Landschapsecologie voor m.e.r. een synthese
Geert De Blust (INBO)
Landschapsecologie: integratie van ruimtelijke benadering van fysische geografie met functionele benadering van de ecologie de studie van de ruimtelijke relaties van ecosystemen en Topologische (‘verticale’) relaties levensgemeenschappen Chorologische (‘horizontale’) relaties
transport van energie, stoffen en organismen de ruimtelijke aspecten van ecosystemen
Gebieden beschrijven o patronen: vormen, afmetingen, samenstellende elementen, … o processen: die vorm en kenmerken bepalen: de dynamische aspecten
o Een gebied = intersectie van verschillende flow systems in verschillende strata o
Flow met oorsprong en ‘bestemming’ (bron-put relaties)
o
Op elke plek potentiële verandering van flow karakteristieken door interacties
Begrijpen van de condities op een plek: verschillende factoren
Geert van Wirdum, 1979
Opgave: Samenstelling en functioneren van het (eco)systeem van project-/plangebied begrijpen in relatie tot de ermee samenhangende ruimte. •
Hoe wordt het beïnvloed vanuit de omgeving
•
Hoe beïnvloedt het zelf de omgeving
•
Hoe bepalen de ruimtelijke kenmerken van het gebied zelf de samenstelling, het functioneren, de biodiversiteit ervan
Landschapsecologische systeemanalyse Van der Molen P.C., G.J. Baaijens, A. Grootjans & A. Jansen. 2010 LESA Beschrijven van de verbanden tussen de verschillende landschapscomponenten
Analyse voor vegetaties en hun patronen: • focus op abiotische omstandigheden, • op processen die sturen, • op invloed van ingrepen daarop. Analyse voor fauna: omvang en kwaliteit van het leefgebied en de processen die deze bepalen. •
Verschillende niveaus ruimtelijk (standplaats & landschapsschaal; gebied voor LESA >
m.e.r.-locatie)
Checklist factoren voor LESA
Effectengroep • Ruimtebeslag • Versnippering • Verstoring
Klimaat, gesteente, reliëf toestand
ontwikkelingen & veranderingen - Geo(morfo)logie - Veranderingen in geologie, geomorfologie en klimaat: - Geohydrologische opbouw & weinig (behalve karakteristieken ontginningen) - Geochemische eigenschappen - Microklimaat - Antropogene elementen
Ontwikkelingen die structuur, vorm, oriĂŤntatie, veranderen: potentieel grote invloed op microklimaat
Vegetatie en fauna interpreteren naar microklimatologische vereisten
Temperatuur en relatieve luchtvochtigheid in relatie tot oriĂŤntatie en tijdstip
Checklist factoren voor LESA
Effectengroep • Wijziging hydrologie oppervlaktewaterlichaam • Wijziging waterstand • Verzoeting en verzilting
• • • •
Hydrologie oppervlaktewatersysteem toestand
- Patroon en dimensie waterlopen; diepte en dichtheid buisdrainage - Watervoerendheid; stuwpeilen - Waterdiepten en waterkwaliteit - Antropogene veranderingen
-
Versnippering Eutrofiëring Verzuring Verontreiniging
ontwikkelingen & veranderingen Peilen en peildynamiek Hydro- en morfodynamiek Waterbalans Waterkwaliteit Vervuiling
Begrijpen invloed van ontwikkelingen op oppervlaktewatersysteem: focus op sleutelfactoren Ecologische sleutelfactoren en watersysteemanalyse als denkkader
STOWA-rapportnummer 2015-W-06.
