Eindrapportage eerste fase NOBV

2024 is het vijfde meetjaar van het NOBV. In het najaar van 2024 is de eindrapportage over eerste fase van het NOBV opgeleverd. Deze is onderverdeeld in drie niveaus:

  1. Wetenschappelijke papers. Deze zijn nog in review en worden later gepubliceerd.
  2. De eerste rapporten zijn in oktober 2024 gepubliceerd. Overige rapporten volgen zo spoedig mogelijk.
  3. De eerste kernvragen zijn in oktober 2024 gepubliceerd. Overige kernvragen volgen zo spoedig mogelijk. Alle genoemde cijfers en uitspraken in de kernvragen worden onderbouwd in de integratierapporten. 

Niveau twee en drie zijn onderverdeeld in de volgende onderwerpen:

  • Broeikasgassen:
    • 2.1 Integratierapport
    • 3.1 Kernvagen

Terugblik NOBV-congres

Op 30 september vond het NOBV-congres plaats in het Huis van de Provincie Utrecht. Met ruim 150 deelnemers was de bijeenkomst vol. Het ochtendprogramma bestond uit verdiepende deelsessies over verschillende onderwerpen. In de middag was er een plenair programma in de Statenzaal waarin de resultaten van de afgelopen vijf onderzoeksjaren aan bod kwam en werd besproken hoe deze kennis gebruikt kan worden voor het maken van beleid voor effectieve maatregelen. Ook presenteerden verschillende PhD’s en PostDocs een poster over hun onderzoek. Dichter Frank van Pamelen bracht in verschillende intermezzo’s een ode aan de veenweide.

De presentaties van de deelsessies en de posters zijn hier te vinden.

Inzichten uit automatische kamermetingen vergeleken met metingen met een EC-mast

In een recente NOBV-publicatie worden de metingen besproken bij twee locaties waar het NOBV onderzoek doet, Assendelft en Vlist, voor de periode 2020-2023. Op beide locaties wordt met kamers gemeten op een perceel met een waterinfiltratiesysteem (WIS) en op een referentieperceel. Bij Assendelft wordt bij het perceel met waterinfiltratie daarnaast ook gemeten met een EC-mast.

Doordat de kamers continue meten, laten ze zien hoe emissies variëren door het jaar heen en tussen dag en nacht. Hieruit blijkt bijvoorbeeld dat 97% van de CO2-emissies uit veen plaatsvond in de periode van mei tot oktober.

Omdat de kamermetingen over een klein oppervlak meten (een kamer heeft een diameter van 40 cm) zijn ze ook geschikt om ruimtelijke verschillen binnen een perceel zichtbaar te maken. Zo is op de geïnfiltreerde percelen te zien dat de jaarlijkse emissies door veenafbraak vlak naast de drains lager zijn dan midden tussen de drains. Dit komt doordat in periodes van infiltratie de grondwaterstand tussen de drains hol staat. Een hogere grondwaterstand heeft dus effect op de de CO2-emissie. Dit effect blijkt ook uit een vergelijking tussen het perceel met waterinfiltratie en het referentieperceel: op beide locaties was de jaarlijkse CO2-uitstoot hoger op het referentieperceel.

Een vergelijking tussen de kamermetingen en de EC-metingen in Assendelft laat zien dat de jaarlijkse CO2-emissies die zijn gemeten met de verschillende meetsystemen binnen elkaars onzekerheidsmarge vallen. De gemeten emissies met de EC-mast zijn iets hoger. Dit komt waarschijnlijk doordat deze een groter oppervlak bemeet, waardoor ook andere percelen en sloten van beperkte invloed zijn.

