De voornaamste doelstelling van de studiedag over de interactie tussen de bodem, grondwater en ecosysteem was om de recente ontwikkelingen in het meten en modelleren van waterkwantiteit en -kwaliteit in de verzadigde en onverzadigde zone en de interactie met de ecologie te confronteren. De lezingen in de voormiddag concentreerden zich om de sleutelpositie van de bodem voor verdeling van water over afvoer, verdamping, doorsijpeling binnen de hydrologische cyclus en de interactie met de ecosystemen. In de namiddag werd aandacht besteed aan de relatie tussen natuurlijke vegetaties en hydrologische randvoorwaarden, die het gevolg zijn van een combinatie van landschappelijke aspecten, grondwater gerelateerde processen en bodemkenmerken.

Oorspronkelijk was de kennis van de N- P- K plantnutriënten en de organische stof huishouding volledig gericht op het verhogen van de landbouwkundige productie. Nu is de optimale nutriënten balans naar de vegetatie en de waterkwaliteit van grond- en rivierwater een belangrijke doelstelling. De bodem kan hierbij zowel een bufferende als een nefaste werking hebben op pollutie. De Belgische Bodemkundige Dienst volgt de tendensen van de nitraatstikstof sinds 1990 op de voet en beschikt over een uitgebreide dataset. De oorspronkelijke landbouwkundige toepassingen waren meestal op het niveau van individuele velden. De modellen van waterstroming en transport van opgeloste stoffen stelden de velden meestal voor als representatieve een-dimensionale kolommen. Op grotere schaal zoals op Europees niveau wenst men de verontreiniging door agro-chemicaliën terug dringen, daarom dient men simulatie-resultaten van veld-schaal naar de regionale Europese schaal te extrapoleren.

De bodemwaterhuishouding bepaalt de omstandigheden in de wortelzone van de vegetatie. Een aantal lezingen handelden over moderne technieken om te meten. Een belangrijke variabele in de bodem, als 3 fase medium, is het variabele watergehalte. In deze onverzadigde zone wenst men daarenboven de concentratie aan opgeloste stoffen te kennen. Moderne meet-technieken, zoals Time Domain Reflectometry (TDR), tomografie, temperatuursprofielen, maken gebruik van (geo-)fysische eigenschappen van het water in de bodem. De opgeloste stoffen in de onverzadigde zone kunnen door middel van "wicks" bemonsterd worden.

De modellering van de vegetatie en haar standplaats heeft als gemeenschappelijke noemer met het voorgaande dat de wortelzone van de vegetatie zich eveneens in de bodem bevindt. De dynamiek van het ondiepe grondwater en de vochtige onverzadigde zone van de bodem boven het grondwater is een van de belangrijkste ecohydrologische factoren. Men gebruikt men dikwijls grondwater of oppervlakte water-modellen om vegetatie-patronen te verklaren en te voorspellen. Een belangrijke uitdaging is dat de grondwater of oppervlakte water modellen respectievelijk bedoeld zijn voor de grondwater voorraden en de rivier-afvoeren te kwantificeren en te voorspellen. De vegetatie-ecologie vergt echter in de eerste plaats nauwkeurige voorspelling van de dynamiek van het ondiepe grondwater. De bestaande modellen zijn hiervoor minder geschikt. Een belangrijke waarschuwing werd ook geopperd: de fijnmazige GIS-kaarten en modellen kunnen een valse perceptie van nauwkeurigheid en voorspelbaarheid wekken. Echter is de basis kennis van ecologie en hydrologie nog altijd de voornaamste basis voor geloofwaardigheid.

Een belangrijk besluit van de studiedag is dat er nog een grote afstand is tussen de fundamentele bodemfysische benadering, die vooral in de voormiddag aan bod kwam, en de ecohydrologische modellen, gedurende de namiddag bediscussieerd. De laatsten zijn vragende partij voor een betere voorspelling van de dynamiek van het ondiepe grondwater. De bodemfysica kan hiervoor een bijdrage leveren.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het gebruik van plantbeschermingsmiddelen in de landbouw en daarbuiten gaat vaak gepaard met belasting van grondwaterlichamen door uitspoeling uit de onverzadigde bodemzone. De hoeveelheid actieve stof dat potentieel het grondwaterlichaam kan bereiken kan berekend worden op basis van systeemmodellen die het gedrag van actieve ingrediënten in het bodemecosysteem simuleren. Dergelijke berekeningen zijn van nut voor risico-analyses ter ondersteuning van de registratie van actieve producten of voor het opstellen van kwetsbaarheidskaarten in functie van bodemtypologie en landgebruik.

Het modelleren van uitspoeling op regionale schaal gaat gepaard met de klassieke problemen van bodemsysteemmodellen: conceptuele onzekerheid omwille van de complexiteit van de processen die het gedrag van agro-chemicaliën in het bodemsysteem bepalen, extreme variabiliteit in tijd en ruimte van de relevante processen, parameteridentificatie problemen door gebrekkige bemonsteringscapaciteit, en, uiteindelijk, problematische opschalingstechnieken. Om dergelijke technische en wetenschappelijke problemen aan te pakken worden verschillende modelleringsstrategiën gevolgd. De diversiteit van modellen die gebruikt kunnen worden om uitspoeling te begroten is daarom ook zeer groot.

In deze presentatie worden twee modelbenaderingen toegelicht die mogelijke grondwaterbelasting door uitspoeling van agro-chemicaliën op regionale schaal kunnen begroten. De eerste benadering is gebaseerd op de ruimtelijke verdeling van deterministische en procesgebaseerde puntmodellen. In deze benadering wordt ervan uitgegaan dat de deterministiche en procesgebaseerde puntmodellen voldoende gevalideerd zijn op de lokale schaal en dat kennis van de ruimtelijke verdeling van bodemsysteem variabelen opschaling mogelijke maken binnen een GIS kaderwerk. In een tweede benadering wordt een vereenvoudigd model afgeleid van het gevalideerd referentiemodel, i.e. er wordt een meta-model opgesteld. Een dergelijk meta-model is eenvoudiger in modelstructuur en direct compatibel met gegevensbestanden die op regionale schaal beschikbaar zijn. De twee modelbenaderingen worden functioneel vergeleken voor de berekening van grondwaterbelasting. Eveneens wordt een kanttekening m.b.t. de validatie van de methodologie gemaakt. De voorgestelde berekeningen worden momenteel geïntegreerd in de programma's voor de registratie van agro-chemicaliën op nationaal en europees, evenals het monitoren van de implementatie van de thematische strategie i.v.m. pesticiden.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Weersinvloeden en perceelsgebonden factoren bemoeilijken gevoelig de interpretatie van nitraatgehaltes in de bodem. In het volgende onderzoek werd getracht om klimaatseffecten op het voorjaarsnitraatgehalte in de bodem te identificeren waardoor kan nagegaan worden of er mogelijk een evolutie plaatsgrijpt in dit voorjaarsnitraatgehalte in het bodemprofiel sinds 1990.

De Bodemkundige Dienst van België bemonstert jaarlijks in opdracht van de Belgische landbouwbedrijven tijdens de winterperiode en in het vroege voorjaar landbouwpercelen om de optimale N-bemesting te bepalen voor de volgende teelt. De bemestingsadviezen worden opgesteld a.h.v. de N-indexmethode (Geypens et al., 1990) op basis van 18 factoren. Hiertoe worden in de vroege voorjaarsperiode jaarlijks meer dan 20.000 grondstalen genomen van 3 bodemlagen, 0-30 cm-mv, 30-60 cm-mv, en 60-90cm-mv, waarop onder meer het nitraatgehalte wordt bepaald.

De voorjaarsnitraatstikstofreserve wordt door een groot aantal factoren bepaald waaronder het nitraatresidu in het voorgaande najaar en de uitspoeling tijdens de winterperiode. De omvang van de nitraatuitspoeling hangt in hoge mate samen met de weersomstandigheden en vooral met het neerslagoverschot in de periode voorafgaand aan de staalname. Het nitraatresidu in het najaar wordt o.a. beïnvloed door de N-benutting van de voorteelt welke in relatie staat tot eventuele droogte tijdens het voorgaande teeltseizoen.

Naar analogie met de weergave in de publicatie 'De chemische bodemvruchtbaarheid van het Belgische akkerbouw- en weilandareaal' (Vanden Auweele W. et al., 2004) werd in het huidige onderzoek per jaar, over de periode van 1990 tot 2007, de gemiddelde nitraatstikstofreserve in de bodem in het profiel in de bodemlagen tussen 0 en 90 cm onder maaiveld berekend. Er werd geen onderscheid gemaakt naar teelt of bodemtype. Via multiple regressie werd het verband gezocht tussen de gemeten nitraatreserves en het neerslagoverschot van de maanden oktober tot februari, evenals het neerslagtekort van de voorgaande zomer. Het jaartal (1990 = 1, 1992 = 2, enz..) werd eveneens betrokken in de analyse.

Een model dat de voorjaarsnitraatstikstofreserve in het bodemprofiel verklaart op basis van het neerslagoverschot in de periode van oktober tot februari, de droogte van de 3 voorgaande zomers, en het jaartal, is zeer significant (R² = 0.75 ***).

Na verrekening van de weersinvloeden blijkt dat de gemeten voorjaarsnitraatstikstofreserve in de bodem afnam met gemiddeld 1.7 kg NO3-N/ha.jaar. Over de periode van 18 jaar betekent dit een vermindering met 31 kg NO3-N/ha. Verklaringen hiervoor kunnen o.m. gezocht worden in verbeterde teeltmaatregelen zoals de meer voorkomende inzaai van groenbemesters, meer accurate stikstofbemesting, en verschuiving van het drijfmestgebruik naar het voorjaar.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het voorkomen en het verspreidingspatroon van vegetatie in moerasgebieden is in grote mate gecontroleerd door de hydrologie van de standplaats. Ecohydrologische studies onderzoeken de relatie tussen hydrologie en vegetatie en ecohydrologische modellen zijn veelal gebaseerd op statistische relaties tussen de verspreiding van plantensoorten en hydrologische variabelen, in de meeste gevallen beperkt tot grondwaterstanden en -amplitudes. In dit onderzoek is een veldstudie en modelleringsstudie uitgevoerd om na te gaan of deze grondwatervariabelen goede voorspellers zijn van de werkelijke standplaatscondities en of ze voldoende informatie bevatten over het beschikbare vocht in de wortelzone.

Het studiegebied is een kwelgebied gelegen in het natuurreservaat de Doode Bemde (ten zuiden van Leuven). Naast de Dijle werd een transect geselecteerd volgens de richting van de topografische gradiënt met hoge oeverwallen en een laaggelegen komgrond en loodrecht op de verschillende gordels van vegetatie omheen de komgrond. In de studie zijn gedurende twee jaar tijdsreeksen van bodemvochtgehaltes (gemeten met een TDR-sonde) en grondwaterstanden opgemeten. De waterstroming in het transect werd gemodelleerd met het HYDRUS-2D model dat variabel-verzadigde waterstroming beschrijft door numerieke oplossing van de Richards vergelijking.
Uit de gemeten tijdsreeksen bleek dat de capillaire opstijging in de alluviale bodems (quasi-)verzadigde omstandigheden in de wortelzone handhaaft gedurende langere periodes dan verwacht op basis van de gemeten grondwaterstanden. Daarenboven is de dikte van deze capillaire zone variabel door de hoge dynamiek in grondwaterstanden in de valleigrond. Dit effect kan de voorspellende kracht van statistische relaties tussen grondwaterstanden en vegetatie verminderen kan ten dele verantwoordelijk geacht worden voor de 'gebiedsfactor' die vaak geobserveerd wordt in toepassingen van ecohydrologische modellen. Het inbrengen van bodemvochtgehaltes in ecohydrologische relaties/modellen kan daarom de overdraagbaarheid tussen gebieden verbeteren.

