%) Verband sterftecijfer zomereik en K-gehalte bodem (Vughtse heide) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 R² = 0.6616 0 2000 4000 6000 8000 10000 Kalium in de bodem (µmol/kg d.s.) Vaak ook lager: Ca, Mg, (P) & Mn Van den Berg et al. 2014
Effecten stikstof en verzuring in relatie tot achteruitgang Eikenbossen
Veldonderzoek naar effecten steenmeel op bodemchemie en bosvitaliteit Locaties Mastbos en Hooge Veluwe op basis van: Vitaliteit (wel sterfte, maar niet te veel) Oppervlakte (minimaal 1 ha), Homogeniteit en stamtal (minimaal 3 bomen op are). Medewerking beheerder. Hoge Veluwe: heeft al proeven op heide en wil ook in bossen. Mastbos: enthousiast, willen ook graag experiment in Liesbos. Additioneel: in beide bossen zal ook bodemecologisch onderzoek gaan plaatsvinden
De locaties Hooge Veluwe Mastbos
Steenmeel 16 februari 2011 en grove maling 20
Aanleg experiment 2 locaties 3 behandelingen 3 herhalingen per behandeling en locatie Plots 30 x 30 m 5 m tussenafstand enkele afwijkingen hiervan door ruimtegebrek in opstanden: 1 plot van 25 x 36 m soms minder dan 5 m tussenafstand
30 m Proefopzet 30 m Controle Slow release gift 1 Slow release gift 2 Cofinanciering?
Mineralen giften Bemest met Eiffelgold of Lurgi: beiden 10 ton / ha.
Uitstrooien steenmeel Proefvakken zijn uitgezet, behandelingen zijn per toeval toegewezen aan de proefvlakken. Bodemchemie is gemeten voor toediening steenmeel (nulmeting). Op de Hooge Veluwe handmatig opgebracht (met studenten van een groenopleiding). Machinaal opbrengen was onwenselijk i.v.m. risico op insporing. In het Mastbos opgebracht met behulp van een trekker en lokale loonwerker.
Uitstrooien steenmeel
Metingen Metingen bij start (2016) en in 2017 en 2018: Groei en vitaliteit, insecten- en schimmelaantasting (10 dominante bomen per plot). Bladchemie (mengmonster bladeren aan 3 dominante bomen): C, N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Mn, Mo, Fe, B, Al. Bodemchemie: (mengmonster van 3 boringen voor de lagen 0-20 cm en 20-40 cm): CEC en basen-verzadiging NH 4, NO 3, SO 4, Cl, H 2 PO4, K, Ca, Mg, Na, Al, Fe, Zn, Mn. Metingen in alleen 2018 Bladgroenontwikkeling en insectenvraat Mineralisatiesnelheid, ectomycorrhizabezetting, ratio bacteriën/schimmels en functionele groepen mesofauna
Effecten mineraalgiften: modelberekeningen 0 ton steenmeel 10 ton steenmeel 20 ton steenmeel Afname ph en basenbezetting Basenbezetting stijgt tot ca 40 % en ph met ca 0.2 eenheid. Daling na ca 10 jaar Basenbezetting stijgt tot ca 95 % en ph met ca 0.8 eenheid. Daling na ca 25 jaar
Partners Funders BG commissie
Vragen?
Steenmeel toepassingen Korte stand van zaken lopend onderzoek Maaike Weijters & Roland Bobbink
Lopende onderzoeken Herstel verzuurde droge en natte heide (zonder plaggen!) Combineren steenmeel met P (droge heide 10-20 jaar geleden geplagd) Effect Dosering + maling (droge heide) Systeemherstel verzuurde systemen NP Hoge Veluwe, Regte heide en Sallandse heuvelrug (hectare-schaal) Herstel droge heischrale graslanden Herstel arme Loofbossen ( Eikensterfte ) Plantgat bemesting
Uitwisselbaar Al (umol/kg bodem) ph NaCl Strabrecht, na 2 jaar 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 4000 * * Controle Dolokal Biolit 100 Biolit 200 Lavagruis Lurgi 3000 2000 1000 0 * * * * * Controle Dolokal Biolit 100 Biolit 200 Lavagruis Lurgi
Basenverzadiging UItwisselbaar (%) K (mmol/kg bodem) Basenverzadiging (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 1,5 10 0 1,0 100 90 80 70 0,5 60 50 40 30 0,0 20 10 Strabrecht Controle Dolokal Biolit 100 Biolit 200 Lavagruis Lurgi Veluwe droge heide Controle Dolokal Biolit 100 Biolit 200 Lavagruis Lurgi
Steenmeel het Ei van Columbus? Nog weinig ervaring in natuurgebieden dus monitoring lopende en toekomstige toepassingen is heel erg belangrijk Afhankelijk van uitgangssituatie, maatwerk en kostbaar (2000-5000 euro/ha), doe dus eerst vooronderzoek! Nog in ontwikkeling, gezocht wordt naar duurzame materialen, verschillende malingen, combinaties van stoffen: kortom wat is waar het meest effectief..
Steenmeel het Ei van Columbus? Geen op zichzelf staande oplossing voor alle problemen. Combineren met optimaal beheer, veelal na herstel abiotiek toevoer planten en dieren nodig Maar eerste resultaten zijn zeker positief, en er zijn geen negatieve effecten gemeten! Het probleem is urgent, en actie om verder verlies van soorten tegen te gaan is noodzakelijk!! N-depositie moet zeker ook omlaag!
Partners Funding
Dank voor uw aandacht