Beide meetmethodes meten de netto uitstoot en opname vanuit de bodem, dus niet direct de CO2-emissie die specifiek wordt veroorzaakt door veenafbraak. Deze netto uitstoot en opname is het resultaat van zowel opname (fotosynthese van het gras) als uitstoot (respiratie) door het gras en de bodem. De uitstoot uit de bodem is gerelateerd aan micro-organismen en is onder te verdelen in uitstoot van jong dood plantenmateriaal en afbraak van veen. Daarnaast komt er gedurende het groeiseizoen koolstof bij in de vorm van mest en wordt koolstof afgevoerd in de vorm van geoogst gras. In geval van de grootschaliger EC-metingen speelt ook begrazing een rol in de koolstofbalans. Doordat het management van bemesting, oogst en begrazing anders is binnen een kamer dan buiten de kamer zijn de direct gemeten netto CO2-fluxen met de twee methodes verschillend. Maar als deze factoren verwerkt worden in de totale koolstofbalans komen de jaarlijkse emissies dus goed overeen.

Doordat de totale koolstofbalans uit verschillende componenten bestaat is de onzekerheidsmarge in de jaarlijkse emissies afhankelijk van de individuele onzekerheden in bijvoorbeeld oogstbepaling en bemesting. Onzekerheiden kunnen ook ontstaan door gaten in de data of door foutieve data, bijvoorbeeld door storingen in het meetsysteem. De onzekerheden van de meetmethodes zijn in het onderzoek gekwantificeerd en blijken lager dan bij een alternatieve meetmethode waarbij kamers handmatig worden geplaatst en minder vaak meten.

De twee meetmethodes vullen elkaar goed aan door het verschillend schaalniveau waarover ze emissies meten. Voordeel van de kamermetingen is dat ze inzicht geven in de ruimtelijke heterogeniteit van emissies en dat componenten zoals oogst en bemesting beter gecontroleerd kunnen worden dan op veldschaal. Bij het gebruik van automatische kamers is het wel belangrijk om rekening te houden met de verwachtte heterogeniteit van het grondwater en de daarbij behorende emissies, voordat de resultaten worden opgeschaald naar uitspraken op perceelsniveau. Dit is met name relevant bij een maatregel als WIS, waarbij het grondwater direct naast de drain en tussen de drains verschillend is. Ook bij andere vernattingsmaatregelen, zoals greppelinfiltratie, is een dergelijke heterogeniteit te verwachten.

> Lees het hele artikel hier.

In memoriam Bart Crouwers

Met verslagenheid hebben we kennisgenomen van het overlijden van Bart Crouwers, oprichter en eigenaar van The Cranberry Company in de Krimpenerwaard. De afgelopen jaren heeft het NOBV met Bart samengewerkt ten behoeve van verkennende metingen aan cranberryteelt. We kennen hem als een gedreven en bevlogen ondernemer met een groot hart voor de streek, het landschap en de bewoners. Zijn ambitie was om in de Krimpenerwaard natuur meer ruimte te geven en te verbinden met nieuwe landbouw. We zijn hem dankbaar voor zijn betrokkenheid bij de ontwikkelingen in de veenweiden en zijn grote belangstelling en inzet voor onderzoek en innovatie. Wij zullen zijn kennis, enthousiasme en betrokkenheid missen en wensen zijn familie en vrienden heel veel sterkte.