In de modeltoepassing werden verschillende scenario's met afnemende kwel beschouwd en de resultaten bleken verschillend naargelang grondwaterstanden of bodemvochtgehaltes in de wortelzone werden geanalyseerd. De aanwezigheid van de capillaire zone heeft een bufferend effect op het beschikbare vocht in de wortelzone bij afnemende kwel en om dit effect in rekening te brengen, dient een beschrijving van de onverzadigde zone opgenomen te zijn in het model. De effecten van verminderde kwel op vegetatie werden gekwantificeerd d.m.v. de SEV ('Sum Exceedance Value'), een maat voor de duur en de mate van stress die een plant ondervindt door een tekort of teveel aan water. Toepassing van het SEV-concept bleek een nuttige manier om hydrologische randvoorwaarden te karakteriseren en vertalen naar modelresultaten.

Voor de komst van de Time Domain Reflectometry (TDR) waren de belangrijkste alternatieven om water gehalte in de bodem te meten: het destructief nemen van bodemstalen, het gebruik van de de neutronen sonde via "access-tubes" en de gamma-bron voor laboratorium kolommnen. De eerste methode is totaal ongeschikt voor langdurige proeven tenzij de veld oppervlakte voldoende groot is om voldoende ongestoord veld te reserveren. De twee laatste methodes kunnen voor langere tijd gebruikt worden maar hebben als grootste nadeel het risico om radio-actieve straling. Alleen de gamma-methode, zij het in het laboratorium, kon geautomatiseerd worden. Het meten van de Electrische conductiviteit (EC) daarentegen gebeurde ofwel door staalnames ofwel door permanente meestal 4-electrode sensoren. Het grote voordeel van de TDR is dat eenzelfde sensor kan gebruikt worden om het watergehalte te meten zowel als voor de EC. Deze methode is gebaseerd om de electromagnetische eigenschappen van de bodem en is ongevaarlijk. Deze methode gebruikt ook relatief goedkope sensoren, die eventueel zelf kunnen gemaakt worden en waarbij de dimensies van de sensor kunnen aangepast worden aan de geometrie. Daarenboven kan er automatisch met een tussenstap van minuten gemeten worden. De TDR is daarom nu de belangrijkste methode geworden om bodemvocht te meten. In principe kan deze methode zonder kalibratie gebruikt worden. In deze bijdrage worden de prinicpes en de belangrijkste beperkingen van de TDR methode toegelicht. Vooral de invloed van de EC op de meting van het vochtgehalte wordt kritisch toegelicht.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Geofysische methoden zijn belangrijke hulpmiddelen die traditioneel in de geologie en mijnbouwkunde gebruikt worden om de ondergrond te karakteriseren. Meer recent worden deze methoden ook toegepast om eigenschappen en processen in de bodem en het ondiepe grondwater te onderzoeken. Dit vormt het onderwerp van het vakgebied van de hydrogeofysica (Vereecken et al., 2006). In deze bijdrage zullen de principes en toepassingen van enkele elektromagnetische tomografische geofysische methoden: elektrische weerstands- en impedantietomografie en bodemradar, voorgesteld worden. Met deze tomografische methoden wordt de ondergrond als het ware 'gescant' en de ruimtelijke verdeling van de elektromagnetische bodemeigenschappen 'gereconstrueerd'. Met behulp van petrofysische vergelijkingen wordt een verband tussen elektromagnetische bodemeigenschappen (elektrische geleidbaarheid, diëlektrische permittiviteit, polariseerbaarheid) en hydraulische bodemeigenschappen en bodemtoestandsvariabelen (vochtgehalte, concentratie van opgeloste stoffen) gelegd.

In een eerste voorbeeld wordt het gebruik van elektrische weerstandstomografie om het transport van een zouttracer in een ondiepe grondwaterlaag en in een ongestoorde bodemmonoliet te monitoren, gedemonstreerd. Het tweede voorbeeld behandelt het monitoren van de ruimtelijke verdeling van het bodemvochtgehalte en wateropname in een bos met weerstandstomografie. De toepassing van impedantietomografie om de ruimtelijke verdeling van hydraulische bodemeigenschappen te bepalen, wordt in een derde voorbeeld gedemonstreerd. Het potentieel van deze methode om biologische processen in de ondergrond te monitoren zal ook kort toegelicht worden. In een laatste paar voorbeelden wordt het meten van bodemvochtgehaltes met bodemradar geïllustreerd.

Als onderdeel van het FWO-project 'Fundamentele studie van uitwisselingsprocessen in rivierecosystemen' wordt de interactie tussen het ondiepe grondwater en het oppervlaktewater van beek en overstromingsgebied beschouwd. Het doel is door de ontwikkeling van mechanistische, geïntegreerde ecosysteemmodellen een beter inzicht te krijgen in de diverse fysische en biologische processen en hun interacties in rivieren en overstromingsgebieden qua uitwisseling van water, opgelost en particulair materiaal. Het meten, analyseren en modelmatig vormgeven van watertransport (kwel, infiltratie) in de (water)bodem vormt een essentieel onderdeel.

Verschillende veldmethodes onder meer seepagemeters, temperatuursondes en nesten van piëzometers uitgerust met dataloggers werden toegepast om de grondwaterstroming direct en indirect op te meten. De metingen gebeurden op een geografisch beperkte locale schaal voornamelijk in rivierbeddingen. Verschillende meetcampagnes worden langs de Biebrza rivier in Oost- Polen en de Aa rivier tussen Herentals en Lille uitgevoerd sinds augustus 2004.

De temperatuurprofielen werden geanalyseerd met de programma's Microsoft Excel solver volgens de door Arriaga et al. (2006) gepresenteerde methode, als ook met verschillende MatLab-routines en met een in FEMME ontwikkelde warmtetransport routine voor (water)bodems. Met deze analyse methodes is een onafhankelijke validatie van de meetresultaten mogelijk. Door interpolaties kan het kwel/infiltratie patroon zowel temporeel als ook ruimtelijk beschreven worden.

Verder zijn ook andere parameters zoals bij voorbeeld de hydraulische conductiviteit, die een belangrijke rol in ecologische, hydrologische en hydraulische modellering speelt, indirect afleidbaar als er bijkomende informatie over waterdruk op verschillende bodemdieptes beschikbaar is. Zo kan in FEMME een 'hyporheic zone' model opgesteld worden dat het mogelijk maakt (water)bodemprocessen (mineralisatie, nutriëntendynamiek) te simuleren en te laten interageren met (andere modules van) het beekecosysteemmodel.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het opvangen van water in de onverzadigde zone is een uitdaging. De moeilijkheid is het aanleggen van een geschikte zuigkracht om het water te ontrekken aan de onverzadigde bodem. Traditioneel wordt gebruik gemaakt van 'cup samplers' waarbij een zuigkracht aangelegd wordt over een poreuze 'cup'. Wegens de kleine oppervlakte van deze 'cups', is een schatting van de flux van water of polluenten naar het grondwater onmogelijk. Modernere technieken gebruiken vacuumpompen die een zuigkracht aanleggen over grotere poreuze platen. De aangelegde onderdruk wordt in sommige gevallen automatisch gecontroleerd op basis van matrix potentiaal metingen in de naburige onverstoorde bodem. Deze technieken zijn veelbelovend, doch zeer duur en onderhoudsintensief. In deze studie wordt de nodige zuigkracht gecreëerd met behulp van de capillaire eigenschappen van een glasvezel wiek ('wick sampler'). De lengte van de waterkolom in de wiek bepaalt de zuigkracht waarmee het bodemwater onttrokken wordt. Doel van het experiment is het schatten van de invloed van verhoogde opgeloste organische stof concentraties op de mogelijks versnelde uitspoeling van koper en pesticiden naar het grondwater. Daartoe worden 4 behandelingen toegepast: (i) irrigatie met drijfmest, (ii) irrigatie met afvalwater, (iii) verminderde bodembewerking ('reduced tillage') en (iv) controle. Het opgevangen bodemwater wordt tweewekelijks verzameld en chemisch geanalyseerd in het labo.Vóór de veldinstallatie, werd aan de hand van een axi-symmetrische drie dimensionele modellering het design van de 'wick samplers' geoptimaliseerd. Aan beide kanten van een 16 m lange, 2,5 m diepe en 2 m brede gracht werden 16 'wick samplers' geïnstalleerd op 45 cm diepte onder het maaiveld. Ieder uur worden volgende metingen uitgevoerd: (i) bodemvochtgehaltes aan de hand van 'Time Domain Reflectometry probes' (TDR), (ii) matrix potentialen aan de hand van tensiometers en (iii) waterfluxen aan de hand van druppeltellers. Hierdoor is een gedetailleerde beschrijving van de waterstroming mogelijk. Tensiometers net boven de 'wick samplers' en in de onverstoorde bodem laten toe het effect van de staalname op de waterhuishouding in de buurt de 'wick samplers' te evalueren en eventuele artefacten te identificeren.

Verschillen in de matrix potentiaal gemeten net boven de 'wick samplers' en deze in de onverstoorde bodem zijn zeer klein. Dit betekent dat het bodemwater wordt opgevangen onder de heersende bodemvochtcondities en er dus geen artefacten gecreëerd worden door de 'wick samplers'. Eerste resultaten op basis van een tweemaandelijkse waterbalans tonen dat de waterfluxen die de 'wick samplers' opvangen, samenvallen met het infiltratieoverschot (het verschil tussen regen en evapotransporatie). De studie toont aan dat deze 'wick samplers' een goedkoop, robuust en makkelijk te installeren alternatief zijn voor het monitoren van de kwantiteit en kwaliteit van het water dat uitspoelt uit de wortelzone naar het grondwater toe.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Een belangrijke component van de hydrologie van wetlands is het grondwater. Voor grondwater geldt vooral dat verschillen in peil en samenstelling uiteindelijk resulteren in een verschillend abiotisch milieu, en in verschillende vegetatieypen. In veel Vlaamse beekvalleien was van oorspong een groot oppervlakte in grondwatergevoede wetlands aanwezig Hierin was een duidelijke gradiënt in grondwatersamenstelling aanwezig. Dit leidt tot een verschillend bodemmilieu. Dit is geïllustreerd door de positieve correlatie die bestaat tussen het calcium gehalte in het voedende grondwater en het calcium gehalte in de bodem. Met laatstgenoemde is een duidelijke relatie aangetroffen met de pH van het bodem milieu. Een onderzoek naar de relatie tussen bodem pH, bodemvochtgraad en stikstof toonde aan dat de stikstofcyclus duidelijk hierdoor wordt beïnvloed. Vooral de hoeveelheid beschikbaar nitraat in de bodem is negatief gecorreleerd met het vochtgehalte van de bodem maar positief met de pH van de bodem. Productiviteit van de vegetatie is op haar beurt weer positief gecorreleerd met de hoeveelheid beschikbare nutriënten.

