Herstel hydrologie; hoe en op welke schaal?

 

 

Samenhang interne en externe hydrologie

Voor herstel van hoogveen is een goede waterhuishouding van het gebied noodzakelijk. Voor herstel van de kern en randen moet de hydrologie tenminste intern op orde zijn. Het realiseren van stabiele waterstanden in het hoogveen vraagt vaak ook om maatregelen rondom het hoogveenrestant, bijvoorbeeld de aanleg van een kade of een hydrologische bufferzone.  Voor het herstel van een compleet hoogveenlandschap moet de hele hydrologie van het gebied zelf én de omgeving worden hersteld. Welke mate van herstel mogelijk is, hangt sterk af van de lokale omstandigheden.

 

Of naast herstel van de interne hydrologie (lokale vernatting), herstel van gradiënten mogelijk is op hun oorspronkelijke locatie in het landschap, of rondom de randen van een restant van de hoogveenkern waar zo’n gradiënt vroeger niet aanwezig was, kan vastgesteld worden door analyse van de geohydrologische situatie van de wijdere omgeving. De methode voor de uitvoering van LESAs (Van der Molen et al. 2010) geeft daarvoor goede handvatten. Op basis van analyse van historische kaarten, bestaand reliëf, grondwaterstanden en –stroming en bodemtype –eventueel aangevuld met de bestaande of historische samenstelling van de vegetatie- kan een inschatting gemaakt worden van de mogelijkheden en onmogelijkheden voor herstel van een randzone of een lagg. 

 

 

Vanuit restveen, via veenmosgroei naar een robuuste kern

Voor de inrichting ten behoeve van het herstel en de duurzame instandhouding van robuuste hoogveenkernen (herstel op mesoschaal) moet uitgegaan worden van:

1. het realiseren van de randvoorwaarden voor de ontwikkeling van een veenmosvegetatie met daarin bultvormende veenmossoorten (acrotelm, herstel op microschaal) over voldoende grote oppervlakte, zodat er zich een of meerdere kerntjes van actief hoogveen kunnen ontwikkelen en
2. het op termijn ontwikkelen van een of meer robuuste hoogveenkernen. 

In die zin dient voldoende ruimte gereserveerd te worden voor de natuurlijke ontwikkeling van het hoogveen, waarin de aanvoer van water voldoende groot is en de afvoer niet te groot is, zodanig dat de acrotelm kan ontwikkelen en functioneren. De omvang van het reservaat (in verband met hydrologische stabiliteit en voldoende aanvoer van water) en de hellingshoek zijn daarin van doorslaggevend belang.

 

Wanneer veenmossen in open water moeten groeien zijn eerste vereisten:

1. een beperkte waterdiepte (30 cm of minder, afhankelijk van de kleuring door humuszuren, zodat voldoende licht doordringt in het water) en 
2. een hoge koolstofbeschikbaarheid (koolstofdioxide of methaan). 

 

Wanneer de groei van veenmossen en de stapeling van veen in de afzonderlijke compartimenten op gang is gekomen, kan geleidelijk toegewerkt worden naar een meer vloeiende overgang tussen aangrenzende compartimenten. De komende tijd wordt in OBN-kader nog nader onderzoek verricht naar mogelijkheden om de ontwikkeling van bultenvormende veenmossen te stimuleren, zodat zich een veenmosvegetatie en jong veenpakket ontwikkelen, dat de acrotelmfunctie kan vervullen en zo een stabiel, zichzelf in standhoudend hoogveen kan vormen.

 

 

Bufferzones

Interne maatregelen, zoals dempen of afdammen van sloten en greppels en compartimenteren zullen vooral de grondwaterstroming en waterberging binnen het reservaat beïnvloeden. Dat hier een verband is met de waterhuishouding van het reservaat als geheel, zal duidelijk zijn. Bij externe maatregelen als bufferzones is een verband niet altijd gemakkelijk vast te stellen. Ze zijn bedoeld om de wederzijdse hydrologische beïnvloeding van reservaat en omgeving te beperken om zo binnen het reservaat gunstiger omstandigheden te scheppen voor de ontwikkeling van een veenvormend ecosysteem. De vraag of een hydrologische bufferzone nodig is, is gelijkwaardig aan de vraag of het reservaat in kwestie groot genoeg is om onder de gegeven omstandigheden hydrologisch op eigen benen te staan.

