Rapportage registratiesysteem SOMERS

Om te bepalen of de reductiedoelstelling van 1 Mton uit veenweiden zoals vastgelegd in het Klimaatakkoord op termijn daadwerkelijk wordt gehaald, moet de landelijke CO2-uitstoot reductie in het veenweidegebied jaarlijks worden bijgehouden. Daarvoor is het registratiesysteem SOMERS (Subsurface Organic Matter Emission Registration System) ontwikkeld. Met SOMERS zijn rekenregels bepaald die als indicatieve ondersteuning kunnen dienen bij het bepalen van de effecten van voorgestelde maatregelen op de broeikasgasuitstoot in het veenweidegebied.

In december 2022 is de rapportage over SOMERS 1.0 opgeleverd. De rapportage dient als achtergronddocument bij de rekenregels. Ook worden de monitoringsfilosofie en redenatielijn die hebben geleid tot de totstandkoming van SOMERS beschreven. Tot slot bevat de rapportage twee technische bijlagen waarin de onderliggende rekenmodellen van SOMERS worden toegelicht. De rapportage en de bijlagen zijn hier te vinden.

Bodembeweging van de Nederlandse veengebieden monitoren met InSAR

Hoeveel tijd is er verstreken?

Het antwoord lijkt misschien simpel: drie uur! Maar in werkelijkheid is het iets ingewikkelder. Het kan ook zo zijn dat er vijftien uur zijn verstreken, of zevenentwintig. Het zou zelfs kunnen dat de rechterklok een beeld is van negen uur eerder.

Dit is wat we noemen een ambigue meting. Er zijn een oneindig aantal oplossingen voor deze vraag, namelijk: , waar  een willekeurig heel getal is. Maar als er oneindig veel oplossingen zijn, betekent dat dan dat we de tijd niet met klokken kunnen bepalen? Natuurlijk niet, maar het betekent dat we wat aanvullende informatie nodig hebben om de meting eenduidig ​​te maken. Misschien weet u bijvoorbeeld dat het nog steeds dezelfde dag is en dat de zon nog op is, dus het is niet mogelijk dat er al meer dan 12 uur zijn verstreken.

Ook met radarinterferometrie (Interferometrische Synthetische Apertuur Radar, ook wel InSAR genoemd) lopen we tegen deze uitdaging aan. Verschillende radarsatellieten vliegen rond de aarde en maken herhaaldelijk opnamen van het aardoppervlak. Ze doen dit al sinds 1992, en inmiddels wordt elke paar dagen een nieuw beeld van Nederland opgenomen. De radar neemt namelijk de aarde waar in een hoek, de fase. Dus ook de lineaire (rechte) bodembeweging wordt in graden gemeten: de bodem beweegt tussen de -180° en 180°. Dat betekent dat de radarmetingen van bodembeweging, de fase, in de loop van de tijd resulteren in faseontwikkeling ofwel: phase wrapping (zie het linker figuur hieronder).

Kijk eens naar de linker grafiek hierboven. Metingen van een object dat met een langzame, lineaire snelheid beweegt, zullen uiteindelijk de drempel van 180° overschrijden en weer teruggaan naar -180°. Om de oorspronkelijke lineaire beweging te ontrafelen (zoals weergegeven in de rechtergrafiek) is het nodig de fase te ontrafelen: phase-unwrapping. Dit is een cruciale stap in de InSAR-analyse. Omdat ook hier sprake is van een oneindig aantal oplossingen, hebben we te maken met een ambigue vraag zoals die van de klok. Om dit ambiguïteitsprobleem op te lossen hebben we of aanvullende informatie nodig of moeten we aannames doen, zoals bij het probleem met de klok. De standaardmethode die voor InSAR wordt gebruikt, is de aanname dat het antwoord met de kleinste faseverandering het juiste is. Dat betekent dat we aannemen dat een verspringing van 2° logischer is dan een verspringing van 362°.

Deze aanpak is vaak goed te onderbouwen, maar we merken dat het niet werkt bij het monitoren van de Nederlandse veengebieden! Veengronden kunnen zo snel bewegen dat een grote opwaartse deining (zwel) met deze aanpak ook kan worden weergegeven als een kleinere neerwaartse inkrimping.

Om dit probleem op te lossen, heeft NWA-LOSS onderzoeker Philip Conroy (TU Delft) een ‘deep neural network’ (een type machine learning) getraind om te voorspellen of de bodem al dan niet omhoog of omlaag zou bewegen. Daarbij wordt gekeken naar neerslag, temperatuur en tijd van het jaar. Dit zijn de factoren waarvan we weten dat ze een sterk effect hebben op de korte termijn beweging (krimp en zwel) van veengronden. Op deze manier gebruiken we de schattingen van dit neural network als de benodigde aanvullende informatie bij de ‘phase unwrapping’. Zo hebben we het gebruik van InSAR mogelijk gemaakt voor het monitoren van de bodembeweging van de Nederlandse veengebieden.