Het effect van grondwater op nutriënten is reeds een goede introductie op de functionaliteit die grondwater speelt in wetlands. Deze rol is zeer variabel en kan niet volledig hier worden beschreven. Echter, een voorbeeld hiervan kan worden gevonden in een ongestoorde grondwatergradiënt in de Biebrzavallei in Polen waar duidelijk verschillen werden gevonden in de nutriëntencyclering als functie van de grondwaterkwaliteit en -peil. Dit kan leiden tot bijv. verschillen in het vastleggen van organische stof in de bodem waar gebieden kunnen verschillen wat betreft het fungeren als "sink" of "source" voor bepaalde stoffen. Hieraan gekoppeld is aangetoond dat grondwater een belangrijke rol speelt bij de retentie van nutriënten in door bijvoorbeeld landbouw gecontamineerde gebieden.

De rol van grondwater bij natuurherstel en andere vormen van functionaliteit moet nog verder worden onderzocht. In bovenstaand stuk tekst is reeds als voorbeeld de rol van grondwater op stikstof cyclus vermeld. Echter, dit is niet het enige nutriënt. Zo is bijvoorbeeld de beschikbaarheid van fosfaat juist hoger onder natte omstandigheden. In hoeverre moet hier een optimalisatie in worden gevonden? Een ander punt is dat in veel wetlands van Vlaanderen de grondwaterdynamiek sterk is veranderd wat met name een verlaging van het oorspronkelijke grondwaterpeil was. Wat is het effect van het weer herstellen van het originele grondwaterpeil? Betekent dit dat oude trofische niveaus weer worden gehaald of is dit niet meer mogelijk gezien de veraarding van veel toplagen in de bodem. Ook de rol bij het bepalen of een gebied nu als sink en source kent nog veel hiaten, ook met in het achterhoofd de "tegengestelde" richtingen van beschikbaarheid in fosfaat en stikstof bij vernatting/verdroging.

Deze punten zijn slechts enkele processen die nog grote vraagtekens hebben. De rol van fundamenteel, en die van toegepast, onderzoek naar de rol van grondwater op ecologische processen is er dan ook een die de komende jaren hoog op de agenda zal staan.

Zoals voor alle levende wezens speelt water ook voor planten een cruciale rol in hun overleving. Water doet dienst als transportmiddel bij nutriëntenopname, koelmiddel door transpiratie, steunmiddel en speelt een rol bij metabolische processen zoals fotosynthese. De horizontale en verticale ruimtelijke verdeling van water in bodem (en atmosfeer) is zeer heterogeen. De manier waarop plantensoorten met deze heterogeniteit omgaan is eveneens zeer divers, maar gebonden aan een aantal fysische en chemische wetmatigheden. Deze voordracht tracht een inzicht te geven in hoe hydrologische processen zoals bodemwaterbeschikbaarheid, grondwaterstand en -fluctuaties, kwel, … en fysico-chemische bodemkarakteristieken zoals nutriëntenbeschikbaarheid, zoutgehalte,… vegetatieontwikkeling sturen. Anderzijds zal ook verduidelijkt worden hoe de vegetatie ook een grote invloed op de verschillende componenten van de hydrologische cyclus en hydrologische karakteristieken zoals bodemwaterbeschikbaarheid kunnen beïnvloeden.

Vanuit het oogpunt integraal waterbeheer is het de taak van de waterbeheerder om voldoende aandacht te hebben voor de natuurkwaliteit van de waterloop en het omliggende valleigebied. De twee belangrijkste factoren die de natuurkwaliteit van het valleigebied bepalen zijn de grondwaterhuishouding en het overstromingsregime.

Voor de waterbeheerder is het belangrijk over de nodige instrumenten te beschikken om de impact van een gewijzigde oppervlaktewaterhuishouding op de natuurkwaliteit van het valleigebied goed te kunnen inschatten. Voor alle ecologische belangrijke waterlopen en valleigebieden werd door VMM afdeling Water een ecologische inventarisatie en visie opgemaakt. In deze opdrachten wordt onder meer aandacht besteed aan de relatie tussen oppervlaktewater, grondwater en vegetatie-ontwikkeling van het valleigebied. Voor grotere ingrepen en voor ecologisch zeer belangrijke gebieden wordt een eco-hydrologische studie opgemaakt. Om ook de impact van overstromingen op de vegetatiekwaliteit op een éénduidige wijze te kunnen inschatten werd een methodologische aanpak voor Vlaanderen uitgewerkt.

De resultaten uit bovenstaande opdrachten worden toegepast bij geplande ingrepen op onder meer volgende projecten:
o Inrichting overstromingsgebieden (bvb. Herk, Begijnenbeek, Winge,...)
o Hermeandering - structuurherstel (bvb: Dommel, Zuunbeek, Grote Nete, Kleine Nete, Jeker,...)
o Visdoorgangen (bvb. IJsse,...)
o (Kruid)Ruiming waterloop (bvb. Abeek)
o ...

Aan de hand van de ervaring in deze en andere case studies zullen kennishiaten en kennisbehoeftes worden aangegeven. Er zal worden geëvalueerd in welke mate de bestaande kennis en beschikbare instrumenten in de praktijk daaraan tegemoet komen. Op basis daarvan zal ingegaan worden op enkele uitdagingen voor de toekomst.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

In 2004-2005 werd door Aeolus i.s.m. VITO een onderzoek uitgevoerd in opdracht van SCR-Sibelco naar de ecohydrologische effecten van natte zandwinningen in de omgeving van Mol-Dessel op 4 gebieden die gevoelig zijn voor verdroging of vernatting. Eén van deze gebieden was de Harde Putten in Mol. De gehanteerde onderzoeksmethodiek was identiek voor de 4 gebieden.

Het onderzoek omvatte 3 delen:
1. Inventariseren en verwerken van hydrologische en ecologische gegevens;
2. Analyse van de effecten van de zandwinning op de receptorgebieden;
3. uitwerken en onderzoeken van bron- en effectgerichte milderende maatregelen.

In de Harde Putten werd een grondwatermeetnet uitgebouwd als aanvulling op het reeds bestaande regionale meetnet van SCR-Sibelco. De detailhydrografie werd in kaart gebracht zodat een goed inzicht ontstond in de afwatering van het gebied. VITO beschikt over een regionaal grondwatermodel dat reeds meerdere jaren de grondwatersituatie omheen de Sibelco-groeven opvolgt en daartoe regelmatig wordt aangevuld en verfijnd. Gebruikmakend van dit model werd voor elke studiegebied een nieuw, zeer gedetailleerd, niet-stationair grondwatermodel opgemaakt, o.a. de detailhydrografie werd ingebracht in het grondwatermodel. In de Harde Putten werd een gebiedsdekkende vegetatiekartering uitgevoerd met bijzondere aandacht voor freatofyten en grondwaterafhankelijke vegetaties.

De effectanalyse werd uitgevoerd door verschillende scenanio's door te rekenen die in essentie de uitbating van de zandgroeves in opeenvolgende tijdsfasen simuleert; vanaf de 0-toestand (voor ontginning) tot de post-exploitatie toestand. Deze scenario's werden eerst hydrologische doorgerekend door VITO en de output hiervan fungeerde als input voor de ecohydrologische modellering. Voor dit laatste werd gebruik gemaakt van het ecohydrologische model NATLES versie 2.1 (Natuurgericht Landevaluatiesysteem, Runhaar et al., 2003). Met dit model is het mogelijk standplaatscondities te berekenen in een GIS-omgeving (ArcView met Spatial Analyst) en gebiedsdekkend weer te geven. De input van NATLES betreft hydrologische gegevens, bodemgegevens en beheer. Op basis van vocht, trofiegraad en zuurgraad berekend het model standplaatscondities. Voor dit onderzoek werd het model gebruikt om standplaatscondities te berekenen onder verschillende hydrologische omstandigheden. De natte zandwinningen hebben in essentie enkel een effect op de standplaatsfactor vocht.

Aangezien uit de effectanalyse bleek dat in de loop van de zandwinning de westelijk helft van de Harde Putten (Habitatrichtlijngebied) belangrijke negatieve effecten ondergaat (standplaats-verdroging), werden effectgerichte milderende maatregelen uitgewerkt. De effectiviteit van deze maatregelen werd hydrologisch en ecohydrologisch doorgerekend.

Waterrijke, terrestrische ecosystemen vormen op Vlaams en internationaal niveau één van de grote prioriteiten in het natuurbeleid. Gebieden met grondwaterafhankelijke vegetatie zijn echter zeer gevoelig voor veranderingen in de waterhuishouding en kunnen niet in isolatie worden beschouwd, omdat ze door waterstromen verbonden zijn met andere delen van het landschap. Actoren in het integraal waterbeleid moeten regelmatig rapporteren over de effecten van ingrepen in de waterhuishouding van het landschap. Europese en regionale regelgevingen zoals de Habitatrichtlijn, de Kaderrichtlijn Water en het Decreet betreffende het Natuurbehoud en het Natuurlijk Milieu zetten beheerders van waterwinningen of rivieren, maar ook overheidsdiensten en beleidsmakers, ertoe aan om hun gevoerde of geplande beleid af te toetsen aan de mogelijke gevolgen voor vochtige en natte biotopen.

Er is een toenemende vraag naar betrouwbare modellen om de effecten van ingrepen in de waterhuishouding op grondwaterafhankelijke vegetaties te evalueren. In Vlaanderen zijn deze modellen eerder beperkt beschikbaar. Het Nederlandse model NICHE (Nature Impact Assessment of Changes in Hydro-Ecological systems) werd op punt te stellen voor toepassingen in Vlaanderen, wat resulteerde in een model NICHE Vlaanderen. Het kan operationeel in Vlaamse valleigebieden worden ingezet en is vanaf 2007 beschikbaar voor een reeks partners in het waterbeleid. NICHE Vlaanderen laat toe om potenties voor vegetaties aan te duiden, gebaseerd op hydrologie en bodemkarakteristieken. Het is ontwikkeld als een ArcGIS-toepassing. Het NICHE model bestaat uit 2 belangrijke componenten nl:
- een reeks beslisregels die de standplaatskarakteristieken bepalen in termen van zuurgraad, voedselrijkdom en grondwaterstand;
- referentiegegevens over standplaatseisen van een reeks vegetatietypes.

De invoer voor het model bestaat uit grondwater hydrologie, bodemtype, overstroming, atmosferische depositie, beheer, landgebruik.

Bij de ontwikkeling van NICHE Vlaanderen werd het model uitvoerig getest in drie testgebieden. Deze gebieden gelegen in De Doode Bemde, Vorsdonkbos-Turfputten en De Vallei van de Zwarte Beek zijn weinig of niet verstoord en de vegetatie is er in evenwicht met de hydrologische randvoorwaarden. De toepasbaarheid werd getoetst in drie casestudies: een hermeanderingsproject van de Dommel (VMM - Afdeling water), grondwaterwinning in Balen - Het scheps (pidpa) en een grondwaterwinning in Weerderlaak - Schoonhoven (VMW). Het is het enige hydro-ecologisch model dat zo uitvoerig en openbaar geëvalueerd werd in Vlaanderen.