Onderzoek naar broeikasgasemissies uit sloten

Naast metingen aan maatregelen zoals waterinfiltratiesystemen, natte teelten en klei in veen, en referenties, meet het NOBV ook broeikasgasemissies uit sloten. In 2022 en 2023 is er onderzoek gedaan in sloten Zegveld en Lange Weide. Dit jaar zal er gestart worden met nieuw onderzoek in Zegveld en rondom de Nieuwkoopse Plassen. Aan de hand van verschillende meetmethodes wordt er door het jaar heen de broeikasgasuitstoot uit sloten gemeten. Voor de uitvoering van het onderzoek is door de Radboud University nieuwe, innovatieve apparatuur ontwikkeld. Tot nu toe werd er 1 keer per maand overdag (diffuse flux metingen) gemeten. Inmiddels heeft de Radboud Universiteit drijvende apparatuur ontwikkeld die is voorzien van een automatisch kamersysteem voor het meten van CO2 – en CH4 -fluxen en een bubbletrap voor het meten van ebullitie. De nieuwe apparatuur zal 24/7 draaien dus heel veel extra inzichten brengen, zoals dag/nacht ritmes en meer betrouwbare emissie factor schatting. Deze automatische kamers ondergaan nu de laatste testen en de verwachting is dat deze eind mei kunnen worden ingezet.
Ook zijn er sensoren ontwikkeld die continu de opgeloste CO2 en CH4 in het water meten. In het onderzoek wordt er ook gekeken naar de relatie tussen de broeikasgassen en biogeochemische processen in de sloot. Naast metingen met betrekking tot broeikasgasemissies worden er ook andere metingen uitgevoerd, zoals baggerhoogte metingen en analyses van het (porie)water. Daarbij wordt gezocht naar sturende factoren voor de broeikasgasemissie. De eerste resultaten van het onderzoek naar emissies uit sloten zullen na de zomer worden gepubliceerd.

Effect van vernatting op afbraakprocessen in de veenbodem

Wat is het effect van vernatting van veen op afbraakprocessen in de bodem? Recent zijn vanuit het NOBV twee wetenschappelijke artikelen gepubliceerd in het vakblad Geoderma die op deze vraag ingaan. Het eerste artikel, van PhD student Jim Boonman en NOBV collega’s, ging in op het gebruik van de redoxpotentiaal als proxy voor de afbraakprocessen die in de bodem plaatsvinden. Het tweede artikel, van B-WARE onderzoeker Sarah Faye Harpenslager en NOBV collega’s, gaat over het effect van vernatting op de chemie van het poriewater in de bodem, wat een directe indicatie is van deze afbraakprocessen. Dit artikel is gebaseerd op de uitgebreide metingen aan de poriewaterchemie die de afgelopen 3,5 jaar binnen het NOBV zijn uitgevoerd. Daarbij zijn op zo’n 8 tot 10 momenten per jaar op vier locaties in het veenweidegebied metingen uitgevoerd, op zowel een perceel met WIS als een referentieperceel. Dit gebeurde op drie verschillende dieptes en op verschillende afstanden van de drains (in geval van een WIS-systeem).

De metingen tonen aan dat op de percelen met de WIS-systemen waar de grondwaterstand in de zomer hoger en jaarrond stabieler was, anaerobe afbraakprocessen in de veenbodem domineren. Onder deze zuurstofloze condities werden andere (alternatieve) elektronenacceptoren gebruikt dan zuurstof. Dit zijn bijvoorbeeld nitraat, ijzer en sulfaat. Afbraak van organisch materiaal middels deze alternatieve elektronenacceptoren levert minder energie op voor microben dan afbraakprocessen met zuurstof. Hierdoor gaat de afbraak onder anaerobe condities langzamer dan de afbraak in aanwezigheid van zuurstof, waardoor de CO2-emissies zullen afnemen.

Op de referentiepercelen zonder WIS-systeem waren de fluctuaties van de grondwaterstand daarentegen aanzienlijk, met lage grondwaterstanden in de zomer (60-100 cm-mv) en hoge grondwaterstanden in de winter (0-20 cm-mv). Hierdoor domineerden aerobe afbraakprocessen tot een diepte van 50-75 cm-mv ten tijde van de laagste grondwaterstanden. In de herfst en winter, wanneer de bodem natter wordt, ontstaan opnieuw anaerobe condities waarbij alternatieve elektronacceptoren worden benut.

De twee artikelen geven gecombineerd een goed beeld van het effect van WIS-systemen op afbraakmilieus in de veenbodem. Door een stabielere en hogere grondwaterstand zorgden de WIS-systemen voor meer anaerobe condities in ondiepe bodemlagen (45 cm-mv). Vernatting leidt daardoor tot een langzamere afbraak en daarmee tot minder CO2-emissies. Uit het NOBV onderzoek blijkt echter ook dat bij verregaande vernatting (grondwaterstanden boven de 20 cm onder maaiveld) methaanemissies toenemen. Onder sterk anaerobe omstandigheden wordt namelijk methaan gevormd, welke bij zeer hoge grondwaterstanden kan ontsnappen naar de atmosfeer.