Een hydrologische bufferzone stimuleert de ontwikkeling van een hoogveenreservaat door zijn afhankelijkheid van hydrologische invloeden uit de omgeving te verminderen. Het gaat hierbij vooral om het verminderen van waterverliezen via wegzijging. De grootte van de bufferzone is afhankelijk van de geohydrologische situatie waarin het hoogveenrestant zich bevindt en van de eigenschappen van het resterende veenpakket. Die zijn bepalend voor de effectiviteit van hydrologische bufferzones en de wijze van inrichting van bufferzones.

 

Het nut van een bufferzone hangt voornamelijk af van:

- De reservaatsgrootte

- De geohydrologische situatie

- De verticale weerstand van het restveen die vooral afhangt van de restveendikte

- Het hoogteverschil tussen reservaatspeil en ontwateringsbasis in de omgeving. Dit verschil hangt mede af van de restveendikte.

 

Hoe langer de rand van een reservaat is bij gelijkblijvende oppervlakte, des te groter is de hydrologische beïnvloeding van en door de omgeving. Dat geldt in het bijzonder veenreservaten met dun restveen waarin de verticale weerstand niet al te groot is. Dikke veenrestanten met grote verticale weerstanden zijn in hydrologische zin relatief weinig gevoelig voor hun omgeving. Een cirkelvormig reservaat heeft de gunstigste verhouding van randlengte en oppervlakte. Dergelijke reservaten komen in Nederland niet voor. Ook als de vorm van een reservaat minder optimaal is, kan men proberen inhammen te vermijden of door aankoop of zelfs grondruil teniet te doen.

 

Op de korte termijn is de primaire functie van bufferzones de ontwikkeling van actief hoogveen in het reservaat ondersteunen, door de waterhuishouding te verbeteren via afname van wegzijging vanuit het reservaat. Daarnaast kunnen bufferzones ook een belangrijke functie vervullen in het creëren van een buffer tussen voedselarme natte natuur en voedselrijke droge (landbouw)omgeving, het tegengaan vervuiling, invangen van atmosferische stikstof door bomen, of opvang van ganzen, zodat deze minder of niet in het hoogveen komen en daar geen vermesting (guanotrofiëring) veroorzaken. Bufferzones kunnen tegelijkertijd ook dienen als regenwaterbuffer voor de omgeving, zodat (piek)neerslag tijdelijk opgevangen kan worden en het oppervlaktewatersysteem in de omgeving niet overbelast wordt. Elk van deze doelen heeft zijn eigen consequenties voor de omvang en inrichting, die afhankelijk zijn van de concrete situatie in een gebied.

 

 

Stijghoogte grondwater

Al decennia lang is een discussie gaande over het belang van een stijghoogte van het grondwater tot in de veenbasis voor de groei van veenmossen. In het kader van OBN loopt nog onderzoek om voor diverse terreinsituaties een antwoord te vinden op deze vraag. Het OBN-rapport "De veenbasis" biedt een verkenning van de literatuur over de kenmerken en effecten van ontwatering van de minerale ondergrond onder het veen in relatie tot behoud en herstel van de Nederlandse hoogveenlandschappen.

 

Een lage grondwaterstijghoogte onder het hoogveen kan wegzijging en verdroging bevorderen. Echter, indien alleen de kwantitatieve hydrologie wordt beschouwd, is tot nu toe geen enkele aanwijzing gevonden dat een stijghoogte van het grondwater die onder de veenbasis blijft een ongunstig effect heeft op de doorlatendheid (verticale weerstand) van het restveenpakket. Een daling van de grondwaterstand kan in eerste instantie leiden tot een toename van de wegzijging, maar in het restveenpakket vinden processen van samendrukking en afname van de doorlatendheid plaats die het effect van de grondwaterdaling verminderen. Men zou kunnen zeggen dat een intact hoogveen zich door die processen op natuurlijke manier vrij effectief afsluit van veranderingen in de waterhuishouding van zijn omgeving. Het is echter niet zo, dat met het huidige onderzoek is aangetoond dat daling van de grondwaterstand in de minerale ondergrond tot onder de veenbasis nooit leidt tot een onevenredig sterke toename van de wegzijging in hoogveenrestanten. De mate van wegzijging is ook afhankelijk van de dikte van het restveenpakket. Indien nog maar een dunne veenlaag aanwezig is (met mogelijk scheuren en greppels) en de wegzijging groot is, wordt door een hoge grondwaterstand de wegzijging in het hoogveenrestant sterk gereduceerd, wat gunstig is voor het realiseren van een stabiele waterstand in het veen.