NICHE Vlaanderen doet een uitspraak over 28 grondwaterafhankelijke vegetatietypen. Het gaat zowel om bossen, ruigten als graslanden en presteert goed voor een hele reeks vegetatietypen zoals Berkenbroekbos, Mesotroof elzenbroekbos, Ruigte elzenbroekbos, Verbond van Scherpe zegge, Moerasspirea-verbond, Dotterbloem-verbond en Verbond van Zwarte zegge. Ook heides komen aan bod, maar deze konden niet uitvoerig worden getest wegen het ontbreken van geschikte testgebieden.

NICHE Vlaanderen is in staat om op het vlak van potenties verschillen tussen gebieden aan te geven. Het model kan ook differentiëren binnen het gebied zelf door verschillende zones te identificeren. Het model is geschikt om patronen van de berekende vegetaties te bestuderen en kan inzicht geven in het ecosysteem of het gebied. Het kan worden ingezet bij scenario-analyses zoals die worden uitgevoerd in het kader van hydrologische projecten, natuurontwikkeling, milieueffectrapportage e.d.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het model Duraveg maakt het mogelijk voorspellingen te doen van de potentiële vegetatie-ontwikkeling op een bepaalde standplaats. Dit gebeurt op basis van gekende grondwaterstandfluctuatie, bodemopbouw en beheervorm. Op deze manier is het mogelijk aan te geven welke natuurontwikkeling mogelijk is op basis van fysische kenmerken van het milieu. In het bijzonder is Duraveg in staat om deze voorspelling vlakdekkend te doen in een bepaald studiegebied, doordat gebruik wordt gemaakt van gebiedsdekkende voorspellingen van de grondwaterstandfluctuaties met het geohydrologisch model Triwaco. Voorts kan ook bijkomend rekening worden gehouden met andere kenmerken van de standplaats, zoals chemische randvoorwaarden. In de presentatie wordt de algemene werking van het model toegelicht, waarna enkele resultaten uit case-studies worden besproken.

Een belangrijk aspect binnen het ecohydrologisch onderzoek is distributiemodellering, welke het voorkomen van soorten of vegetatietypes tracht te voorspellen aan de hand van hydrologische en hydrogeochemische standplaatscondities. Meestal zijn deze modellen empirisch van aard, waarbij veldobservaties gerelateerd worden aan standplaatscondities op basis van statistische of theoretische technieken. In deze studie werden twee van deze technieken vergeleken: (i) de multiple logistische regressie techniek en (ii) de vrij recent ontwikkelde 'random forest' techniek. Random forest genereert een veelheid aan classificatiebomen waarvan de individuele classificatieresultaten geaggregeerd worden. Op basis van deze twee technieken werden twee distributiemodellen ontwikkeld ter voorspelling van het voorkomen van elf grondwatergebonden vegetatietypes in Vlaamse vallei-ecosystemen. De dataset bestaat uit 1705 rastercellen die een totale oppervlakte van 47.32 ha beslaan. Na de model constructie en kalibratie, werden beide modellen door middel van tweevoudige kruisvalidatie toegepast op onafhankelijke datasets. De gemodelleerde kans op voorkomen werd gebruikt om de vegetatiedistributie binnen het studiegebied te voorspellen. De belangrijkste resultaten die uit deze modelleerstudie naar voren komen zijn:
- Het random forest model doet nooit aan overfitting. De generalisatiefout convergeert steeds naar een minimum wanneer meer classificatiebomen aan het random forest worden toegevoegd.
- Zowel het logistisch regressiemodel als het random forest model werden toegepast op onafhankelijke datasets door middel van tweevoudige kruisvalidatie. Voorspelde vegetatietypes werden vergeleken met de observaties, en de McNemar teststatistiek duidde op een significant betere performantie van het random forest model.
- Vooral de vegetatie in rastercellen in relatief uitgestrekte homogene gebieden werden correct voorspeld. Voor geïsoleerde rastercellen en deze in de overgangszone tussen twee vegetatietypes waren predicties minder nauwkeurig.
- Beide modellen maakten correcte voorspellingen met grote achterliggende kans op voorkomen in het centrum van gebieden met een homogene vegetatie, terwijl die kans afnam naar de rand van die gebieden.

Op basis van deze resultaten werd besloten dat de toepassing van de random forest techniek in ecohydrogische voorspellingsmodellen mogelijk tot betere modelprestaties leidt.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

In vele Europese landen, en zeker ook in Vlaanderen, is de verzoenbaarheid van water- en natuurbeheer in riviervalleien en andere natte gebieden een heet hangijzer. Integrale waterbeheersplannen voor riviervalleien worden verondersteld om rekening te houden met de natuurwaarden in de beïnvloedde gebieden. Een groot deel van de Vlaamse natuurgebieden (natuurreservaten en natuurontwikkelingsgebieden) is net te vinden in diezelfde valleigebieden.

De mogelijkheden voor het behoud of het ontwikkelen van verschillende grondwaterafhankelijke vegetatietypen, zal afhankelijk zijn van de heersende (in te stellen) hydrologische omstandigheden in de terreinen in kwestie.

Om in deze complexe discussies tussen natuurbeheer en waterbeheer(-sing), alle mogelijkheden na te gaan, wordt er steeds meer gebruik gemaakt van hydro-ecologische modellen. Deze modellen maken gebruik van kwantitatieve informatie over waterstromen, -regimes, chemische karakteristieken van water, om na te gaan welke plantensoorten en vegetatietypen al dan niet kunnen voorkomen op verschillende locaties en onder verschillende inrichtingsalternatieven.

Het is de kwaliteit van de referentiegegevens in verband met hydrologische processen van rivieren, bodemkarakteristieken en vooral van grondwaterregime en -samenstellingen die de effectiviteit van deze hydro-ecologische modellen bepaald.

De meeste hydro-ecologische modellen zijn gebaseerd op empirische relaties tussen het voorkomen van plantensoorten en vegetatietypen langs de ene kant en grondwater- (en/of bodem-) karakteristieken aan de andere kant. Sommige modellen maken gebruik van regressietechnieken, andere modellen maken gebruik van zgn. ecologische amplituden voor vde verschillende standplaatsfactoren die bepalen of plantensoorten en vegetatietypen al dan niet op een bepaalde locatie kunnen voorkomen.

In beide gevallen staat of valt het modelresultaat met de kwaliteit van de referentiedata die gebruikt werden om het model te ontwikkelen en te kalibreren.

Deze referentiedata bevatten informatie over het voorkomen van plantensoorten/vegetatietypen) in combinatie met hydrologische standplaatskarakteristieken.

Hoewel het principe erg voor de hand ligt, blijkt het in de praktijk bijzonder moeilijk om een betrouwbaar set van kwalitatief hoogstaande referentiedata te verzamelen.

Naast de beperkingen van tijd en geld, wordt de kwaliteit van referentiedatasets in belangrijke mate beperkt door het niet in evenwicht zijn van de vegetatie met de heersende standplaatskarakteristieken, m.a.w. het vinden van ongestoorde, goed ontwikkelde voorbeelden van grondwaterafhankelijke vegetaties en door te korte tijdreeksen van grondwaterpeilen en -samenstelling.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Sulphur research in Belgium has focused on the S-processes in the soil to improve the knowledge about these processes in Belgian soils and to realize more accurate sulphur balances on field level. This paper deals with the S-movement in the soil by capillary rise and leaching. Both processes are quantified by means of a soil water balance. This daily soil water balance was set up on the basis of soil and plant characteristics, weather conditions and measurements of the soil water content on the field. Two soils were studied in the field experiments. Soil A is slightly influenced and soil B is strongly influenced by the groundwater. The S-input by capillary rise was 22.6 kg S ha-1 in soil A and 77 kg S ha-1 in soil B. S-leaching was also higher in soil B (50.7 kg S ha-1) than in soil A (12 kg S ha-1). Taking into account the other input and output components (deposition, mineralization, fertilization and plant uptake), the S-balance of soil A was in equilibrium and the S-balance of soil B had a surplus of 24 kg S ha-1. Thus, when a soil is strongly influenced by the groundwater, capillary rise and leaching are decisive components in the S-balance.

Emissions of CO2, CH4 and N2O from wetlands are known to depend strongly on oxygen content (soil moisture) and soil temperature. Because these abiotic conditions are strongly modified by the micro-topography, models of greenhouse gas emissions (or uptake) should take this micro-topography into account. Micro-topography in the mire (tall sedge community, upper Biebrza basin, north-eastern Poland) consists mainly of tussocks (Carex caespitosa) that develop as a strategy to escape from anoxic conditions during inundation. The tussocks may differ from intertussock areas in temperature and oxygen availability. Moreover, exudation of labile carbon compounds from the dense root system within and beneath the tussocks may stimulate peat decomposition, and the aerenchym in the roots may transfer methane through the aerobic zone such that the methane escapes oxidation. Thus, micro-topography co-determines the emissions of CO2, CH4 and N2O from wetlands.

Greenhouse gas fluxes from tussocks and inter-tussocks were measured with 6 closed-chambers connected to a portable Photo Acoustic Infra Red Gas Analyzer (Brüel & Kjaer Multi-gas Monitor Type 1302) in combination with a 6-channel multi-sampler. Complementary gas samples were taken with vacutainers and analyzed with a gas chromatograph (Chrompack CP9000) to make a calibration curve for the portable gas analyzer. Soil temperature was measured at 4 different depths together with moisture content in the upper 5cm, redox potential at 5cm, and ground water level. In addition, peat samples were taken from within and between the tussocks for determination of the potential methanogenesis.

In this poster presentation, the results from the two field campaigns will be presented.

Riverine valleys in Flanders used to be characterized by a large area of groundwater fed wetlands. Large areas were very wet and inundation during winter occurred regularly. Moreover, the wetlands were fed by a large scale gradient in groundwater quality. Near the source and in the upper reaches, wetlands were fed mainly by rain and shallow atmocline groundwater, which is typically oligotrophic and acid. In the middle part the impact of young groundwater remained dominant but became gradually more mesotrophic and slightly alkaline. Furthermore, occasional flooding occurred. This became a predominant feature in the lower part of the river where the combination of lithocline groundwater and flooding resulted in eutrophic and alkaline conditions. Human activities have been an integral part of these valleys in recent history and a part of the wetland area was converted to grassland. At most sites however, drainage was superficial and grasslands remained wet to such an extent that intensive use was not possible. Furthermore, the large scale use of fertilizers was not introduced yet and the occurring plant species were mostly specialists, adapted to moist to wet, nutrient poor to moderately nutrient rich conditions. Consequently, a characteristic riverine valley was a highly diverse landscape element with a large variety of wetland species present. Consequently, biodiversity was rich. However, during the 1950’s and 1960’s a large portion of the small, extensively used grasslands and wetlands was subjected to large scale drainage. The intensive use of fertilizers and herbicides was introduced as well and many of the characteristic species disappeared.

