Langetermijnveranderingen in vennen door afname verzuring, klimaatverandering en beheer Herman van Dam, Adviseur Water en Natuur Adrienne Mertens, Grontmij
Vennen • Ondiepe meertjes, oorspronkelijk (matig) voedselarm • Zandige tot lemige ondergrond • Fluctuerend waterpeil • Geheel of grotendeels gevoed door regenwater • Karakteristieke levensgemeenschap
● = ven
Veel biologische kwaliteitselementen met karakteristieke soorten
Fauna zoöplankton
Macrofyten zaadplanten
mossen
kranswieren draadwieren
macrofauna
amfibieën
Fytoplankton en fytobenthos sieralgen
libellen
kiezelwieren goudwieren blauwwieren vissen
vogels Rood: langetermijngegevens beschikbaar
Macrophytes and desmids (‘sieralgen’)
¹Shoreweed, “Oeverkruid”, ²Water Lobelia. “Waterlobelia”
(Arts 1989, Arts et al. 2002, www.compendiumvoordeleefomgeving.nl)
(H. van Dam, A. van Tooren & J. Meesters (unpubl.))
Other groups No continuous longterm data • • • • •
Fishes Amphibia Chironomids Zooplankton Phytoplankton
Continuous long-term data ¹Spearhead Bluet, “Speerwaterjuffer”, ²White-faced Dragonfly, “Venwitsnuitlibel”
www.compendiumvoordeleefomgeving.nl
• •
Diatoms Chemistry
Wat zijn kiezelwieren? • Ééncellige (meestal 0,01 - 0,03 mm lang) microscopische algen, bruingeel gekleurd. Kolonies vooral in voorjaar goed zichtbaar • In Nederland 1500 – 3000 soorten in alle milieus (droog – nat, zoet – zout, zuur – alkalisch, voedselrijk –voedselarm, schoon – vuil) • Lijsten met indicatiewaarden beschikbaar • In sommige beoordelingssystemen waterkwaliteit 6 Herman van Dam
Willem Kolvoort
Diatom methods 1920
J. Heimans
1978-2014
H. van Dam + co-workers
Plankton tows over bottom and through macrophytes
1978-2014
A. Mertens
Identification of 400 specimens
7
Kiezelwieren onder het microscoop
Maatbalk is 0,01 mm
Geurt Verweij, Adrienne Mertens
8
pH-spectra kiezelwieren Oisterwijk 1920 - 1975 zwembad
1920
visvijver
landbouw, visvijver
Centrale vennen
geïsoleerde vennen
1975
1: acidobiont, 2: acidofiel, 3: circumneutraal, 4: alkalifiel, 5: alkalibiont H. van Dam (1980) Natura 77: 98-111
Monitoring recovery from acidification • Since 1978 4 samples each year for diatoms and chemistry in 3 pools (▲) and each 4 years 1 sample in 8 extra pools (●) . • Reference samples from ca 1920. • Land-use nearby now often pine forest: about 1920 much more heathland and sand dunes. 10
Decreased atmospheric deposition 5-year moving averages stations Gilze, De Bilt, Witteveen/Valthermond
(National Institute for Public Health and Environment)
11
Temperature increase 2º C Average values of 4 measurements each year (Feb. 10, May 10, Aug. 10 Nov. 10) in 3 pools.
