Post on 10-Jan-2016
description
Wel of niet ingrijpen?Onderzoek naar verbanden tussen
bodemvormende processen, vegetaties en nutriënten
Annemieke Kooijman
Institute for Biodiversity and Ecosystem dynamics, UvA
Behoud biodiversiteit of bodem?
• rare vraag– het is niet of-of (?)
• kan kloppen– soms keuzes maken
• in alle gevallen: – voor goede afweging:
hoe werkt het systeem
Inhoud – bodemvorming of biodiversiteit?
• belang van strooiselkwaliteit • moet je wel kiezen?
– N-beschikbaarheid hogerin zure bodem
• helpt verschralingsbeheer wel?
– N-depositie (alleen) probleem als P-beschikbaarheid hoog is
• vergrassing• versnelde successie
– wat kun je hieraan doen?
Bodemvorming of biodiversiteit?
Haagbeuk: hogere biodiversiteit
4 5 6 7
pH Ah
0
10
20
30a
an
tal s
oo
rte
n in
on
de
rgro
ei
Beuk
Haagbeuk
Beuk: zuurdere bodem
4 5 6 7
pH Ah
0
10
20
30a
an
tal s
oo
rte
n in
on
de
rgro
ei
Beuk
Haagbeuk
• hoe meer Haagbeuk– hoe minder
overblijvend strooisel
• hoe meer Beuk– hoe meer
overblijvend strooisel
percentage Haagbeukstrooisel
1.0
2.0
3.0
4.0
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
log
ect
org
anic
rem
ain
ing
(g
/m2)
percentage Beukenstrooisel
1.0
2.0
3.0
4.0
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80
log
ect
org
anic
rem
ain
ing
(g
/m2)
• na 4-5 mnd
• in het lab– Haagbeuk
voor de helft weg
• in het veld– Haagbeuk
helemaal opgegeten
• ook in standplaats Beuk
litter breakdown in the laboratory
0
50
100
150
Hornbeam litter Beech litter
% w
eig
ht
rem
ain
ing
Hornbeam plots
Beech plots
litter breakdown in the field
0
50
100
150
Hornbeam litter Beech litter
% w
eig
ht
rem
ain
ing
Hornbeam plots
Beech plots
• Beuk:
• lagere pH• meer kleiuitspoeling
– lagere bulkdichtheid
– meer kleine aggregaatjes
– diepere argic B
0.6
0.8
1
1.2
Haagbeuk Beuk
g/c
m3
bulk density
0
10
20
30
40
50
Haagbeuk Beuk
% kleineaggregaatjes
0
5
10
15
20
25
Haagbeuk Beuk
cm diepte B
Bodem onder Beuk is droger
4 5 6 7
pH
20
30
40
50
60
70m
ois
ture
co
nte
nt
(% v
olu
me)
Keuper forests
hornbeam
beech
Na hevige regen
• Haagbeuk– hoge waterstand
– oppervlakkige afstroming en erosie
– tegengaan vorming luvisol
• Beuk– lage waterstand
– verder verzuring
– versterking luvisol
Haagbeuk
-40
-30
-20
-10
0cm
on
der
maa
ivel
d
w ater
droog
Beuk
-40
-30
-20
-10
0
cm o
nd
er m
aaiv
eld
w ater
droog
Bodemvorming of biodiversiteit?
• Beuk– minder lekker strooisel
– meer verzuring en kleitranslocatie
• sterke bodemvorming
• geringe biodiversiteit
• Haagbeuk– lekker strooisel
– minder verzuring, meer bodemvocht
• hoge biodiversteit
• geringe bodemvorming
Bodemvorming en biodiversiteit?
• Haagbeuk gekoppeld aan Beuk– water, klei en basen afkomstig van
standplaats Beuk
• verhoging totale biodiversiteit– kleinschalige patronen
– bodemfauna?
• waarom zou je keuze maken?– nu je weet hoe het werkt
Hoge N-beschikbaarheid in zure bodem
• Afname netto N-mineralisatie met pH
net N-release per unit C respired
0
20
40
60
80
acid sandy acid loamy neutral loamy calcaric loamy
mg
N/ g
C mineraltopsoil
organiclayer
netto N-mineralisatie duinen
0
5
10
15
pH 3 pH 4 pH 7
g N
/m2
Hoge pH: hoge bruto N-mineralisatie
acid calcaric
net N-mineralization (g m-2) 3.3 0.9
gross net N-mineralization (g m-2) 5.0 7.3
microbial growth efficiency (%) 15 32
microbial immobilization (%) 33 88
microbial immobilization (g m-2) 1.7 6.4
Maar lage netto N-mineralisatie
acid calcaric
net N-mineralization (g m-2) 3.3 0.9
gross net N-mineralization (g m-2) 5.0 7.3
microbial growth efficiency (%) 15 32
microbial immobilization (%) 33 88
microbial immobilization (g m-2) 1.7 6.4
Door hoge microbiële N-behoefte
acid calcaric
net N-mineralization (g m-2) 3.3 0.9
gross net N-mineralization (g m-2) 5.0 7.3
microbial growth efficiency (%) 15 32
microbial immobilization (%) 33 88
microbial immobilization (g m-2) 1.7 6.4
Hoge N-mineralisatie in zure bodem?