To assess the area of wetlands in upstream parts of several riverine valleys nowadays, large scale vegetation mapping projects occurred whereby a species list (plus abundance/species) was constructed for most of the parcels. Furthermore, only areas which were deemed as being (very) wet during 1950’s/1960’s, were included. The species were analyzed with LONDO values. This scale classifies species on their dependence on groundwater and assumes that wetlands (or wet grasslands) have a large proportion of groundwater dependent plant species (“phreatophytes”). The results indicate that only a small part of the contemporary recordings can be classified as a “typical” wetland community. Furthermore, phreatophythes which have become rare like Menyanthes trifofoliata or Succisa pratensis were encountered only sporadically.

To gain more insight in the mechanisms responsible for this decline, more detailed measurements of the groundwater level and soil characteristics were performed in a part of the described communities. These results made clear that groundwater level was indeed an important factor, being higher in communities with a high percentage of phreatophytes. With regards to nutrient availability, the role of nitrogen seemed to be important. Both forms of plant available nitrogen (ammonium and nitrate) were significantly higher in soils where groundwater level had dropped. The concentration of total nitrogen was lower though. Moreover, there was a clear relation between total nitrogen and organic matter content of the soil. Thus, the increase in nitrogen availability is probably the result of an increased rate of mineralisation of organic material. This allows ruderal, nitrophilious, species like Urtica dioica and Rubus spec. to invade.

Within wet communities the proportion of rare phreatophytes was higher in communities which were mown regularly. The absence of management resulted in domination of tall phreatophythes like Filipendula ulmaria. Although no light measurements occured, it can be assumed that these tall species out competed the smaller, less productive phreatophytes.

It can be concluded that for preserving highly valuable species (from a conservation point of view) high groundwater levels have to be maintained but that management is important as well.

Een van de best bewaarde natuurpareltjes binnen de Kempen is het gebied de Zegge. Binnen dit gebied wordt op kleine schaal een grote deel van de oorspronkelijke natuurwaarden, die vroeger in ruimere mate voorhanden moeten zijn geweest, in een Vlaamse beekvallei op enkele meters van elkaar gevonden. Een van de belangrijkste bronnen voor de hoge natuurwaarden is het kleinschalig reliëf. Hierdoor liggen hoger en lager gelegen delen in dichte nabijheid van elkaar en worden bijvoorbeeld op enkele meters afstand van elkaar goed ontwikkelde struikheidevegetaties aangetroffen naast wetlandvegetaties.

Naast de hoogtegradiënt wordt er ook binnen de nattere gebieden een hoge diversiteit aan natuurtypen gevonden. Zo worden zowel aquatische wetlandtypen aangetroffen; met een onderscheid aan soorten van zeer zwak gebufferd en zwak nutriëntenarm water (moerashertshooi), als soorten van meer zure standplaatsen (loos blaasjeskruid, snavelzegge) en ook van wat rijkere standplaatsen (witte waterlelie, gele plomp). Waterstalen toonden aan dat de verschillen in vegetatie inderdaad een reflectie zijn van een verschil in oppervlaktewaterkwaliteit. Ook werd duidelijk dat de kwaliteit van het oppervlaktewater een gevolg is van een verschil in grondwaterkwaliteit.

Echter, het landgebruik in de directe omgevoing vormt een rechtstreekse bedreiging voor de aanwezige natuurwaarden. Grondwater dat vanuit de hoger gelegen landbouwgronden komt aanstromen is o.a. met ammonium en sulfaat verrijkt. Ook het oppervlaktewater is vanzelfsprekend rijker aan nutriënten maar ook ten dele met bufferende ionen. Een verklaring voor deze hogere concentratie aan bufferende ionen ligt waarschijnlijk in de aanwezigheid van het Kanaal van Bocholt-Herenthals. Aangezien dit hoger ligt kan hier kanaalwater uitsijpelen dat dan het zogenaamde kanaalkwel vormt.

Het zuidelijk gelegen landbouwgebied is sterk aan inklinking onderhevig. Hierdoor dreigt de grondwaterstroom af te buigen. Peilbuisanalyses laten zien dat vooral in de zuidelijke zone van de Zegge een dalende trend aanwezig is. Hiermee dreigt het “goede” voedende kwelwater weg te vallen waardoor het aangerijkte kwelwater dieper het gebied in kan dringen. Dit zal dan ten koste gaan van de variatie in vegetatietypen. Oppervlaktewater ter compensatie aanbieden is helemaal uit den boze gezien de hogere nutriëntenladingen en hogere concentraties aan bufferende ionen hierin. Voeding met dit type water zal resulteren in de verdwijning van de kwetsbare vegetaties en resulteren in een vermindering van de biodiversiteit.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het provinciale natuurontwikkelingsproject Grote Getevallei strekt zich uit over de gemeenten Linter en Zoutleeuw. In de vallei van de Grote Gete is tussen Neerlinter en Budingen een projectzone uitgetekend met een oppervlakte van ongeveer 425 ha. Deze is verdeeld over Neerlinter-Drieslinter (267 ha), Melkwezer (68 ha) en Zoutleeuw (90 ha).

In 2005-2006 werd door Aeolus in het kader van het natuurontwikkelingsproject een ecohydrologisch onderzoek uitgevoerd in opdracht van de Provincie Vlaams-Brabant, Dienst Leefmilieu. In deze studie is op basis van abiotische (geologie, bodem, reliëf, grondwater, oppervlaktewater) en biotische (flora, fauna) gegevens een structuurvisie en vervolgens een inrichtingsplan uitgewerkt.
In een latere fase zal deze studie dienen als basis voor de opmaak van een natuurbeheerplan.

In het projectgebied werd een grondwatermeetnet uitgebouwd bestaande uit 4 raaien dwars op de Grote Gete. De detailhydrografie werd in kaart gebracht zodat een goed inzicht ontstond in de afwatering van het gebied. Historische gegevens inzake hydrografie werden maximaal geïnventariseerd en verwerkt. Er werd een grondige analyse uitgevoerd van het reliëf o.b.v. het digitaal hoogtemodel van Vlaanderen (DHM). Binnen de abiotische analyse is bijzondere aandacht gegaan naar de vergelijking van de Bodemkaart van België, een meer recente bodemkaart voor een deel van het gebied van de VLM en de grondwatermeetgegevens. In het projectgebied werd een gebiedsdekkende vegetatiekartering uitgevoerd met bijzondere aandacht voor freatofyten, grondwaterafhankelijke vegetaties en voedselrijkdom. Het faunaonderzoek focuste zich op vogels, libellen en de aanwezigheid van Kamsalamander.

Op basis van historische en actuele abiotische en biotische gegevens werd een structuurvisie uitgewerkt voor het volledige projectgebied; een beeld dat aangeeft waar welke natuurtypes mogelijk en wenselijk zijn. Uit de analyse van de verschillende gegevens blijkt dat de Grote Getevallei ten gevolge van menselijk ingrijpen vooral droger en voedselrijker is geworden. Het resultaat is een tamelijk eenvormige, eerder banale vegetatie die hooguit een flauwe afspiegeling is van de rijkdom en variatie in natuurtypes die een dergelijke vallei behoort te hebben. In de structuurvisie is onderzocht waar en hoe vernatting en verschraling mogelijk is. Daarnaast werd ook onderzocht in welke mate een meer natuurlijke vallei mogelijkheden biedt voor waterberging/overstromingen.

Het eindresultaat van dit onderzoek betreft een inrichtingsplan, waarbij de structuurvisie in praktijk wordt gebracht. Dit is in essentie een praktische vertaling van alle inrichtingsmaatregelen die nodig zijn om de structuurvisie op het terrein te realiseren.

In het kader van het Milieubeleidsplan (MINA-plan 2, Actie 105) van de Vlaamse Overheid werden tussen 1997 en 2002 voor een tiental rivier- en beekvalleien in Vlaanderen ecosysteemvisies uitgewerkt. Een ecosysteemvisie geeft binnen een afgebakend gebied (fysisch-geografische basis) de plaats aan waar bepaalde typen natuur behouden kunnen blijven en/of tot ontwikkeling kunnen komen en waar ruimte gecreëerd kan worden voor aangewezen soorten.

De Vakgroep Hydrologie en Waterbouwkunde van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) nam in vijf van deze ecosysteemvisies de hydrologische modellering voor haar rekening. Aan de hand van de hydrologische modellering (MODFLOW) werd steeds een reeks ‘grondwaterparameters’ bepaald voor de bestaande toestand. In valleigebieden met ondiepe grondwaterstanden en aanzienlijke zones met kwel, vormt de grondwaterhydrologie immers een belangrijke factor inzake de abiotische randvoorwaarden voor vegetatie en natuur.
Bovendien biedt hydrologische modellering de mogelijkheid om gebiedsdekkende informatie te leveren, alsook veranderingen in de hydrologie door middel van scenario’s door te rekenen. Dit maakt meteen de meerwaarde van hydrologische modellering, ondanks een schaalverschil (resolutie ecologische analyse versus hydrologische modelresolutie), voor ecohydrologische studies duidelijk.

Deze hydrologische parameters vormden een belangrijke input voor de ‘vegetatievoorspelling’ (bepalen potenties). Aan de hand van de gesimuleerde hydrologische standplaatsfactoren kan immers het voorkomen van bepaalde vegetatie (typen en/of soorten) ingeschat worden.

Voor de ecosysteemvisie van de Visbeek-Kindernouwbeek (Nete bekken) worden de belangrijkste resultaten getoond. Naast een inschatting van grondwaterparameters (KWANTITEIT) voor de huidige toestand en het vernattingsscenario t.b.v. een vegetatievoorspelling met NICHE, werd eveneens een inschatting gemaakt van de mogelijke aanrijking van een natuurzone via het grondwater (KWALITEIT). Aan de hand van een particle tracking (MODPATH) en een profielmodellering voor het transport van nutriënten (MT3D) werd nagegaan of hoger gelegen landbouwgebieden aan de Visbeek gelegen natuurpercelen beïnvloeden, en werd zo nader inzicht verworven in het functioneren van het lokaal ecosysteem.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

OVAM is partner in het BeNeKempen project. BeNeKempen is een grensoverschrijdende samenwerking met Actief Bodembeheer de Kempen (ABdK) uit Nederland. Het project wordt medegefinancierd met een bijdrage uit het Europese programma INTERREG III voor de Grensregio Vlaanderen – Nederland, deelgebied Euregio Benelux Middengebied.

Het doel van het project BeNeKempen is het uitwerken van een grensoverschrijdende strategie voor het oplossen en/of beheersen van de problematiek rond zware metalen ten gevolge van voormalige non-ferro activiteiten in de Kempen.

In het project werden verschillende werkgroepen opgestart: werkgroep zinkassen, werkgroep risico-evaluatie, werkgroep landbouw, werkgroep natuur en werkgroep water. De belangrijkste doelstellingen van de werkgroep water zijn het uitwerken van een aanpak voor sanering van waterlopen zodat de oppervlaktewaterkwaliteit wordt verbeterd, oplossingen uitwerken voor de problematiek van ruimingsspecie, bewegingen van grondwaterverontreiniging in kaart brengen en maatregelen oplijsten om deze verspreiding te beheersen. Binnen de werkgroep water zijn hiervoor reeds verschillende studies uitgeschreven.

