Hydrologisch regiem broekbos

 en het gevaar van te langdurige inundatie

 

In Nederland zijn de meeste bostypen terrestrisch (altijd droogstaand). Slechts enkele bostypen zijn semiterrestrisch (enige tijd overstroomd). Daaronder vallen Berkenbroek-, Wilgenbroek- en Elzenbroekbos. Broekbossen vallen onder het habitattype H19EO (vochtige alluviale bossen) (literatuur 1, 2).

In vegetatiekundige indelingen worden broekbossen in twee aparte klassen ondergebracht: de Elzenbroekbossen van de beekdalen en de laagveenmoerassen, en de Berkenbroekbossen van hoogveengebieden en langs heidevennen. Tussen, maar ook binnen, deze hoofdgroepen is er sprake van grote verschillen in ondergroei (1).

Een belangrijk kenmerk van alle broekbostypen is dat slechts een heel gering aantal boomsoorten onder de heersende, zeer natte omstandigheden kan groeien. In Elzenbroekbos wordt de boomlaag volledig gedomineerd door Zwarte els, alleen aan randen kunnen andere soorten voorkomen (b.v. Gewone es).

In Elzenbroekbos komen geen echte bossoorten voor; de ondergroei bestaat uit lichtminnende soorten die ook in moerassen voorkomen (uit grote-zeggenvegetatie, dotterbloemhooilanden en moerasruigten). Een uitzondering is Elzenzegge, die kensoort van Elzenbroekbos is.

Variatie in soortensamenstelling wordt vooral veroorzaakt door de variatie van milieutypen. Een goed ontwikkeld Elzenbroekbos heeft een reliëfrijke bodem met natte poelen en drogere boomvoeten. Waterviolier groeit binnen Elzenbroekbos uitsluitend in de, vaak kwelrijke, poelen. Op de drogere boomvoeten groeien de kruiden en struiken uit andere vegetatietypen. Precies zoals goed ontwikkeld Elzenbroekbos in de Zumpe er uit ziet.

Elzenbroekbos en Wilgenbroekbos groeien beide in de Zumpe.

 

Typen Elzenbroekbos in de Zumpe

In de Zumpe komen meerdere typen Elzenbroekbos voor. De typische vorm Elzenzegge-Elzenbroek (met o.a. Elzenzegge en Stijve zegge)  en Veldkers-Elzenbroek (op plaatsen met veel kwel met o.a. Bittere veldkers, Bosbies, Paarbladig goudveil en Groot springzaad). Daarnaast zijn door verdroging veranderde stukken broekbos aanwezig.

Waterviolier in een ondiepe poel in het Wilgenbroek (2004) in de Zumpe.

Verder zijn de grote pollen Stijve zegge te zien.

Elzenbroekbos in het Adderbroek (2021) met moerasplanten op drogere delen (boomvoeten).
Te zien zijn o.a. Elzenzegge, Bosbies, Oeverzegge en op de achtergrond Stijve zegge.

Waterhuishouding

Kenmerkend voor broekbossen is het langdurig optreden van natte, waterverzadigde omstandigheden. Daardoor is de ondergrond tenminste een groot deel van het jaar zuurstofloos (anaeroob). De soorten die in elzenbroekbos voorkomen, zijn aan een zuurstofloos substraat aangepast door de aanwezigheid van luchtweefsels, waarmee zuurstof naar de wortels kan worden getransporteerd (onder meer diverse zeggensoorten, dotterbloem, gele lis en kattenstaart), en/of door oppervlakkige beworteling. Door het gebrek aan zuurstof ontstaan in de ondergrond gereduceerde omstandigheden. Door de reductieprocessen kunnen tal van, voor planten, toxische verbindingen worden gevormd, zoals ammonium, waterstofsulfide en tweewaardig ijzer en mangaan. Planten die op permanent natte standplaatsen groeien, moeten aangepast zijn aan deze toxische stoffen. Bij diverse soorten met luchtweefsels is aangetoond dat ze in staat zijn het zuurstofgehalte in de directe omgeving van de wortels te verhogen, leidend tot de oxidatie van potentieel toxische gereduceerde stoffen. Het neerslaan van geoxideerd ijzer is waarneembaar door de vorming van roest rondom de wortels van dergelijke planten (1). Elzenbroekbos behoort tot de natste bostypen van Nederland, maar is toch gebonden aan nauw omschreven waterstanden. In de winter waterstanden boven maaiveld (gemiddeld 10 cm) en in de zomer onder maaiveld (gemiddeld 5-30 cm). Daarom worden ze semiterrestrisch genoemd.

 

Droogvallen

Door het tijdelijk droogvallen in de zomer kan er zuurstof de bodem indringen. De bodem wordt weer aeroob, waardoor gereduceerd ijzer weer wordt geoxideerd. Daardoor kan gemobiliseerd fosfor weer binden aan nieuwgevormde ijzer(hydr)oxides. Ook wordt gereduceerd zwavel (IJzersulfiden en H2S) weer geoxideerd tot sulfaat en ammonium naar nitraat. Dit nitraat kan, nadat de bodem weer nat wordt, worden gereduceerd tot stikstofgas. Hierdoor treden netto stikstofverliezen op. Afwisselende natte en droge periodes zullen dus leiden tot een lagere beschikbaarheid van P en N in de bodems (bron 1, 4).

