project

Effectiviteit van stikstof-mitigerende maatregelen in droge habitats

Expert(s):
drs. Camiel Aggenbach, dr. Edu Dorland

  • Startdatum
    01 jan 2018
  • Einddatum
    01 jun 2021
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam Centre for Ecology and Hydrology, Environment Centre Wales

In Nederland hebben laagproductieve habitattypen hebben al decennia te lijden van hoge stikstofdepositie. Voor het behoud en herstel van deze laagproductieve habitattypen worden stikstof-mitigerende maatregelen toegepast. In dit BTO-onderzoek is de effectiviteit onderzocht van twee veel toegepaste maatregelen: instuiving van kalkrijk zand op droge duingraslanden en plaggen van droge heiden. Het onderzoek vond zowel plaats in Nederland als in het Verenigd Koningrijk.

Bij instuiving van kalkrijk zand is geen gunstig effect op de beschikbaarheid van stikstof waargenomen, maar wel op de vegetatie. Plaggen resulteert in een sterke verlaging van de netto stikstof-mineralisatie en vrijwel alle aangevoerde stikstof uit de lucht wordt geaccumuleerd door micro-organismen. Op termijn kan bij de opbouw van nieuw strooisel weer meer stikstof-mineralisatie optreden. Daarnaast zorgde plaggen niet voor herstel van droge heidevegetatie. In het Nederlandse onderzoeksgebied leidde plaggen tot ongewenste dominantie van het grijs kronkelsteeltje (Campylopus introflexus): een invasieve en stikstof-minnende mossoort.

Veldonderzoek in duin- en heidegebieden

Een hoge atmosferische stiktofdepositie is in Nederland een onopgelost milieuprobleem. Het leidt onder meer tot sterke opeenhoping van stikstof in de bodem, uitspoeling van stikstof naar het grondwater en verlies van kenmerkende plantensoorten. Dit heeft sterk negatieve effecten op het voorkomen en de kwaliteit van nutriëntenarme habitattypen zoals binnenlandse zandgronden (H4030) en kustduinen (H2130).

Het Programma Aanpak Stikstof (PAS) beoogt in ons land stikstof-gevoelige habitattypen in Natura 2000-gebieden te beschermen. Enerzijds gebeurt dit door geleidelijke vermindering van stikstofdepositie, anderzijds zijn specifieke mitigerende maatregelen nodig om ervoor te zorgen dat bij hoge stikstofdepositie de habitattypen in deze gebieden behouden blijven en zich zo nodig kunnen herstellen.

Bij mitigerende maatregelen gaat het vaak om ‘reguliere’ beheermaatregelen voor ecologisch herstel, waarvan de mitigerende werking beperkt is onderbouwd met wetenschappelijk onderzoek. Als natuurbeheerders en uitvoerders van PAS-maatregelen hebben de Nederlandse waterbedrijven behoefte aan meer zekerheid over de effectiviteit van mitigerende maatregelen. Daarom is hier in twee droge habitattypen onderzoek naar gedaan.

Links: het gemiddeld aandeel mossoorten in duingraslandplots zonder (C) en met instuiving (S) van kalkrijk zand in Nederland (NL) en Wales (W). In Nederland is het aandeel van duinklauwtjesmos hoger in plots met instuiving, in Wales dat van smaragdmos. Beide zijn basenminnende soorten. Rechts: het gemiddeld aandeel mossoorten in heideplots zonder (C) en met plaggen (P) in Nederland (NL) en Engeland (E). In Nederland leidt plaggen tot een dominantie van grijs kronkelsteeltje, terwijl na plaggen in Engeland heideklauwtjesmos en bronsmos overheersen.

Meten bij hoge en lage stikstofdepositie

Van twee veel toegepaste mitigerende maatregelen is de invloed onderzocht op stikstofhuishouding en vegetatie. Het gaat om het stimuleren van instuiving van kalkrijk zand in droge duingraslanden en om het verwijderen van de organische toplaag (plaggen) van droge heiden. In Nederland en het Verenigd Koninkrijk zijn in vier gebieden plots geselecteerd met en zonder de genoemde maatregelen.

In Nederland betrof dit een duingebied met hoge stikstofdepositie en een heidegebied met een zeer hoge historische stikstofbelasting. In het Verenigd Koningrijk werden plots onderzocht in een duingebied met juist een lage stikstofdepositie (Wales) en in een heidegebied met een minder hoge historische stikstofbelasting (England).

De bodemvariabelen die deel uitmaakten van het onderzoek zijn: afbraaksnelheid van organische stof, stikstofhuishouding (voorraden, mineralisatie, uitspoeling), productiviteit en soortensamenstelling van de vegetatie. De metingen zijn geanalyseerd op effecten van de maatregelen en stikstofdepositie.

Depositie, uitspoeling naar het grondwater en de hoeveelheid stikstof die vrijkomt bij afbraak van organische stof (mineralisatie) in duingrasland zonder (C) en met instuiving (S) van kalkrijk zand in Nederland (NL) en Wales (W) en in droge heide zonder (C) en met (P) plaggen in Nederland (NL) en Engeland (E).

Variabele effectiviteit

Geen van beide mitigerende maatregelen leiden tot een lagere beschikbaarheid van stikstof en hebben dus geen gunstig effect op de stikstofhuishouding.

Instuiving van kalkrijkzand in droge duingraslanden leidt niet tot een lagere voorraad organisch stofgehalte en stikstof. De afbraak van organische stof neemt toe, maar stikstofmineralisatie niet. Wel zorgt instuiving voor minder verzuring (verhoging bodem-pH). De soortenrijkdom verandert niet, maar de vegetatie herstelt wel door bevordering van kalkminnende soorten.

Plaggen van droge heiden zorgt voor een lagere voorraad van organische stof, totaal-stikstof, ammonium, nitraat en fosfaat en voor een licht verhoogde pH. De netto stikstof-mineralisatie en uitspoeling van stikstof naar het grondwater dalen tot vrijwel nul. Dit betekent dat de hoge stikstof-aanvoer uit de lucht volledig wordt geaccumuleerd in de bodem. In ongeplagde heide treedt wel netto stikstof-mineralisatie en -uitspoeling op.

Op kortere termijn (12-20 jaar) leidt plaggen tot een lagere beschikbaarheid van stikstof, maar na verloop van tijd bouwt zich veel stikstof in de strooisellaag op en neemt de mineralisatie hiervan toe. Daarnaast zorgt plaggen niet voor een toename van de soortenrijkdom, wel voor een hoge bedekking van struikheide. Op de Nederlandse onderzoekslocatie overheerst in geplagde plots het grijs kronkelsteeltje (Campylopus introflexus): een stikstof-minnende en invasieve mossoort. In de Engelse onderzoekslocatie worden de geplagde delen gedomineerd door heideklauwtjesmos (Hypnum jutlandicum) en bronsmos (Pleurozium schreberi), die veel voorkomen in goed ontwikkelde, oude heide.

Mini-exclosures voor het meten van de productiviteit van de vegetatie in de Amsterdamse Waterleidingduinen.