 

Wanneer ook de kwalitatieve hydrologie wordt beschouwd, dan zal in hoogveenrestanten een stijghoogte van het regionale grondwater die tot in de veenbasis reikt vaak gunstige effecten hebben op de groei van veenmossen. Buffering van de veenbasis met regionaal grondwater leidt namelijk direct en indirect via een lichte stimulatie van de veenafbraak tot een verhoogde beschikbaarheid van kooldioxide en methaan. Dit heeft gunstige effecten op de groei van veenmossen. Het effect van het regionale grondwater zal groter zijn indien nog maar een dunne laag restveen aanwezig is. Ten eerste omdat er dan vaak alleen nog sterk gehumificeerd zwartveen aanwezig is waar nog nauwelijks afbraak in plaats vindt en ten tweede omdat het geproduceerde koolstof gemakkelijker bij het veenoppervlak kan komen, waar het veenmos groeit.

 

Samenvattend kan gezegd worden dat het belang van de stijghoogte van het regionale grondwater tot in de veenbasis groter is naarmate de laag restveen dunner is. In het Bargerveen bijvoorbeeld zijn de effecten van een verhoging van het regionale grondwater op de oude veenkern in het Meerstalblok geringer dan de effecten die zulk een verhoging heeft op de baggervelden in het Amsterdamse- en Schoonebeekerveld. Overigens spreekt het voor zich dat voor het herstel van gradiënten tussen zure hoogveenkernen en door grondwater beïnvloede onderdelen van het veenlandschap (en de van deze gradiënten afhankelijke soorten!) een hoge grondwaterstand noodzakelijk is.

 

 

Bergingseigenschappen van het veen en vaststelling van het overlooppeil

Stabiele waterstanden op of net onder het maaiveld zijn optimaal voor de groei van veenmossen. De maximale fluctuatie die nog veenmosgroei toelaat is met name afhankelijk van het krimp- en zwelvermogen en de capillaire werking van het veenpakket. In intacte acrotelms is de fluctuatie van de waterstand maximaal 30 cm. Wanneer we te maken hebben met veenmosontwikkeling in een plas-dras situatie op sterk veraard zwartveen kan een langdurige zomerwaterstand van 20 tot 30 cm onder maaiveld het herstel echter ernstig belemmeren.

 

Het verticale verloop van de eigenschappen van het veenpakket blijkt van grote invloed te zijn op de relatie tussen het niveau van de grondwaterstand in het veen en de fluctuatie ervan. In veel hoogveenrestanten bevindt zich bij een lage grondwaterstand de waterspiegel in relatief sterk gehumificeerd en samengedrukt veen (zwartveen). Dit veen heeft een relatief gering poriënvolume (lage bergingscoëfficiënt). In hoogveenrestanten waar bij een hoger waterpeil het water in minder gehumificeerd veen (witveen) aan het veenoppervlak komt te staan (dit kan in een intact hoogveen de acrotelm zijn), worden de waterstandfluctuaties kleiner, doordat weinig gehumificeerd materiaal een groot poriënvolume heeft (hoge bergingscoëfficiënt). Wanneer het water tot aan het maaiveld gaat stijgen, zodat plekken met open water beginnen te ontstaan, heeft de bergingscoëfficiënt de neiging sterk toe te nemen bij een verder stijgend waterpeil tot de bergingscoëfficiënt van 1 (=bergingscoëfficiënt van open water) is bereikt. De waterstand waarbij deze sterke toename van de bergingscoëfficiënt optreedt, is het overlooppeil van een compartiment: daarbij treedt de plas-dras situatie op die gunstig is voor de groei van veenmossen.

 

Voor een doelmatige vernatting is het dus belangrijk om de relatie tussen de verandering van de bergingscoëfficiënt en het waterpeil goed te kennen. Men moet zich hierbij realiseren dat na de vernatting de bergingseigenschappen van de toplaag van het veen en zelfs de hoogteligging van het maaiveld geleidelijk kunnen veranderen door opzwellen van het restveen. Hierdoor kan het wenselijk zijn het waterpeil na verloop van tijd daaraan aan te passen.