De twee typen metingen die in de artikelen worden geanalyseerd vullen elkaar goed aan en helpen om de bodemprocessen te monitoren. Het gebruik van redoxsensoren, zoals in het artikel van Jim Boonman en collega’s, heeft het voordeel dat ze continue meten en relatief goedkoop zijn ten opzichte van de arbeidsintensieve metingen aan de chemie van het poriewater. Om de redoxmetingen goed te kunnen interpreteren op een bepaalde locatie zijn echter ook de chemiemetingen voor een bepaalde tijd noodzakelijk voor validatie. Op basis van deze inzichten kan een optimale meetstrategie worden gezocht in het vervolgonderzoek.

 

Emissies van methaan uit het veen

Het Nationaal Onderzoeksprogramma Broeikasgassen Veenweiden doet niet alleen onderzoek naar CO2-emissies uit het veen, maar ook naar de emissies van de broeikasgassen lachgas en methaan. Om te ontrafelen welke factoren een rol spelen bij de vorming van methaanemissies is het NOBV op verschillende locaties in 2020 en 2021 begonnen met metingen met behulp van Eddy-Covariance masten. De eerste locatie was het lisdoddeveld in Zegveld, ondertussen zijn daar meerdere locaties bijgekomen. Op dit moment hebben we acht locaties waar met EC-masten continu aan methaanemissies wordt gemeten (drie sites met natuurlijke vegetatie, twee sites met lisdoddes, twee sites met waterinfiltratiesystemen op grasland en een nat grasland). Daarnaast zijn er mobiele metingen.

Waarom is het belangrijk om inzicht te krijgen in methaanemissies uit veenweiden? Methaan onderscheidt zich van CO2 door een relatief korte levensduur in de atmosfeer (het wordt in de atmosfeer uiteindelijk weer afgebroken naar CO2), maar een sterk opwarmende werking. Over een tijdsperiode van 100 jaar heeft methaan een global warming potential van 27 CO2-equivalenten, wat betekent dat het opwarmend effect 27 keer sterker is dan dat van CO2. Er wordt vaak gezegd dat methaanemissie minder erg is, omdat het sneller wordt afgebroken in de atmosfeer. Daar is echter al rekening mee gehouden in die factor van 27 CO2-equivalenten over 100 jaar. Over een periode van 20 jaar is methaan een 80 keer sterker broeikasgas dan CO2. Een toename van de jaarlijkse methaanemissie heeft dus op de korte termijn een relatief sterk effect op de opwarming, een afname van de jaarlijkse emissie zorgt voor een relatief grote beperking van de opwarming. Een CO2-toename zorgt voor een meer langdurige opwarming. Daarom is het belangrijk bij het effect van klimaatmaatregelen in veenweiden ook methaan mee te nemen in de broeikasgasbalans. Hetzelfde geldt voor het broeikasgas lachgas, dat 273 keer sterker is dan CO2 en qua afbraaksnelheid vergelijkbaar is met CO2.

Bij vernatting van veenweidepercelen wordt de kans op methaanemissies groter. Op basis van de metingen tot nu toe blijkt dat methaanemissie toeneemt bij waterstanden boven 20 cm-mv. Een verklaring hiervoor is dat in het verzadigde gedeelte van de veenbodem methaan wordt gevormd via zuurstofloze afbraakprocessen, welke in de onverzadigde zone weer wordt afgebroken tot CO2. Wanneer deze onverzadigde zone dun is, of afwezig, door hoge (grond)waterstanden kan methaan niet volledig worden afgebroken en ontsnapt het naar de atmosfeer.