Ecologische sleutelfactoren en watersysteemanalyse als denkkader Een ecologische sleutelfactor is een specifieke omstandigheid, voortkomend uit de natuur en/ of uit menselijk handelen, die medebepalend is voor de ecologie of de waterkwaliteit in een watersysteem. Stressoren: de belangrijkste vormen van menselijke beïnvloeding. Milieufactoren: de factoren die direct van invloed zijn op het (functioneren) van het ecosysteem / aquatische organismen. Ecologische sleutelfactoren zijn benoemd rond belangrijke groepen van relaties tussen stressoren en milieufactoren. Omdat de ecologische sleutelfactoren zowel verbonden zijn met de stressoren als met de milieufactoren vormen ze een goede ingang voor beleid en beheer. Een systeemanalyse is een integrale analyse van alle sleutelfactoren. Door deze analyse wordt inzicht gegeven in het ecologisch functioneren van een watersysteem en wordt duidelijk waarom ‘het is zoals het is’.
Voorbeeld: ecologische sleutelfactor ‘belasting ’
Stressoren
Milieufactoren
10 sleutelfactoren
traject
stroomgebied
9 m.b.t. het ecologisch functioneren van stromende wateren 1 m.b.t. de omgeving (context)
stroomgebied
STOWA, 2015. Ecologische sleutelfactoren voor stromende wateren, een methodiek in ontwikkeling. STOWA, Amersfoort.
Ecologische sleutelfactoren voor stromende wateren in een
stroomgebied
Checklist factoren voor LESA
• Eutrofiëring Effectengroep • Wijziging grondwaterstand • Verzuring • Verzoeting en verzilting • Verontreiniging
Hydrologie grondwatersysteem toestand - Relatie met hydrogeologie - Grondwaterstanden - Grondwaterstroming: stromingslichamen, kwel/infiltratie, ligging infiltratiegebieden
ontwikkelingen & veranderingen - Trends in stijghoogten - Trends in chemische samenstelling - Grondwateronttrekkingen
Invloed grondwaterstand en standplaatscondities op de vegetatiesamenstelling Topologische relaties
Instrumenten: gesynthetiseerde kennis in computerapplicatie
kunnen natuurdoelen behouden / bereikt worden?
Hydrologische stuurvariabelen
Gemiddelde voorjaarsgrondwaterstand (GVG) Gemiddeld aantal dagen droogtestress Gemiddeld laagste grondwaterstand (GLG) Kwel Overstroming met oppervlaktewater
+ zuurgraad, voedselrijkdom, zoutgehalte, (overstromingstolerantie)
Horizontale stroming grondwater
Chorologische relaties
Grondwaterdynamiek wordt ook bepaald door de plaats in het landschap het hydrologisch veld
infiltratiegebieden
Invloed op - Waterkwantiteit - Waterkwaliteit
bron – put relaties
kwelgebieden
Er kunnen meerdere stromingsbanen boven elkaar voorkomen
Dwarsdoorsnede in stelsel Noordermark – Merkske, prov. Antwerpen grens NL-B
Horizontaal vlak stelsel Noordermark – Merkske, prov. Antwerpen grens NL-B Infiltratie- en kwelgebieden
Ligging stroombanen is moeilijk / onmogelijk ‘op het zicht’ van topografische kaarten af te leiden
Infiltratiegebieden (wit) en bijhorende kwelgebieden (zwart)
Gesimuleerde grondwaterstromingen
Hydrologische modellering
De Liereman (Oud Turnhout) (groen gestippeld)
Toestromingsgebieden grondwater en bestemmingen volgens gewestplan : maatregelen t.b.v. het realiseren van de bestemmingen
Grondwater op lokale schaal
Effecten van meer of minder kweldruk; meer of minder drainage
Verdeling van watertypen in een beekdal; invloed van het grondgebruik van de aangrenzende infiltratiezone
Beoordelen van inplanting waterwinning op grondwaterstroming
19m 20m
Vb. Wortelkolonie (Kempen)
21m
22m
Hydro-isohypsen onder de Kempense klei Vallei van de Mark, WortelMerksplas
20m
23m
Stijghoogten freatisch grondwater (hydroisohypsen boven Kempense klei), zonder pompen Vallei van de Mark, WortelMerksplas
24m
25m
Stijghoogteverschil tussen ondiep en diep grondwater, zonder pompen: kwel tussen de 0m-lijnen Vallei van de Mark, WortelMerksplas
Berekende verlaging van de watertafel boven de Kempense klei (freatisch water) bij verschillende pompdebieten.