In de studie ‘Water- en massabalans voor drie grensoverschrijdende beken in het grensgebied van de Vlaamse en Nederlandse Kempen’ wordt gezocht naar de herkomst van de verontreiniging in de drie beken. Hierbij gaat het zowel om de oppervlakte waterkwaliteit, de kwaliteit van het zwevend slib en de sedimentkwaliteit. De verontreiniging kan afkomstig zijn van kwel, afspoeling, lozingen, input van kleine grachten of nog andere. De drie opgenomen beken zijn: de Dommel inclusief Eindergatloop, de Tongelreep en de Keersop. Het inzicht kan er toe leiden dat een ingreep om een waterloop duurzaam aan te pakken meer inhoud dan enkel het verwijderen van slib en/of dat de frequentie van ruimen kan worden bepaald. De aanpak om tot een dergelijk inzicht te komen kan worden toegepast op andere waterlopen.

Tevens wordt binnen het BeNeKempen project een regionaal grondwatermodel opgemaakt die de bewegingen van de verontreiniging in en naar het grondwater in kaart moet brengen.

Verder wordt er ook gekeken naar verontreinigd slib. In een piloot worden de verwerkingsmogelijkheden van ruimingsspecie onderzocht. Daarnaast wordt onderzocht onder welke voorwaarden en mits welke maatregelen specie toch op de oever kan worden aangebracht.
1) Door meerdere metingen uit te voeren kon er ook een onderscheid gemaakt worden tussen de nutriëntenstatus van een vegetatie die bepaald wordt door de concentraties en de effectieve opname van N en P die bepaald wordt door de totale N en P inhoud van de plant.

Deze resultaten werden geïntegreerd in een kader dat zou moeten toelaten de nutriëntstatus van een vegetatie te bepalen. Dit zal verder worden besproken om de gevoeligheid voor eutrofiëring in te schatten en het gebruik ervan in eco-hydrologische en nutriënt transport modellen te stimuleren waarbij de nadruk ligt op de wederzijdse interactie tussen N en P.

Het bos van Houthulst is gelegen in het IJzerbekken op een westelijke uitloper van de Centrale Heuvelstreek. De maximale hoogte is +25 m-TAW . Ten noorden en ten zuiden van het bos bevinden zich resp. de Zanddam- en Korversbeek die westwaarts lopen, richting IJzer. Het bos bevindt zich op een dunne zandlaag (max. 10 m) met klei- en leemlagen op wisselende diepte, bovenop een kleilaag met een dikte van meer dan 100 m. Het centrale bosgedeelte, dat behoort tot het militair domein, wordt volledig omsloten door een ruitvormige perifere afwateringsgracht.

Door het ondiepe kleisubstraat worden op heel wat plaatsen stuwwatergronden aangetroffen. Dit uit zich door een dicht patroon van afwateringsgreppels in het bos en de aanwezigheid van poelen, vennetjes,… De omgeving van het bos bestaat nagenoeg volledig uit landbouwgebied. Op veel boerderijen is een ondiepe (freatische) grondwaterwinning aanwezig met een beperkt onttrekkingsdebiet.

Voor het hydrologisch onderzoek werden een vijftiental ondiepe peilbuizen en 2 peillatten geplaatst en genivelleerd. Een 8-tal peilputten werd geplaatst op freatofytisch interessante locaties. De grondwatertijdreeksen werden tweewekelijks opgemeten gedurende 1 jaar (van eind 2004 tot eind 2005).

Uit het éénlagig grondwaterstromingsmodel (MODFLOW) dat voor het bos en omgeving opgemaakt werd kan afgeleid worden dat de huidige grondwaterwinconfiguratie geen invloed uitoefent op de ondiepe grondwaterdynamiek en dus ook niet op de potenties van de standplaatsen. Enkel bij een afstand bosrand-winning vanaf 300 m en minder zouden er effecten kunnen ontstaan naar het bos. De aanleg van een drietal amfibiepoelen in het Vrijbos heeft geen invloed op de lokale piëzometrie.

Het grondwater in het bos heeft een lage buffercapaciteit, wat karakteristiek is voor stagnerend regenwater of lokale kwel. Ad hoc worden verhoogde ortho-fosfaat, nitraat, chloride en sulfaatgehaltes aangetroffen. Het is niet altijd duidelijk of hier antropogene oorzaken aan de basis liggen. Mogelijks gaan fosfaathoudende bodemmineralen in oplossing door de lage calciumgehaltes.

Aan de hand van een soortenkartering van freatofyten, van Rode lijst- en aandachtssoorten, en een vegetatiekartering werden de behouds- en uitbreidingsmogelijkheden voor de heide- en heischrale vegetatie van het munitiedepot van Houthulst geschetst.

Het is opvallend dat de heide- en heischrale vegetaties momenteel meer gebonden zijn aan de menselijke invloeden van kappen en maaien, en de daaruit resulterende lichtrijke omstandigheden, dan aan de lokale hydrologische toestand. Daardoor zijn quasi alle heide- en heischrale vegetaties aan de omgeving van munitiegebouwtjes gebonden. De continuering van een beheer rondom de munitiegebouwtjes en de taluds is dan ook een eerste vereiste om deze vegetaties in stand te houden.

De gemeten grondwaterstanden zijn niet echt representatief voor natte heischrale graslanden. Een tijdreeksmodellering (Menyanthes) gaf inzicht in de te verwachten grondwaterstijghoogtes bij ontbossing en ontstruweling. Uit de gereduceerde evapotranspiratie die hieruit voortvloeit kon gesimuleerd worden dat voor de meetperiode eind 2004 tot eind 2005 de grondwatertafel tot gemiddeld 1 m kon uitstijgen boven de gemeten waarden wat het ondiepe grondwaterregime significant meer geschikt maakt voor natte, heischrale vegetaties.

Door het kappen van struweel en bos tussen de relictvegetaties zal naast een meer geschikte hydrologische situatie ook de lichtrijkdom toenemen en zal de heide ook kunnen uitbreiden in een weinig antropogeen gestoord milieu. Het wegnemen van munitiegebouwtjes zal het beheer van de bestaande relicten gemakkelijker maken.

Dit No Regret project is een onderdeel van het Europese Interreg IIIB Noordzee Programma en bestaat uit een samenwerking van 4 partnerlanden die op zoek gaan naar korte en lange termijn maatregelen om watertekort te voorkomen. Het Vlaamse pilootproject bestaat uit een globaal studieprogramma dat het duurzaam herstel van de vallei van de Kleine Nete tussen Herentals en Kasterlee bestudeerd.

Het doel is om het tekort aan water in het Olens Broek op te lossen, zonder de landbouw en bewoning in het omliggende gebied te schaden. Enkele van de maatregelen die overwogen worden zijn:

- het afgraven van de Hellekens, zodanig dat hier een nieuwe meander aangelegd kan worden, en dit zonder de woningen in de Sint-Jobstraat wateroverlast te bezorgen;

- het vernieuwen van de dijken in Watering De Zegge, de nieuwe dijken worden 20 m. landinwaarts verlegd om alzo het landbouwgebied te beschermen tegen overstromingen;

- ecologisch herstel van de Kleine Nete ter hoogte van het Vlaamse natuurreservaat het Olens Broek door het heraansluiten van oude meanders of het graven van nieuwe.
Deze maatregelen zullen ook bijdragen aan de bescherming van de stad Herentals tegen overstromingen.

De laatste jaren werd onderzoek uitgevoerd rond aspecten van oppervlakte- en grondwaterhydrologie in de omgeving van het studiegebied. Nochtans blijven er een aantal leemten in de kennis m.b.t. waterhuishouding. Deze hebben vooral te maken met specifieke ecohydrologische aspecten, in samenhang met mogelijke ingrepen op de Kleine Nete (hermeandering) of lokaal binnen de vallei ten behoeve van overstroming/waterberging (nieuwe dijken).

In 2006 werd het project ‘Beheersmodellen actief peilbeheer – NICHE Vlaanderen’ afgerond. Dit leverde een ecohydrologisch model inzetbaar in Vlaamse valleigebieden. NICHE Vlaanderen is gebaseerd op de voor vegetatie bepalende standplaatsfactoren: bodemtype, grondwaterstand, voedselrijkdom en zuurgraad. Op basis van de berekende abiotische standplaats bepaalt NICHE of bepaalde grondwaterafhankelijke vegetatietypes al dan niet kunnen ontwikkelen.
Binnen dit Europese project zal NICHE Vlaanderen worden toegepast en bekeken of de voorgestelde maatregelen het gewenste effect hebben op het grondwater en de daarmee in verband staande vegetatie, zonder de omliggende landgebruiken (landbouw en woonzone) te schaden.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

The Scheldt estuary has always been a region of high ecological value together with a center of important economic development. It houses a number of special protection areas under the European Birds and Habitat Directives, as well as the port of Antwerp, one of Europe's most important harbour areas. The expansion of the latter forms a continuous thread on the estuarine ecosystem. Under European legislation, habitat loss in special protection areas must be avoided. If no alternatives are available an destruction takes place, compensation must be carried out.

A particular interesting region close to the port is a nature reserve called 'De Putten' in Kieldrecht. It houses a very intact inland saline grassland system, which is very rare in Flanders. Such a system is very dependent on saline upwelling groundwater. Historically the polder landscape in this region consists of several neighbouring patches with ground level differences of approximately one to two meter, creating local situations of upwelling groundwater. Due to expansion of the harbour the area surrounding 'De Putten' to the south and east was raised several meters with excavation sand, increasing the amount of upwelling groundwater.

To estimate the chance of survival for the system under this changing conditions, and the chance of success if compensation is needed, we monitored groundwater levels and composition for several years. Additionally we studied the vegetation, which reveals a gradient from pioneering Puccinellio-Spergularion salinae vegetations over Juncentum gerardi grasslands to Cynosurion cristati grasslands on the higher meadows. All these types contain several Red List species that are rare to severely endangered in Flanders. From the two former types we distinguished several subtypes. All subtypes each occur within a certain range of hydrological conditions. Good control of this water level is an absolute prerequisite, which becomes more and more important as upwelling groundwater increases. Otherwise, upwelling groundwater, a necessary condition and a structuring factor for this vegetation type, becomes its death.

Voor de ontwikkeling en het functioneren van waterrijke, terrestrische ecosystemen in valleien zijn de hydrologische voorwaarden en processen zeer belangrijk. De samenstelling en karakteristieken van de vegetatie in vochtige en natte gebieden kunnen sterk variëren. Hierbij spelen niet alleen de processen in het vallei-ecosysteem zelf een rol. In valleigebieden komen verscheidene waterstromen samen: neerslag, oppervlakte- en grondwater. Verschillende hydrologische factoren die de water-, mineralen- en nutriëntenhuishouding reguleren kunnen verantwoordelijk zijn voor deze diversiteit. De vegetatieontwikkeling is hiervan een rechtstreekse resultante. In deze bijdrage wordt gefocussed op de rol die de chemische samenstelling van het grondwater daarbij speelt.