Low pH high pH
Zöttle 1960 deciduous forest 100% 21%spruce forest 100% 44%
Davy and Taylor 1979 Beech forest 100% 26%
Verhoeven and Arts 1987 fens 100% 32%Verhoeven et al. 1988 fens 100% 17%Verhoeven et al. 1990 fens and bogs (10 cm) 100% 81%
fens and bogs (25 cm) 100% 27%
Veer 1997 dune grasslands 100% 38%
Kooijman and Besse 2002 dune grasslands 100% 20%
Schimmel/bacteria ratio– hoe meer
schimmels
– hoe hoger de netto N-mineralisatie
0.00 0.10 0.20 0.30
fungal/bacterial ratio
-20
0
20
40
60
80
Net
N-m
iner
aliz
atio
n pe
r un
it C
res
pire
d
fresh litter
organic layer
mineral topsoil
Vervelende implicatie
• In zure bodem
• geringe microbiële N-behoefte– sterk effect N-depositie
– extra veel N voor vegetatie
– als strooiselinput toeneemt: sterke toename N-mineralisatie
kalkhoudende bodem
0
4
8
12
16
0 2 4 6 8
N in biomassa (g/m2)
N-m
iner
alis
atie
(g
/m2)
zure bodem
0
4
8
12
16
0 2 4 6 8
N-m
iner
alis
atie
(g
/m2)
Verschralingsbeheer en N?
• In kalkhoudende bodem– lagere strooiselinput
– geen effect• goed voor lichtbeschikbaarheid
• In zure bodem– lagere strooiselinput
– afname N-mineralisatie• afname biomassaproductie
zure bodem
0
4
8
12
16
0 2 4 6 8
N-m
iner
alis
atie
(g
/m2)
kalkhoudende bodem
0
4
8
12
16
0 2 4 6 8
N in biomassa (g/m2)
N-m
iner
alis
atie
(g
/m2)
Belang van P
• N-depositie geen probleem als P beperkende factor is
• Bij hoge P-beschikbaarheid:– verruiging
– versnelde successie
P-arm duingrasland: geen probleem
• Kalkrijke bodem• IJzerrijke, zure bodem
• P vastgelegd– calciumfosfaat– ijzerfosfaat
– P slecht beschikbaar voor de plant– geen effect N-depositie
P-rijk duingrasland
– Wadden district• weinig ijzer
• geen P-fixatie in zure bodem
• hoge P-beschikbaarheid
– goede benutting N-depositie
– snelle vergrassing
Waddendistrict
Reno-dunaaldistrict
1992
open dune grassland
heathland
tall grass-vegetation
P-'mineralisatie'
0
100
200
300
400
500
Reno-dunaal
Wadden
P-m
ine
ralis
ati
e (
mg
/m2
ap
ril-
ok
tob
er)
P-rijk duingrasland
• van kalkrijke naar ondiep-ontkalkte duinen
• oplossing calciumfosfaat– P beschikbaar voor
vegetatie
– vergrassing en verruiging
P-mineralization
0
50
100
150
200
calcaric decalcif ied
mg
/m2
mo
nth
mineral P in upper 25 cm (g/m2)
0 5 10 15 20 25
R-calcaric
R-decalcif ied
Versnelde successie
• Atmosferische depositie van zuur en N
– extra verzuring• extra oplossing calciumfosfaat
– extra N-depositie• verhoogde biomassaproductie
• versnelde verzuring van de bodem
• verhoogde P-beschikbaarheid etc...
Atmosferische depositie
Bodem verzuring
Verruiging vegetatie
P N
N/P
P-arm trilveen: geen probleem
• geen benutting N-depositie• Schorpioenmos sterke soort
– brede range in kalkgehalte
– sterk competitief
– kan verzuring tegengaan
– zoland er aanvoer van kalkrijk water is
– trilveen stabiel
PO4 (mg/l) 0 0.5 1 1.5 2
all data
S. scorpioides
C. cuspidata
P-rijke trilvenen: allemaal verzuurd
– NW-Overijssel
• (nog) P-arm• (nog) in goede
conditie
– Vechtplassen
• P-rijk
• lage N/P ratio
• allemaal verzuurd
N/P ratio of higher plants
0 5 10 15 20 25
S. scorpioides
S. subnitens
C. cuspidata
S. squarrosum
P-rijk trilveen: versnelde successie
• Hoge N en P-beschikbaarheid• snelgroeiende veenmossen
– tolerant voor kalkrijk water
– hoge groeisnelheid onder eutrofe condities
– hoge verzuringscapaciteit
acidification capacity
-2 -1 0 1 2 3
Herstelmaatregelen?• verschralingsbeheer
– geen herstel P– geen herstel pH
• vasthouden water in de winter– niet doen– overstroming trilvenen– wel herstel
basenverzadiging– maar ook:
accumulatie van P
P-input and output in NW-Overijssel
0
10
20
30
40
50
60
input output
ton
P/y
ear
summer
w inter
PO4-content Kalenbergergracht
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
jan feb mrt apr mei jun jul aug sep okt nov dec
mg
/l
1998
1999
2003
Opnieuw beginnen?
• Inderdaad keuze tussen biodiversiteit en schade aan bodem
• nieuwe petgaten• stimuleren verstuiving
– maar het hoeft niet overal
En het kan ook weer wat opleveren
– Dank u voor uw aandacht