project

Herstel van droge duingraslanden na stikstofdepositie

Expert(s):
drs. Camiel Aggenbach, dr.ir. Ruud Bartholomeus

  • Startdatum
    01 jan 2012
  • Einddatum
    01 mrt 2013
  • Opdrachtgever
    DPWE
  • samenwerkingspartner(s)
    Institute for Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam Centre for Ecology and Hydrology, Environment Centre Wales

In het beheer en herstel van droge duingraslanden kampen duinwaterbedrijven met grote uitdagingen. Als gevolg van stikstofdepositie en daarmee samenhangende extra accumulatie van stikstof in de bodem, neemt de ecologische kwaliteit van deze graslanden sterk af. Bij minder stikstofdepositie zou de soortenrijkdom zich weer kunnen herstellen. De vraag is echter of decennialange ‘bemesting’ met stikstof de bodem niet sterk heeft veranderd, wat dit herstel in de weg staat. In dit onderzoek is gekeken naar de rol van organische stof op de stikstofbeschikbaarheid in de bodem en de relatie hiervan met de biodiversiteit van droge duingraslanden. Daarmee kan beter worden ingeschat wat de herstelbaarheid van deze bijzondere biotoop is en welke strategie hiervoor moet worden ontwikkeld. Veldonderzoek in de Luchterduinen heeft aangetoond dat kleinschalige verstuiving met afzetting van kalkrijk zand op een oude bodem een geschikte maatregel is voor snel herstel van soortenrijk duingrasland. Wel moet in de beheerplanning rekening worden gehouden met de lange ontwikkeltijd van duingraslanden, die wel decennia kan duren.

Duinviooltjes in een kalkrijk duingrasland.

Dilemma voor natuurbeheer

Vanuit de nationale en EU-regelgeving (Natura 2000) hebben duinwaterbedrijven een grote opgave in het beheer en herstel van droge duingraslanden. De afgelopen decennia is de ecologische kwaliteit van deze graslanden sterk afgenomen: ze vergrassen en er treedt struweelvorming op. Duingraslanden ontwikkelen zich op verstoven zandbodems, waarin zich na stabilisatie organische stof opbouwt. Als gevolg van stikstofdepositie uit de lucht kan zich extra stikstof opeenhopen, wat leidt tot meer productie van biomassa of een grotere opbouw van organische stof in de bodem en dus stikstof. Neemt de stikstofdepositie af, dan zou herstel kunnen optreden naar soortenrijke graslanden. De vraag is echter of decennialange bemesting met stikstof de bodem niet sterk heeft veranderd. Zo zou in oude duinbodems sprake kunnen zijn van een hysterese (‘blokkade’)-effect door extra stikstofaccumulatie, wat gevolgen zou kunnen hebben voor herstelmaatregelen van duingraslanden. Met natuurherstelmaatregelen zoals het verwijderen van de humeuze bodemtoplaag en het bevorderen van verstuiving zou de stikstof-erfenis kunnen worden opgeruimd. Deze maatregelen kunnen echter nadelig zijn wanneer een hoge biodiversiteit van duingraslanden gebonden is aan oudere stadia met een humeuze bodem. Om dit dilemma voor de natuurbeheerder op te lossen is gekeken naar de rol van organische stof op de stikstofbeschikbaarheid en de relatie daarvan met de biodiversiteit van droge duingraslanden. Doel van het onderzoek was een beter inzicht in de herstelbaarheid van duinengraslanden en het ontwikkelen van een effectieve herstelstrategie.

Een oud, soortenrijk duingrasland in de Middelduinen.

Terugkijken in het verleden

Het onderzoek beantwoordt de vraag of een langdurige hoge stikstofdepositie geleid heeft tot extra accumulatie van organische stof en stikstof in de bodem van duingraslanden en of dit een belemmering is voor herstel. Tevens is gekeken hoe de soortenrijkdom en -samenstelling van de vegetatie samenhangt met de opbouw van organische stof en stikstof gedurende de ontwikkeling van de bodem. Het onderzoek bestond uit veldonderzoek in de Luchterduinen. In dat gebied is een tijdreeks gereconstrueerd door plekken uit te zoeken waarvan de bodem varieerde in ouderdom (0 tot 97 jaar). De resultaten zijn vergeleken met die van met een soortgelijk onderzoek in Newborough in NW-Wales, waar de stikstofdepositie altijd laag is geweest en het klimaat vergelijkbaar is. Naast een beschrijving van de tijdreeksen, is met dynamische modellering van de bodem en vegetatie geanalyseerd hoe de verhoogde stikstofdepositie heeft doorgewerkt op de accumulatie van koolstof en stikstof.

Effecten van successie en stikstofdepositie

Duinbodems accumuleren tussen 10 en 40 jaar de meest koolstof en stikstof, daarna vlakt de toename af. Deze toename gaat gepaard met een toename in soortenrijkdom van de vegetatie. In kalkrijke bodems blijft de soortenrijkdom daarna hoog, terwijl deze in minder kalkrijke bodems door verzuring weer afneemt. Een hoge stikstofdepositie zorgt daar niet voor een versnelde accumulatie van stikstof. De afwezigheid van zo’n effect hangt sterk samen met onderdrukking van biologische stikstoffixatie bij een sterke toevoer van minerale stikstof. Door de afwezigheid van een stikstoferfenis van een hoge depositie in kalkrijke duingraslanden, is het niet nodig om voor herstel de organische bodemtoplaag te verwijderen. In tegendeel: een humeuze bodem is juist gunstig voor de soortenrijkdom van zulke duingraslanden. In het natuurbeheer dient daarom terughoudend te worden omgesprongen met het verwijderen van oude bodems. In de Luchterduinen is wel, sneller dan in Wales, sterke verzuring van de bodemtoplaag opgetreden. De verzurende werking van stikstofdepositie heeft hieraan bijgedragen. Kleinschalige verstuiving met afzetting van kalkrijk zand op een oude bodem is dan een geschikte maatregel voor snel herstel van soortenrijk duingrasland. De bodem blijft intact en de basenrijkdom wordt verhoogd. Door de ontwikkeltijd van decennia voor soortenrijke duingraslanden vergt herstel van duingraslanden een beheerplanning op die tijdschaal. Dit geldt ook voor mitigerende maatregelen tegen een hoge stikstofdepositie.

Trends van koolstof en stikstof in gereconstrueerde tijdreeksen van de Luchterduinen (hoge N-depositie) en Newborough (lage N-depositie).

 

Trends van koolstof en stikstof in gereconstrueerde tijdreeksen van de Luchterduinen (hoge N-depositie) en Newborough (lage N-depositie).