De inzichten zijn gebaseerd op een uitgebreid standplaatsonderzoek in kwelgebieden die een brede ecologische en hydrologische amplitude omspannen gaande van mineraalarme Kempische beekdalen met Kleine Zeggevegetaties tot echt Rietland in de mineraalrijke omstandigheden van de Brabantse alluviale leemvalleien. Voor meer dan 200 hogere planten en mossen, en een 20-tal vegetatietypen wordt de verspreiding bestudeerd en worden de standplaatskenmerken in beeld gebracht.

De ruimtelijke en statistische analyse van de samenstelling van de vegetatie in relatie tot de standplaatsfactoren geeft aan dat de natuurlijke chemische samenstelling van het ondiepe grondwater in valleigebieden van doorslaggevend belang kan zijn voor de verklaring van de diversiteit in kwelgebieden. Ze draagt in belangrijke mate bij tot de variatie tussen kwelgebieden en in individuele kwelgebieden. Een grote variatie in natuurlijke chemische samenstelling leidt tot een grote variatie in vegetatieontwikkeling. Het is bijgevolg het logisch dat in hydro-ecologische modellen deze variabele een prominente plaats moet inneemt.

De chemische samenstelling van het ondiep grondwater in valleigebieden is gekoppeld aan deze van de regionale aquifers. De geologische en landschappelijke setting van de kwelgebieden en de uitwisselingsprocessen van mineralen tussen grondwater en watervoerende laag sturen bijgevolg in belangrijke mate de diversiteit voor kwelgebieden.

"Alluviale bossen met Alnus glutinosa en Fraxinus excelsior (Alno-Padion, Alnion incanae en Salicion albae)" is één van de acht prioritaire habitattypes in het kader van de habitatrichtlijn van de Europese Unie (Natura 2000 code 91E0). De term Alno-Padion zoals die in de habitatrichtlijn gebruikt wordt, moet ruim worden geïnterpreteerd. Het gaat daarbij meer bepaald over natte (echte) broekbossen, zoals Oligotroof elzen-berkenbroekbos, Mesotroof elzenbroekbos en Ruigte elzenbroekbos, en vochtige bossen zoals Elzen-vogelkersenbos, Eiken-haagbeukenbos en Elzen-essenbossen. Over de standplaatsvereisten van deze bossen is in algemene termen al een en ander bekend, maar er blijven grote kennislacunes, vooral betreffende kwantitatieve informatie.

De gecombineerde standplaats- en vegetatiegegevens laten toe om relaties op te stellen tussen de standplaatseisen en het voorkomen van de bostypes. De voornaamste standplaatsfactoren voor beekbegeleidende bossen hebben te maken met bodemtextuur, bodemchemie, grondwatersamenstelling en grondwaterstanden. In referentiegebieden, waar goed ontwikkelde beekbegeleidende bostypes voorkomen, worden gegevens verzameld voor meer dan 30 varabelen. Het betreft in totaal 122 meetpunten in 30 referentiegebieden. De abiotische data werden er gekoppeld aan vegetatieopnames. Voor de beekbegeleidende bostypes Berkenbroekbos, Goudveil-Essenbos, Vogelkers-essenbos, Mesotroof elzenbroekbos en Ruigte elzenbroekbos kunnen met deze basisgegevens de ecologische amplitudes worden opgesteld, maar ook de differentiërende standplaatskenmerken geïdentificeerd.

De bostypes uit de Elzen-vogelkers- en Elzenverbonden groeien op vochtige tot zeer natte plaatsen. Het gemiddelde grondwater ligt in deze studie niet dieper dan 1 meter onder maaiveld en de laagste grondwaterstand niet dieper dan 1.6 meter. Uit de verdere analyse blijkt dat voor een reeks variabelen weliswaar een significant verschil bestaat tussen de gemiddelden voor de verschillende bostypes, maar dat er anderzijds een belangrijke overlap in hun bereik. Dit maakt hen minder geschikt om te differentiëren tussen verschillende bostypes. Vier kenmerken blijken voldoende onderscheidend te zijn om gebruikt te worden in een beslisschema om de potenties voor vochtige en natte bossen te verkennen: de landschappelijke positie, de mineraalrijkdom van het grondwater, de zuurgraad van de bodem en de seizoenale grondwaterschommeling. De gevonden relaties laten toe om in verstoorde, minder goed ontwikkelde bossen of in huidig landbouwgebied de mogelijkheden voor de ontwikkeling van de bestudeerde bostypes na te gaan.

Ze werden geïntegreerd in een beslisinstrument dat in staat is om de kansen op voorkomen van die verschillende bostypes te beoordelen op basis van de standplaats.

BHet beekdal van de Vledder Aa is gelegen in de provincie Drenthe, een van de noordelijke provincies van Nederland. Momenteel is de situatie van de beek afgestemd op landbouwkundig gebruik. De omliggende gronden zijn onlangs aangewezen als reservaats- of natuurontwikkelingsgebied en de middenloop van de beek moet een natuurfunctie krijgen. Dit betekent dat de beek weer mag meanderen, dat de waterkwaliteit wordt verbeterd en dat er variatie in stroomsnelheid en inrichting wordt nagestreefd. In het beekdal zullen de hydrologische condities geschikt worden gemaakt voor de ontwikkeling van natuur. De gewenste natuurdoeltypen zijn dotterbloem hooiland, bloemrijk grasland en natte heide.

In opdracht van het Waterschap Reest en Wieden is een studie opgezet voor het bepalen van het gewenste grond- en oppervlaktewater regime (GGOR), waarbij de gewenste natuurdoeltypen zich optimaal kunnen ontwikkelen. Belangrijke eis hierin was dat eventuele grondwaterstandveranderingen niet mogen leiden tot wateroverlast bij bebouwing en infrastructuur in de omgeving. De GGOR-methodiek gaat er vanuit dat grond- en oppervlaktewaterpeilen onlosmakelijk aan elkaar zijn verbonden: wijzigingen in het ene regime leiden tot wijzigingen in het andere. De verwachting is dat verhoging van het peil in de beek zal leiden tot gunstigere grondwaterstanden voor de gewenste natuurdoeltypen.

De vastgestelde natuurdoeltypen stellen eisen aan het grondwaterregime, waarbij zij zich optimaal kunnen ontwikkelen. Om vast te stellen inhoeverre het grondwaterregime op een locatie voldoende geschikt is, is in de studie gebruik gemaakt van het Waternood-Instrumentarium. Dit is een instrumentarium dat met behulp van GIS-bewerkingen bodemgegevens en grondwatergegevens combineert met eisen die gewassen stellen aan de hydrologische condities. In dit instrumentarium wordt opgegeven welke eisen de natuurdoeltypen stellen aan de gemiddeld hoogste en gemiddeld laagste grondwaterstand (GHG en GLG), waarbij zij zich optimaal ontwikkelen. Vervolgens wordt getoetst in hoeverre de op de locatie aangetroffen GHG en GLG afwijken van de optimale waarden.

Voor het bepalen van het actuele grond- en oppervlaktewaterregime (AGOR) is gebruik gemaakt van een numeriek grondwatermodel. Het grondwatermodel is instationair opgezet, zodat voor een periode van 8 jaar de fluctuaties in de grondwaterstanden per 2 weken worden berekend. Van de berekende grondwaterstanden zijn vervolgens de GHG en GLG bepaald. Aangezien het huidige peil in de beek is afgestemd op landbouw, zijn de grondwaterstanden in de omgeving, en dus ook de GHG en GLG, te laag voor de ontwikkeling van de gewenste natuurdoeltypen in het beekdal. Verhoging van het peil in de beek met 70 cm (tot 40 cm -maaiveld) in het grondwatermodel gaf op basis van de nieuwe GHG- en GLG-kaarten een grote verbetering voor de natuurdoeltypen.

Op basis van de GGOR-methodiek is het dus mogelijk om effecten van wijzigingen in het grond- en oppervlaktewaterregime gebiedsdekkend te koppelen aan de ontwikkelingsmogelijkheden voor natuur. De systematiek is ook toepasbaar voor landbouwgewassen, waarmee natschade en droogteschade zijn te kwantificeren.

De ruilverkaveling Zondereigen ligt in de provincie Antwerpen, op het grondgebied van de steden Turnhout en Hoogstraten en van de gemeenten Baarle-Hertog en Merksplas. Het projectgebied is 1405 ha groot. Het gebied heeft in de huidige toestand weinig last van overstromingen. Ruilverkavelingen hebben echter de reputatie voor grotere afvoerpieken te zorgen. Bovendien treft men in het gebied waardevolle natuur aan en is er nood aan schaalvergroting van de landbouwpercelen.

Het projectgebied heeft een zandige bodem en wordt doorkruist door de Noordermark en het Gels Loopke. Het opwaartse (heide)gebied fungeert als infiltratiegebied. De meer afwaarts gelegen zone is kwelgebied. Een zeer dicht netwerk van grachten draineert de landbouwpercelen en zorgt voor een snelle ontwatering van het gebied.

Voor een optimale inrichting van het Noordermark stroomgebied dient de waterhuishouding afgestemd te worden op de gewenste gebruiksfuncties. Voor de natuur is een gebiedsvisie opgesteld die de basis vormt voor nader uit te werken maatregelen. In deze visie zijn de unieke waarden, maar ook de bedreigingen en knelpunten in het Noordermark stroomgebied in beeld gebracht. Ecologische en hydrologische experts hebben voor de natuurgebieden natuurdoeltypen met bijbehorende eisen aan grondwater en oppervlaktewater kwaliteit en kwantiteit geformuleerd die passen bij het ecohydrologische systeem. De inrichtingsmaatregelen mochten ook niet leiden tot een groter piekdebiet naar Nederand.

In eerste instantie werden het grondwatermodel en de oppervlaktewatermodellen afzonderlijk van elkaar opgebouwd.

De beoogde grondwatersituatie na herinrichting is vaak een compromis, waarbij in het ene gebied het accent meer op de natuur ligt en in het andere gebied het accent meer op de landbouw. Met een grondwatermodel is een schatting gemaakt van de actuele grondwatersituatie en zijn effecten van de maatregelen, die zijn voorgesteld in de natuurvisie, op verschillende wijzen in beeld gebracht. Naast de gewenste grondwatersituatie vormt ook de gewenste oppervlaktewatersituatie een belangrijk onderdeel bij het ruilverkavelingsproject. Men wil met de herinrichting van het gebied, de overstromingsrisico's benedenstrooms in het Markdal te verkleinen. Hiertoe is een oppervlaktewatermodel gemaakt van de Noordermark en het Gels Loopke waarmee verschillende beekinrichtingen zijn doorgerekend. Het grondwatermodel communiceert met het oppervlaktewatermodel op afstand via de afvoer (vanuit het grondwater naar het oppervlaktewater) en via de oppervlaktewaterpeilen (randvoorwaarde voor het grondwatermodel), zodat ook wederzijdse effecten kunnen worden ingeschat.

In eerste instantie werden volgende scenario's doorgerekend: afschaffen van alle perceelsgrachten, opstuwen van de perceelsgrachten tot 20 cm onder het maaiveld, verhogen van het bed van de Noordermark en stuwen plaatsen in de Noordermark om de inline berging van de waterloop beter te benutten. Op deze wijze werden de effecten van verschillende beheersmaatregelen op het watersysteem beter begrepen.