1m
3m
Verlaging watertafel bij winning van 20.000m3 / dag onder de Kempense klei Vallei van de Mark, WortelMerksplas
2m
1m
Informatie
http://www.integraalwaterbeleid.be/nl/beleidsinstrumenten/watertoets/watertoetskaarten
Winterbedkaart
Doel van de winterbedkaart is het aanduiden van de gebieden waar veranderingen van bodemgebruik aanleiding kunnen geven tot een gewijzigd afvoergedrag in geval van overstroming van het gebied. Op basis van gemodelleerde overstromingsgebieden
Infiltratiegevoelige bodems
Niet: valleibodems, natte bodems, weinig doorlatende bodems, van nature overstroombare gebieden
Grondwaterstromingsgevoelige gebieden de laterale beweging van grondwater doorheen de ondergrond en de toestroming door kwel
Ondiepe klei; erg diep grondwater
Hellingenkaart
Erosiegevoelige
EROSIEGEVOELIGE gebieden GEBIEDEN
Gemiddelde bodemverlies als gevolg van geul- en intergeulerosie
Zie ook Bodemverkenner DOV
Op basis van hellingsgraad, bodembedekking, bodemtextuur, hellinglengte, erosiebeheersing.
BODEMVERKENNER van Databank Ondergrond Vlaanderen (DOV)
https://www.dov.vlaanderen.be/portaal/?module=public-bodemverkenner#ModulePage
Bodemverkenner DOV: gedetailleerde informatie bij de grondwatermeetpunten Watina databank INBO: Natuurgebieden
Infiltratiegebied
Kwelgebied
Checklist factoren voor LESA
• Eutrofiëring Effectengroep • Wijziging grondwaterstand • Verzuring • Verzoeting en verzilting • Verontreiniging
Bodem toestand - Textuur, drainage, profielontwikkeling - Erosiegevoeligheid - Verzilting - Chemische karakteristieken
-
ontwikkelingen & veranderingen Veranderingen door ploegen, bemaling, opspuiten, … Erosie en verstuiving door mechanische beschadiging / verdroging Bodemverdichting Chemische karakteristieken Zaadbank en bodembiota
Textuur: zelden veranderingen te verwachten (tenzij nieuw substraat ingebracht) Drainage: frequent veranderingen te verwachten (zie grondwater) Profiel: bij vergraving verandering, verstoring Structuurverandering, bodemverdichting: grote invloed op biodiversiteit
Niet verdicht
Sterk verdicht
diktegroei volwassen plataan Invloed op alle stadia van ontwikkeling
kiemplanten zwarte den
Top 10 Reasons to Avoid Soil Compaction 1.Causes nutrient deficiencies 2.Reduces crop productivity 3.Restricts root development 4.Reduces soil aeration 5.Decreases soil available water 6.Reduces infiltration rate 7.Increases bulk density 8.Increases sediment and nutrient losses 9.Increases surface runoff 10.Damages soil structure
Informatie
Digitale bodemkaart
Databank Ondergrond Vlaanderen
https://dov.vlaanderen.be/dovweb/html/bodemloketten.html#data
BODEMVERKENNER van Databank Ondergrond Vlaanderen (DOV) Zeer uitgebreide informatie o.a. historische data → mogelijke referentiesituatie
https://www.dov.vlaanderen.be/portaal/?module=public-bodemverkenner#ModulePage
Bodemverkenner: historische informatie
Belangrijke informatie: afstromingskaart (Bodemverkenner DOV)
Bodemchemie en effectengroepen
Checklist factoren voor LESA
Landgebruik & bodembedekking toestand - Landgebruik & vegetatie - Bemestingstoestand en beheer in en rond project; bemesting in hogere of infiltratiegebieden - Atmosferische depositie N - Bestrijdingsmiddelen - infrastructuur
Effectengroep • Ruimtebeslag • Versnippering • Eutrofiëring • Verzuring • verontreiniging • Verstoring
ontwikkelingen & veranderingen - Verandering verhard oppervlak - Verandering landgebruik en bodembedekking: nutriënten; type, periode & intensiteit van beheer, … - Verandering structuur op landschaps- en habitatschaal
Bemestings- en verzuringsdruk Topologisch
Actuele nutriëntenconcentraties en rechtstreekse bemesting op perceelsniveau
Chorologisch
Input nutriënten van buiten uit
Vergelijken met kritische depositiewaarde zie ‘Voortoets’ zie o.a. ‘Bepaling van het gunstig abiotisch bereik voor Europese habitattypen in Vlaanderen’ INBO.R.2014.3019274
Bemestings- en verzuringsdruk Invloed van ligging, oppervlakte, ruwheid.