Temperature (°C) 16
14
Temp = 0,06 × year - 113,91 r² = 0,18, p = 0,02
Three pools (water)
12
10
De Bilt (air)
8 1975
1985
1995
2005
2015
12
Changes in 11 pools Medians and 25- and 75-percentiles (mmol/m³)
(mmol/m³) 500
Chloride
400
trend deposition
300
(mmol/m³)
400
Sulphate
trend deposition
200 200
40 0
0
78 82 86 90 94 98 02 06 10
78
82
86
90
94
98
02
06
(mmol/m³)
2000
6
DOC
pH
78 82 86 90 94 98 02 06 10
10
(mmol/m³) 7,0
trend deposition
80
100
0
Ammonium
120
300
100
160
P-total
1500
6,0
4 5,0
1000
4,0
500
3,0
2
0 78
82
86
90
94
98
02
06
10
0 78
82
86
90
94
98
02
06
10
78
82
86
90
94
98
02
06
10
Yearly medians sulphate in 3 pools dry years Schematic cross-sections
deposition trend
A. Goorven 75% Gerritsfles 40% Kliplo 20%
Wat gebeurt er met sulfaat? SO42- en SO2
pH
algen
PO43- NH4+
*
2 SO42- + 4 CH2O CO2 + H2S + 3 HCO3- + H2O + HSorganische S-verbindingen
giftig
FeSx Fe~PO43mineralisatie organ. stof
*neemt sterk toe met temperatuur Aangepast naar A.J.P. Smolders e.a. 2006 Chemistry and Ecology 22
15
What is happening? Decomposition of organic material by intensive sulphate reduction and denitrification, enhanced by temperature increase increase of alkalinity and pH and internal eutrophication
Internal eutrophication Kliplo
Kliplo: diatoms means of two samples per year, other variables yearly means of monthly samples 17
Strong decrease of diversity by acidification
10 µm
1920
Mixture of taxa from acid and low-alkalinity water
1978
‘Monoculture’ of 1 acidobiontic species (Eunotia exigua)
18
Changes of ecological groups of diatoms (11 isolated pools, 103 samples, 190 taxa)
EQR: Ecological Quality Ratio (Water Framework Directive)
19
Intermezzo: Retrospective monitoring (paleolimnology)
• 1800: humic acids • 19th cent.: sheep washing, duck decoy, etc. • 20th cent.: acidification (mineral acids) (Van Dam et al. 1987, 1988)
Recovery from acidification, impact of dry years
0.5
Axis 3
Ordination of 142 diatom samples from 11 isolated moorland pools: recovery is partial eutr. acid water taxa
decomposition 2005 (DOC, NO2)
phosphate 1995
pH. alkalinity trivial acid ecological water taxa diversity quality
1985
Axis 1
eutr. alkal. water taxa
-0.7 Eunotia exigua
low akalinity taxa (targets)
1975 Achn. minut.
minerals (conductivity), Ca, Al, SO4, etc. -0.5
1920
0.5
Samples clustered in 10 year periods Taxa clustered in 6 groups Correlations with environmental variables Diversity: number of taxa and dominance Quality: Ecological Quality Ratio
Reference for restored pools
E. Brouwer et al. 2009. Effectiviteit van herstelbeheer in vennen en duinplassen op de middellange termijn. Rapport Directie Kennis en Innovatie, Ministerie LNV
Toekomstige ontwikkelingen • Verzuring is voorbij. Herstel is partieel. Er kan nog nalevering zijn uit inzijggebied en bodem (slib!) • Maatregelen hiertegen nog onderzoeken • Broeikaseffect kan afbraak slib versterken • Stikstofdepositie blijft te hoog • Behouden/versterken droogval daar waar mogelijk (geef oever de ruimte!) • Zo weinig mogelijk bomen en struiken langs de oever (verdamping, bladinval, depositie, afkalving, meer interne differentiatie door windwerking) • Monitoring voortzetten (referentie voor herstelprojecten) Met dank aan Emiel Brouwer
Meetnet: geschiedenis en toekomst Periode Instituut
Financiering
Programma
Labs chemie Diatom. anal.
Projectleider
1978 1994
RIN, IBN-DLO
Ministerie LNV, EU
UN/ECE Air Pollution Convention
Hydron
A. Mertens (RIN, IBN)
H. van Dam (RIN, IBN)
1995 1996
AquaSense Ministerie VROM
UN/ECE Air Pollution Convention
Hydron
A. Mertens (AquaSense)
H. van Dam (AquaSense)
1997 2006
Grontmij | Stichtingen, AquaSense, AquaSense H. van Dam, A. Mertens, Waterschappen
-
Waterschappen
A. Mertens (AquaSense Grontmij)
H. van Dam (AquaSense Grontmij)
2006 2014
Adviseur Water en Natuur
Waterschappen, Provincie Drenthe, H. van Dam, A. Mertens, Grontmij
-
Waterschappen
A. Mertens (Grontmij)
H. van Dam (WaterNatuur)
> 2014
?
?
?
?
?
?
Na 1996 jaarlijks (geen) financiering, afhankelijk van regionale waterbeheerders. Die zijn vooral geïnteresseerd in de korte termijn. Het schijnt niet altijd duidelijk te zijn dat systeemkennis nodig is om goede maatregelen te kunnen bedenken. Natuurbeheerders hebben geen geld. Provincies wel?
Dank voor uw aandacht
26