Niet alleen de grondwaterstand (en fluctuaties hiervan) speelt een rol bij de emissies van methaan. Daarnaast zullen ook factoren als vegetatie, type veen, eventuele bemesting, pH en temperatuur een rol spelen. In het NOBV proberen we de onderliggende mechanismen te ontrafelen en te bepalen op wat voor manier deze factoren een rol spelen. Een paar voorbeelden van vegetatie eigenschappen die invloed kunnen hebben op de methaanemissies zijn de holle stengels van bijvoorbeeld lisdoddes die gassen kunnen transporteren, of de symbiose van veenmos met methaan-etende bacteriën.

Metingen van methaan binnen het NOBV worden in de komende tijd gebruikt om de mechanismen achter de emissies te ontrafelen. Op veel plekken is nog slechts één volledig meetjaar beschikbaar om een jaarbalans voor op te maken (voor alle meetsites is dit gedaan over 2022, de balans van 2023 wordt dit voorjaar/zomer geanalyseerd). De metingen laten tot nu toe zien dat veel variatie mogelijk is in methaanemissies, zowel tussen locaties als tussen meetjaren. Bij de lisdoddes in Zegveld waren de emissies in 2022 rond de 12 ton CO2-eq per ha. In de natuursites lagen de emissies voor dat jaar tussen de 8 en 15 ton CO2-eq per ha.  Er wordt op dit moment gewerkt aan de definitieve getallen met hun foutmarges, welke binnenkort in een wetenschappelijk paper worden gepubliceerd. Een deel van de resultaten is ook gepresenteerd in het NOBV-webinar van 3 juli 2023.

Wat het netto effect is van de methaanemissies op broeikasgassen is afhankelijk van de totale broeikasgasbalans. Hierin worden ook de CO2-uitstoot, koolstofaanvoer en koolstofafvoer meegenomen. Op den duur komt hier ook lachgas bij. Komend jaar werkt het NOBV verder aan het opbouwen van mechanistisch begrip rondom de vorming van methaanemissies. Ook wordt er gewerkt aan het inbouwen van methaanvormende processen in het emissieregistratiesysteem SOMERS.

De redoxpotentiaal als indicator voor afbraakprocessen in gedraineerde veenbodems: een waardevolle tool bij het monitoren van vernatten

Afgelopen november hebben onderzoekers van het NOBV een nieuw paper gepubliceerd dat een belangrijke bijdrage levert aan onze kennis over broeikasgassen uit het veen!
In het onderzoek zijn de metingen van redoxsensoren op meetlocaties geanalyseerd en vergeleken met ander type metingen. Hieruit blijkt dat de redoxmetingen een goede indicatie geven van de afbraakprocessen die op verschillende dieptes, door het jaar heen, plaatsvinden in de veenbodem. De metingen kunnen niet alleen als aanwijzing worden gebruikt voor de aanwezigheid van zuurstof, maar wijzen ook op het voorkomen/plaatsvinden van andere afbraakprocessen zonder zuurstof. Door het gebruik van de sensoren is geleerd hoe deze bodemprocessen verschillen van locatie tot locatie en hoe deze processen veranderen bij vernattingsmaatregelen.

Het onderzoek toont aan dat redoxsensoren erg nuttig kunnen zijn bij het meten van de effecten van vernattingsmaatregelen op veenafbraak. Daarnaast is het mogelijk met vervolgonderzoek te werken aan relaties tussen de redoxmetingen en broeikasgasemissies. Wanneer we die relatie weten kunnen redoxmetingen op termijn de directe metingen van broeikasgassen, die zowel complexer als duurder zijn, deels vervangen.

De volledige publicatie is hier te vinden.

SOMERS 2.0: rekenregels, dashboard en webinar

In het NOBV is het registratiesysteem SOMERS (Soil Organic Matter Emission Registration System) ontwikkeld. SOMERS is in staat om voor veenbodems en moerige bodems in de kustvlakte de CO2-uitstoot te bepalen onder verschillende omstandigheden bij verschillend (water)beheer. In 2022 is SOMERS 1.0 opgeleverd. SOMERS 1.0 is een procesmodel, waarmee de CO2-uitstoot op perceelsniveau kan worden berekend door op basis van landelijke datasets over het weer, bodem- en perceelskenmerken aannames te maken over de afbraakcondities, zoals bodemvocht en bodemtemperatuur. Voor SOMERS 2.0 zijn zowel de modelconcepten als de kalibratie van het model aanzienlijk uitgebreid en verbeterd.