 

Permanente inundatie

Permanente inundatie wordt niet goed verdragen, waarschijnlijk mede omdat inundatie leidt tot een sterke afname van de stikstofbinding en hiermee van de fotosynthese. Te sterke vernatting van elzenbroekbossen, waarbij elzen gedurende vrijwel het hele jaar in het water komen staan, kan leiden tot het afsterven van elzen. Op vrijwel permanent onder water staande standplaatsen worden elzen verdrongen door wilgenstruwelen (vooral Grauwe wilg) en moerasruigtes (1).

De Waal & Hommel (3) noemen een inundatieduur van:

  • Elzenbroekbos typische vorm: 5-7 maand per jaar.
  • Bittere veldkers-Elzenbroekbos: 4-7 maand per jaar.

De inundatieduur is niet alleen sturend voor het bostype, maar ook voor de ongewervelde broekbosfauna.

 

 

Regelmatige droogval van Elzenbroekbos draagt bij aan een laag gehalte stikstof en fosfaat (N en P) (fig. afkomstig uit 1).
Een permanent hoog waterpeil zorgt voor steeds voedselrijkere omstandigheden.


Vegetatie

Door toevoer van regenwater (b.v. door blokkeren van afvoer en daardoor opstuwing van regenwater) zal de ontwikkeling (successie) van Elzenbroekbos naar Zompzegge-Berkenbroek gaan en op de lange duur zal hoogveenvorming optreden (2).

 

Voedselrijkdom

In de zomer vallen grote delen van elzenbroekbossen van nature doorgaans droog. Dit heeft een verhogend (gunstig) effect op de redox potentiaal in de bodem. Tijdens droogval treedt oxidatie op van ijzersulfiden waarbij zuur, ijzer en sulfaat gevormd worden. Het ijzer oxideert en blijft achter in de bodem, terwijl het sulfaat mobiel is en uitspoelt naar de waterlaag. Bij een flinke doorstroming zal het grotendeels uit het gebied worden afgevoerd. Dit proces heeft een positieve invloed op de concentratie vrij ijzer en de binding van fosfaat in de bodem. Daarnaast leidt droogval tot nitrificatie van ammonium onder vorming van nitraat. Het nitraat spoelt hierbij deels uit naar diepere anaerobe bodemlagen waar het gedenitrificeerd wordt tot stikstofgas dat naar de atmosfeer verdwijnt. Doordat droogval leidt tot hogere vrij ijzer gehalten en lagere ammoniumgehalten, zal het een positief effect hebben op de typische kwelvegetatie van elzenbroekbossen. Met name wanneer het grondwater rijk is aan sulfaat is voldoende dynamiek van groot belang (1).

 

Kwel en zuurbuffering

In beekdalen vormt aanvoer van basenrijk grondwater (kwel) een belangrijke randvoorwaarde voor het ontstaan van goed ontwikkelde Elzenbroekbossen. De grondwateraanvoer zorgt voor buffering van de zuurgraad én voor permanent ondiepe grondwaterstanden. De zuurgraad van het bodemwater en de bovengrond is mede afhankelijk van de basenrijkdom van het grondwater en van de mate waarin zich regenwaterlenzen vormen boven het basenrijke grondwater.
Op plekken waar basenrijk grondwater aan de oppervlakte uittreedt, op natte kwelplekken en in bronnetjesbossen, groeit het Veldkers-Elzenbroek. Deze worden gekenmerkt door een relatief hoge pH-bodemwater en grondwaterstanden die het gehele jaar dicht aan maaiveld staan, maar nooit permanent boven maaiveld (2).

Door De Waal & Hommel (3) worden waarden voor pH-bodemwater gegeven:

  • Elzenbroekbos typische vorm: pH=5,2-6,9 (gemiddeld 6,0).
  • Bittere veldkers-Elzenbroekbos: pH=6,1-6,3 (gemiddeld 6,2).

In de Zumpe worden deze waarden ruimschoots gehaald, doordat er kalk met het grondwater wordt aangevoerd. In de diepere ondergrond en de veenbodem bevindt zich kalk of moeraskalk. 

 

Literatuur

  1. Runhaar, J., E.C.H.E.T. Lucassen, A.J.P. Smolders, R.C.M. Verdonschot & P.W.F.M. Hommel, 2013.
    Herstel Broekbossen.  Bosschap, bedrijfschap voor bos en natuur, Rapport 2013/OBN169-BE. Driebergen.
  2. Stortelder, A.H.F., Hommel, P.W.F.M., De Waal, R.W., Van Dort, K.W., Vrielink, J.G & R.J.A.M. De Wolf, 1998.
    Broekbossen. Natuurhistorische Bibliotheek nr 66. KNNV, Utrecht.
  3. Waal, R.W. de & P.W.F.M Hommel, 2005.
    Abiotische typering van bostypen in Nederland. Vochtregiem, zuurgraad, voedselrijkdom en humusvorm. Alterra rapport 1258. Wageningen.
  4. De Fouw, J., R.M.G. van der Hut, E.S. Bakker, A.J.P. Smolders, J. van der Winden en P.J. Westendorp, 2021. Inrichting, ontwikkeling en beheer van moerassen op voormalige landbouwgrond: Een eerste verkenning van de ontwikkeling van eutrofe moerassen. Rapport nummer 2021/OBN249-LZ, Kennisnetwerk OBN, Driebergen.