Deze eerste analyses hebben sterk bijgedragen de om een eindscenario uit te werken. In dit eindscenario zijn zowel het landgebruik als de ligging van de waterlopen aangepast om optimale hydrologische condities te ontwikkelen waarvan zowel landbouw en natuur kunnen profiteren. Er is ook meer ruimte gecreëerd om overstromingen in het gebied toe te laten.

Het PotNat-model onderzoekt de abiotische kansenrijkdom van ecotopen in een gebied.

Het model, geïnspireerd op het Nederlandse Natless-model, doet dit door de fysische habitatcondities van het studiegebied te vergelijken met vooraf gedefinieerde optimale habitatcondities.

Met de natuurtypologie als basis werd een hiërarchisch stelsel van een 90-tal terrestrische ecotopen opgesteld. Op basis van literatuur werd aan de hand van 9 factoren (met 'fuzzy logics') het fysische milieu van een ecotoop beschreven: bodemtextuur en -profiel, gemiddelde voorjaars-grondwaterstand en laagste grondwaterstand, watersamenstelling in de bodem, overstromingstolerantie, zuurtegraad van de bodem, trofiegraad en zouttolerantie. Ecotopen met een gelijkaardige abiotiek konden tot ecoseries gegroepeerd worden.

De in het model toegepaste technieken zijn niet strikt aan een bepaalde streek of schaal gebonden. Het schaalniveau, de fysische complexiteit van het gebied (kleinschalige overgangen, dynamiek,…) enerzijds en de abiotische specialiteit van een ecotooptype anderzijds, bepalen in de praktijk de toepasbaarheid van het model.

Op het INBO werd het model uitgewerkt op schaal van het Vlaamse Gewest. De bodemkaart werd gebruikt voor niet alleen de bodeminformatie, maar ook voor de hydrologische gegevens. De Databank Aardewerk verschafte gegevens over de zuurtegraad. De Biologische Waarderingskaart, een gebiedsdekkende ecotoopkartering, werd gebruikt voor het bepalen van het trofieniveau alsook voor het evalueren van de potentieberekeningen. Al deze informatie werd verrasterd.

Algoritmes werden ontwikkeld:
- die ook de kansrijkdom kunnen berekenen van complexe ecotopen (typen die niet met één abiotische profielschets te beschrijven zijn) of van typen op een hoger hiërarchisch niveau. Het laat toe enigszins rekening te houden met gekende interacties tussen factoren, bijv. de grondwatertafel mag bij bepaalde grondwatergebonden vegetaties op zwaardere bodems 's zomers dieper dalen dan op lichtere bodems.
- die voor een bepaalde plaats één of meer ecotopen met de daar hoogste kansrijkdom aangeven;
- voor het kalibreren: het bepalen van de potentieklassengrenzen;
- voor het evalueren: berekenen van enkele criteria (AUC, Kappa).

Waar evaluatie mogelijk is, geven de voorspellingsresultaten aan dat met de gebruikte data het model bruikbaar is voor toepassingen op meso-schaal zoals de opmaak van ecologische gebiedsvisies en beheerplannen.

Het model bezit daarenboven de nodige flexibiliteit om op eenvoudige wijze verschillende natuurontwikkelings- of herstelscenario's te beoordelen, indien men kennis heeft van de hiermee gepaard gaande wijzigingen in het fysische milieu.

De kwaliteit en kwantiteit van het naar zee afgevoerde water wordt bepaald in het rivierbekken. Niet alleen vind hier de toevoer plaats, maar resulteren hydrologische, chemische en ecologische processen in transformatie en verwijdering van materiaal. Voor een accurate beschrijving van uitwisselingsprocessen op (sub)bekkenschaal is een goed begrip van het functioneren van land-water overgangen (ecotones) nodig.

De hoofddoelstelling van dit project is om te onderzoeken hoe de diverse fysische en biologische processen en hun interacties invloed hebben op uitwisseling van water, opgeloste stoffen en particulair materiaal in twee kenmerkende rivierecosystemen; beken met hun oeverzones (de AA in de Kleine Nete vallei) en overstromingsgebieden in verbinding met de rivier (het Demerbroek tussen Zichem en Testelt).

De aard van de activiteiten is te verdelen in het verrichten van metingen (veldcampagnes, monitoring en experimenten) en modelontwikkeling. De uitgevoerde metingen kennen een tweeledig karakter. Enerzijds worden daarmee data gegenereerd om de modellen te calibreren en valideren. Anderzijds worden de uitgevoerde metingen en experimenten gebruikt om procesbeschrijvingen te formuleren en te ijken.

De ontwikkeling van geïntegreerde numerieke ecosysteemmodellen is essentieel in dit project. De interactie van verschillende ecosysteemcomponenten dienen hiertoe te worden gekoppeld, waarmee cascade- en terugkoppelingsprocessen kunnen worden toegelaten. Er is gekozen voor 'Femme' ('A flexible environment for mathematically modelling the environment' http://www.nioo.knaw.nl/cemo/femme/ ) dat een dergelijke modulaire opbouw toelaat. Een aanzet tot dit geïntegreerde modulaire model is gemaakt. Een koppeling kon tot stand worden gebracht tussen modules, die a) hydraulica, b) macrofyten/planten model, c) transport van opgeloste stoffen, d) sedimentatie en erosie e) sediment met kwelformulering, f) reactiviteitprocessen beschrijven.

Voor het beeksysteem wordt één geïntegreerd model ontwikkeld voor de AA op grond van beschikbare data. Hierin staat de rol van macrofyten centraal in het functioneren van het ecosysteem. Het tweede model is conceptueler van aard en verbind meerdere processen en interacties. Dit laat ook toe om de verworven (model)kennis naar beken met andere bepalende processen in de uitwisseling van materiaal te verwezenlijken of scenario studies uit te voeren.

Het rivierherstelplan voor de Leie maakt deel uit van het Seine-Schelde plan, dat ook een binnenvaartluik omvat. Het rivierherstelluik van het Seine-Schelde plan werd door Waterwegen en Zeekanaal nv opgestart om de doelstellingen van de Europese Kaderrichtlijn Water te halen. Deze richtlijn legt op dat voor de Leie een goed ecologisch potentieel bereikt moet worden tegen 2015.

Door de kanalisering van de Leie zijn de meanders op sommige locaties gedempt, elders deels behouden als open water. De dijken langs de gekanaliseerde Leie verhinderen jaarlijks terugkerende overstromingen in het valleigebied. De voorbije decennia werden veel valleigronden bovendien gedraineerd en/of opgehoogd om ze meer geschikt te maken voor de landbouw. Daardoor ging de natte natuur sterk achteruit in de Leievallei.

Om de actuele hydrologische toestand in kaart te brengen, werden de grondwaterstand en het oppervlaktewaterpeil op acht relatief weinig verstoorde onderzoekslocaties langs de Leie gedurende een jaar opgevolgd. In de periode maart 2006 - maart 2007 schommelde de grondwaterstand in de winter tussen 6 cm boven maaiveld en 45 cm onder maaiveld. In de zomer bedroeg de grondwaterstand tussen 42 cm en 193 cm onder maaiveld.

Op basis van de ecologische gebiedsvisie voor de Leie die opgesteld werd door INBO, werd bepaald welke natuurtypen als streefbeeld kunnen vooropgesteld worden voor de Leievallei. Hierbij werden drie grote groepen onderscheden: moeras en open water, natte natuurtypes waar grondwaterafhankelijke soorten voorkomen en vochtige natuurtypes. De noodzakelijke hydrologische randvoorwaarden voor de ontwikkeling van deze natuurtypes werd afgeleid op basis van de NICHE datatabellen, literatuurstudie en metingen uitgevoerd in relicten van half-natuurlijke graslanden in het Franse deel van de Leievallei.

Om de vereiste hydrologische randvoorwaarden m.b.t. de grondwaterstand te realiseren, kunnen volgende inrichtingsmaatregelen getroffen worden: (1) aanpassing van het drainagestelsel van de vallei door het verondiepen, opstuwen of dempen van grachten; (2) afgraving van opgehoogde terreinen; (3) regulering van het meanderpeil. Door analyse van de meetgegevens kan de relatie tussen grond- en oppervlaktewaterstand afgeleid worden, zodat het effect van het meanderpeil op de grondwaterstand voorspeld kan worden. Het herstellen van het oorspronkelijk overstromingsregime is quasi onmogelijk. De wassen van de Leie zijn dermate afgenomen door de kanalisering, dat zelfs na het verwijderen van de dijken geen overstromingen meer mogelijk zijn vanuit de Leie. Creëren van overstromingsvlaktes is plaatselijk mogelijk door het opstuwen van toevoerende beken.

Door het maximaal inzetten van hoger vermelde maatregelen kan in de Leievallei tussen Wervik en Deinze ca. 527 hectare natte natuur gerealiseerd worden.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Om de kans op overstromingen in de Scheldevallei, te verminderen zijn er in het kader van het Sigmaplan gecontroleerde overstromingsgebieden (GOG) aangelegd en worden er in de nabije toekomst nog verscheidene gepland. In overstromingsgebieden waar na de inrichting niet getijgebonden natuurontwikkeling en recreatie als nieuw landgebruik gepland is, zal herstel van het grondwaterregime een belangrijke maatregel zijn om de aanwezige natuurpotenties optimaal te ontwikkelen.

Eén van de doelhabitats in het zuidelijk deel van het GOG - van Kruibeke, Bazel en Rupelmonde is elzenbroekbos. Dit alluviaal bostype met Alnus glutinosa en Fraxinus excelsior wordt beschermd door de Europese habitatrichtlijn. Aangezien de aanwezige elzenbroekbossen in KBR deels vernietigd zijn door de aanleg van de ringdijk, moeten ze binnen het GOG gecompenseerd worden. Omdat grondwater een bepalende sleutelrol speelt wordt in de studie optimaal grondwaterregime bepaald om dit kenmerkende habitat te optimaliseren en te herstellen binnen het GOG-KBR.

Met een dicht netwerk van peilbuizen en peilschalen is het grond- en oppervlaktewaterregime intensief gemonitord. Als basis voor grondwatermodelleringen is een volledige survey van de vegetatie binnen het studiegebied uitgevoerd, inclusief de verspreiding van freatofyten. Op basis van een regionaal grondwatermodel zijn de grondwaterstromingen geanalyseerd en kwelzones gesitueerd.

Om een gedetailleerd model van het gebied op te stellen zijn grond- en oppervlaktewaterdata gecombineerd met het digitaal hoogtemodel. Om dit model te kalibreren werden vegetatieopnames en verspreidingspatronen van freatofyten aangewend.

Dit gebiedseigen model voorspelt potenties voor de ontwikkeling van vegetatietypes onder verschillende beheersvormen bij de huidige evenals bij gewijzigde hydrologische omstandigheden (verhoogde grondwaterstand, overstroming). De optimale ontwikkelingskansen voor alluviale bossen in het studiegebied konden op die manier gedefinieerd worden en herstel en compensatie konden ingepast worden in het inrichtingsplan.

De gebieden met de grootste potenties voor alluviale bossen zijn voorgesteld als herstelmaatregel van deze habitats, alsook voor het aanduiden van nieuwe compensatiegebieden.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]