Rekenregels
Het registratiesysteem wordt gebruikt om de ontwikkeling van de broeikasuitstoot in het verleden te bepalen ten behoeve van monitoring, om de huidige uitstoot van Nederland te bepalen, en om de toekomstige uitstoot te bepalen onder gestandaardiseerde omstandigheden. Deze laatste toepassing zijn de rekenregels. De rekenregels op basis van SOMERS 2.0 zijn in december 2023 gepubliceerd en deze vervangen de rekenregels die zijn gemaakt met SOMERS 1.0. Doelgroep voor de rekenregels zijn partijen en organisaties die bij het bepalen van de strategie in het veenweidegebied een inschatting van de mogelijke effecten van maatregelen op gebiedsniveau willen berekenen.

Dashboard
Op basis van de rekenregels heeft het ministerie van LNV door Royal HaskoningDHV, in nauwe afstemming met het NOBV, het ‘Dashboard SOMERS 2.0 Rekenregels’ laten ontwikkelen. In dit dashboard zijn de rekenregels SOMERS 2.0 verwerkt. Het dashboard is bedoeld voor grondeigenaren en -gebruikers om op een eenvoudige manier (door middel van het aanklikken van percelen) inzicht te krijgen in de met de rekenregels berekende CO2-emissie van mogelijke maatregelen.

Rapportage en webinar
Binnenkort verschijnt de rapportage over SOMERS 2.0. Deze zal gepubliceerd worden op de website. Over de NOBV-resultaten tot nu toe zijn verschillende papers opgeleverd. De papers zijn hier te vinden.
Op maandag 29 januari 2024 organiseerde het NOBV een webinar over SOMERS 2.0, de rekenregels en het dashboard. In deze online bijeenkomst gingen we kort in op de nieuwe mogelijkheden die SOMERS 2.0 biedt, op de rekenregels en het dashboard en konden vragen worden gesteld aan de experts.

>> Kijk hier het webinar terug.

Meten aan moerasnatuur

Sinds dit jaar zijn twee natuurlocaties in Groningen, Onlanden en polder Camphuys, onderdeel van het NOBV. Op deze referentielocaties wordt de verwachte emissie bij dit landschap in kaart gebracht en wordt de opslag van koolstof onderzocht. In Onlanden en polder Camphuys werden al langer broeikasgassen gemeten door Wageningen University & Research. Daarover is eind 2022 een rapport verschenen.

De metingen aan deze jonge veenmoerassen worden de komende jaren voortgezet binnen het NOBV. Bij natte natuurprojecten op veen en moeraszones bestaat het risico op toenemende emissies van methaan (‘moerasgas’). Methaan heeft een veel sterkere broeikaswerking en zou de CO2-vastlegging weer deels teniet kunnen doen. Of dit risico van methaanemissies groot of klein is hangt af van verschillende factoren en daarom is meerjarig meten belangrijk om beter inzicht te krijgen in de emissies.

Ook op andere natuurlocaties vinden referentiemetingen plaats. In de Weerribben worden metingen gedaan aan moerasnatuur. In de Wieden wordt op het Duinigermeer gemeten hoeveel broeikasgassen er worden opgenomen en uitgestoten. Er worden CO2– en methaanfluxen gemeten en worden lokale metingen gedaan in de veenbodem en vegetatie om de gemeten fluxen beter te begrijpen. De kennis uit deze natuurlocaties geeft niet alleen inzicht in de potentie tot opslag van koolstof, maar helpt ook om emissies specifieker te kunnen voorspellen uit meer gedetailleerde factoren per wetlandtype.
> Kijk hier voor meer informatie over de NOBV-onderzoekslocaties.