 

Uit het hydrologische onderzoek is gebleken dat het verband tussen bergingscoëfficiënt en waterpeil goed kan worden afgeleid uit een synchrone waarnemingsreeks van grondwaterstanden en neerslag, mits het maximale waarnemingsinterval niet meer dan enkele uren bedraagt. Op grond van dit soort metingen kunnen gewenste overlooppeilen beter worden vastgesteld dan het geval is met de gebruikelijke 14-daagse metingen. Dit betekent in de praktijk echter wel dat er geheel of gedeeltelijk moet worden overgestapt op geautomatiseerd waarnemen van waterpeilen door zogenoemde divers in peilbuizen te plaatsen.

 

 

Omgaan met peilverschillen tussen compartimenten

Een hoogveensysteem met compartimenten en peilverschillen daartussen is onnatuurlijk en op langere termijn ongewenst, omdat daarmee de ontwikkeling wordt belemmerd van een robuust systeem met variatie in ecotopen als gevolg van waterstroming door de acrotelm. Het herstel blijft dan in het gunstigste geval beperkt tot kleine kernen van actief hoogveen (acrotelm op compartimentsschaal = microschaal). Voor de korte termijn is het verkleinen van peilverschillen tussen compartimenten echter geen doel op zich: het waterpeil in een compartiment is optimaal als het optimaal is voor de omstandigheden voor veenmosgroei en fauna op microschaal binnen en buiten het compartiment. Bij goede veenmosgroei en veenvorming zal het veenmos op de langere termijn boven de randen (kades) van het compartiment uitgroeien. In dat stadium kunnen te grote peilverschillen tussen compartimenten het aaneengroeien van de compartimenten tot één hoogveen belemmeren en daardoor ook de hydrologische zelfregulering en de natuurlijke ontwikkeling van variatie binnen hoogveenkernen.

 

Verhoging of verlaging van waterpeilen in compartimenten is aan de orde wanneer daarmee:

1. de watervoorziening van een ontwikkelende kern actief hoogveen wordt verbeterd door beperking van verticale en laterale waterverliezen en daardoor een stabielere waterstand in het betreffende compartiment kan worden gerealiseerd;

2. neerslag een langere weg aflegt voordat die het systeem verlaat, wat bijdraagt aan een betere watervoorziening van ontwikkelende of bestaande kernen actief hoogveen;

3. toegewerkt wordt naar een geringere hellingshoek rondom een ontwikkelende kern actief hoogveen, zodat deze kan uitbreiden naar of samensmelten met kernen in naastgelegen compartimenten.

 

Een extra criterium bij peilveranderingen is dat populaties van kenmerkende planten- en diersoorten van hoogveenlandschappen op gebiedsniveau niet in gevaar worden gebracht. Dit kan beoordeeld worden op basis van kennis van de verspreiding van betreffende soorten in het gebied en in het geval van dieren de functie van onderdelen van het gebied voor een soort. Wanneer duidelijk is welke (variatie in) terreincondities of ecotopen belangrijk zijn, kan erop toegezien worden dat peilveranderingen zodanig worden uitgevoerd dat belangrijke terreincondities of ecotopen in voldoende mate worden behouden binnen de verspreiding van de betreffende soorten in het gebied. Indien het soorten betreft die van nature thuishoren in de randen of laggs van hoogvenen, valt te bezien of vervangend habitat ontwikkeld kan worden in overgangs- of bufferzones. Vanwege de tijd die nodig is voor de ontwikkeling van habitats in voormalige landbouwgronden en de kolonisatie ervan door de relevante soorten, is het belangrijk tijdig mogelijke knelpunten te signaleren en de gewenste ontwikkelingen in te zetten.

 

Het verkleinen van peilverschillen kan indien nodig ondersteund worden door aanvullende maatregelen. Binnen het hoogveenrestant is dit in het bijzonder aan de orde wanneer door peilverhoging (diepe) waterplassen ontstaan, die niet zullen dichtgroeien met veenmossen. Te denken valt aan de maatregelen introductie van substraat of lossteken van plaggen met vegetatie, zodat dit kan gaan opdrijven en een drijftil vormt waarop veenmossen zich kunnen vestigen. Ook het introduceren van bultvormende veenmossen kan worden overwogen, wanneer deze zich niet spontaan vestigen, om zo de ontwikkeling naar een actief hoogveen te ondersteunen. Aan de buitenrand van hoogveenrestanten kan het voor het realiseren van de noodzakelijke stabiele waterstand in het hoogveenrestant nodig zijn een bufferzone in te richten.