Bekijk het volledige (open-access) artikel (Engels): Probabilistic Estimation of InSAR Displacement Phase Guided by Contextual Information and Artificial Intelligence

In voorjaar 2023 organiseert het NOBV we een webinar over LIDAR en InSar. De uitnodiging daarvoor volgt binnenkort. Wilt u meer weten over NWA-LOSS? Kijk dan hier.

Sessie Veenafbraak en het ontstaan van broeikasgassen op het Nationaal Congres Bodemdaling

Op het Nationaal Congres Bodemdaling dat plaatsvond op 6 oktober jl. gaf onderzoeker Mariet Hefting (Universiteit Utrecht) namens het NOBV en NWA-LOSS een sessie over veenafbraak en het ontstaan van broeikasgassen in veenweiden. De deelnemers gingen ook zelf aan de slag met het bouwen van veenkolommen van Lego. De presentatie van deze sessie is hier te vinden.

Emissies van broeikasgassen uit veenweiden

In het Klimaatakkoord is vanuit de Sectortafel Landbouw en Landgebruik afgesproken dat de broeikasgasemissies uit veenweiden in 2030 moeten worden verminderd met 1,0 Mton CO2-equivalent per jaar. Het NOBV doet in dat kader onderzoek naar de huidige emissies en de effecten van maatregelen om emissies te reduceren. In Tijdschrift Bodem – Tijdschrift over duurzaam bodembeheer 2022 nr.4 een artikel van NOBV-programmamanager Pui Mee Chan over de eerste bevindingen.

Bodemdaling door veenoxidatie

In Tijdschrift Bodem – Tijdschrift over duurzaam bodembeheer 2022 nr.4 een artikel van onderzoeker Jan van den Akker (WENR) en NOBV-programmamanager Pui Mee Chan over Bodemdaling door veenoxidatie.

In veengebieden kan bodemdaling als gevolg van veenoxidatie gerelateerd worden aan broeikasgasemissies. Hoe wordt die bodemdaling veroorzaakt en waarom komt daar CO2 bij vrij? En kan een monitoring van bodemdaling worden gebruikt om CO2-emissies te monitoren? Lees het hele artikel hier.

Eindrapportage Innovatie Programma Veen

Op de NOBV-locatie in Assendelft is de afgelopen jaren samengewerkt met het Innovatie Programma Veen (IPV). Het IPV heeft vijf jaar onderzoek gedaan naar andere manieren van landgebruik in veenweidegebied. In mei 2022 is het IPV afgerond en is de IPV Eindrapportage 2017-2022 verschenen. Ook is er een eindfilm over het Innovatie Programma opgeleverd. Het eindrapport, de film en meer informatie zijn hier te vinden.

Meten van broeikasgasemissies uit sloten

Begin 2022 is in Zegveld en Lange Weide gestart met het onderzoek naar broeikasgasemissies uit sloten. Dit onderzoek wordt uitgevoerd door Judith van der Knaap, aio aan de Radboud Universiteit (RU, Nijmegen). Aan de hand van verschillende meetmethodes wordt er door het jaar heen de broeikasgasuitstoot uit sloten gemeten. Daarbij wordt er ook gekeken naar de relatie tussen de broeikasgassen en biogeochemische processen in de sloot.

Er is nog weinig bekend over emissies uit sloten. Huidige meetmethodes zijn arbeidsintensief en op punten gebaseerd. Voor dit innovatieve onderzoek moet dan ook nieuwe apparatuur ontwikkeld worden. Zo werkt de RU aan drijvende apparatuur die is voorzien van een automatisch kamersysteem voor het meten van CO-fluxen en een bubbletrap voor het meten van methaanemissies. Daarnaast wordt er gewerkt aan een apparaat dat ter plaatste de concentratie van opgeloste broeikasgassen in de sloot kan meten. Naast metingen met betrekking tot broeikasgasemissies worden er ook andere metingen uitgevoerd, zoals baggerhoogte metingen en analyses van het (porie)water.

In de deelexpeditie van 28 maart gaven Ralf Aben, post-doc onderzoeker aan de RU, en Judith van der Knaap een presentatie over het slootonderzoek. Deze deelexpeditie is hier terug te kijken.

30 mei Deelexpeditie Broeikasgassen Veenweiden

In de deelexpeditie van 30 mei 2022, in samenwerking met Wageningen University (WU), TNO en het NKB kwamen onder meer metingen met eddy covariance, lachgasmetingen, ruimtelijke variatie, opschaling en vliegtuigmetingen aan bod.

  • Bart Kruijt, onderzoeker bij de WU op het gebied van klimaatverandering, koolstofcyclus, land-atmosfeer interacties en het Amazonegebied, ging in op het meten van de variatie in CO2– en methaanemissies met vaste en mobiele eddy covariance;
  • Onderzoeker Arnoud Frumau van TNO gaf een toelichting op lachgasmetingen met behulp van eddy covariance en geavanceerde apparatuur;
  • Ronald Hutjes, universitair hoofddocent landgebruik-klimaat interacties aan de WU, zoomde in op het integreren van metingen tussen de perceel- en landschapsschaal met de vliegtuigmetingen die de WU uitvoert binnen het NOBV.

>> Kijk hier de deelexpeditie terug

Rekenregels SOMERS

Om te bepalen of de reductiedoelstelling van 1 Mton uit veenweiden zoals vastgelegd in het Klimaatakkoord op termijn daadwerkelijk wordt gehaald, moet de landelijke CO2-uitstoot reductie in het veenweidegebied jaarlijks worden bijgehouden. Daarvoor is het registratiesysteem SOMERS (Subsurface Organic Matter Emission Registration System) ontwikkeld. Met SOMERS zijn rekenregels bepaald die als indicatieve ondersteuning kunnen dienen bij het bepalen van de effecten van voorgestelde maatregelen op de broeikasgasuitstoot in het veenweidegebied. Het zijn inschattingen voor ‘karakteristieke’ situaties in drie verschillende gebieden in Nederland. De modellen waarmee deze rekenregels zijn opgesteld hebben als hoofddoel het monitoren van de reductie van emissie van broeikasgassen, en kijken dus naar het peilgestuurde veenweidegebied in heel Nederland.

De rekenregels voor de karakteristieke’ situaties in drie verschillende gebieden in Nederland en een toelichting op het gebruik van de rekenregels zijn hier te vinden.

Rapportage en informatiesessie monitoringssysteem SOMERS

Om te bepalen of de reductiedoelstelling van 1 Mton uit veenweiden zoals vastgelegd in het Klimaatakkoord op termijn daadwerkelijk wordt gehaald, moet de landelijke CO2-uitstoot reductie in het veenweidegebied jaarlijks worden bijgehouden. Daarvoor is SOMERS (Subsurface Organic Matter Emission Registration System) ontwikkeld. Met SOMERS kan de CO2-uitstoot op perceelsniveau worden bepaald – met én zonder maatregel. Het systeem is momenteel werkzaam voor hydrologische maatregelen, zoals slootwaterpeilaanpassingen, onderwaterdrainage en drukdrainage.

Voor het monitoren van de landelijke uitstoot en de reductie daarvan bij de genomen maatregelen is het belangrijk om dit zo specifiek mogelijk te doen voor de verschillende omstandigheden in het veenweidegebied. Het is duidelijk dat zaken zoals de bodemopbouw, de drooglegging, het weer, de kwel/wegzijging, perceelsbreedte en bijvoorbeeld het beheer/gebruik invloed hebben op de broeikasgasuitstoot en de werking van een maatregel. Met deze variatie kan rekening worden gehouden bij het gebruik van een procesmodel. Daarom maakt SOMERS gebruik van verschillende hydrologische en koolstofcyclus procesmodellen. De procesmodellen kunnen steeds worden verbeterd op het moment dat het mechanistisch begrip door het NOBV verder ontwikkelt. Met steeds langere meetreeksen worden de onzekerheden in de uitkomsten ook steeds kleiner.

De huidige operationele versie van SOMERS is een 1.0 versie, die reductiepercentages oplevert die in betrouwbaarheid ongeveer gelijk zijn aan, of iets beter dan, bestaande modellen. Het grote voordeel is echter dat de onzekerheden kunnen worden gekwantificeerd. In SOMERS 1.0 zijn berekeningen gemaakt van de verwachte reductie in CO2-emissie per ha per jaar (ton CO2) bij verschillende slootwaterpeilen, slootafstanden (breedte percelen) en archetypes van veengronden. Deze reductiepercentages uit SOMERS 1.0 zullen gebruikt worden bij de monitoring van de reductie van de uitstoot sinds 1 januari 2017 door de genomen en te nemen maatregelen.  De resultaten van SOMERS worden getoetst aan metingen die binnen het NOBV zijn gedaan, hoewel de meetreeksen nu nog kort zijn. Het model zal naarmate het NOBV verder vordert doorlopend geüpdatet worden met de nieuwste wetenschappelijke inzichten en de resultaten van de metingen.

Afgelopen najaar zijn de eerste bevindingen van het NOBV opgeleverd en is er een online vragensessie over SOMERS georganiseerd. Deze sessie is hier terug te kijken. In 2022 wordt een rapportage opgeleverd met een uitgebreidere toelichting op de monitoringsmethodiek. Deze rapportage zal binnenkort gepubliceerd worden op de website.Op 10 maart organiseerden we een tweede online vragensessie over SOMERS. Verschillende onderzoekers schoven aan om antwoord te geven op vragen over het monitoringssysteem. U kunt de sessie terugkijken via deze link. Voor meer informatie kunt u contact opnemen via info@nobveenweiden.nl