Ammoniumdepositie over korte afstand (grootteorde van enkele 100den m) en de invloed van bos op deze depositie. Samenhang met zuurtegraad bodem
Ter info: STUDIEDAG 'LOKALE LUCHTKWALITEITSMODELLERING: DE WETE NSCHAP, DE REKENTOOLS‘ (LNE) Tuesday, January 31, 2017 from 9:30 AM to 4:00 PM (CET) Virginie Lovelinggebouw Maria Hendrikaplein 70 9000 Gent Belgium
Potenties voor mitigatie door landschappelijke structuur
Emissie reactieve stikstof
Brongerichte maatregelen: emissiereductie
Immissie bemestend stikstof
Gebiedsgerichte maatregelen: ecosysteem- en populatieherstel
Interactie stikstofstroom met complexe landschappelijke structuur
(Cellier et al. 2011, after Sutton et al., in The European Nitrogen Assessment)
Simpson et al. in The European Nitrogen Assessment; after Fowler et al., 1998. Environ. Pollut., 102: 343 –348
Verminderen eutrofiëring doelhabitats
Het belang van de landschapsopbouw (bosjes, brede en hoge houtkanten, … ;
Bodembedekking, vegetaties en habitat Biologische Waarderingskaart BWK
Voldoende actueel???
Karteringseenheden Evaluatie
Actualisatie enkel voor N2000 Speciale Beschermingszone Ouderdom kartering Habitatrichtlijngebieden
Actualisatie Habitatrichtlijngebieden ďƒź niet-bos: om de 12 jaar ďƒź bos: om de 16 jaar
Prioriteiten 2017 Herkartering Speciale Beschermingszone
Conclusie: voor m.e.r. zal origineel veldwerk zeer dikwijls nodig zijn
Ruimtelijke aspecten van de ecosystemen Oppervlakte De gemeenschap wordt vollediger naarmate de oppervlakte van een biotoop vergroot
Bv. minimale oppervlakte vereist om van een ‘bos’ te kunnen spreken (uitgaande van het aantal soorten echte bosvogels)
Ruimtelijke aspecten van de ecosystemen Oppervlakte Kleine habitats → kleine populaties → grotere kans op uitsterven
Oppervlakte van habitat beoordelen Bv. a.h.v. criteria ‘staat van instandhouding’ (rapport ANB/INBO)
Ruimtelijke aspecten van de ecosystemen Structuur & samenstelling Verticale & horizontale heterogeniteit Ontwikkelingsfase Microhabitat Functioneel habitat Grenzen
scherpe grenzen
vage grenzen; gradiëntmilieus
Ruimtelijke aspecten van de ecosystemen Landschappelijke configuratie Ruimtelijke voorstelling van populaties
Kleine populaties in kleine habitats; in het beste geval staan ze met elkaar in verbinding: een netwerk van populaties van een soort
Een kernpopulatie in een kernhabitat die nabijgelegen kleine habitats van individuen voorziet
‘archipelmodel’
‘satellietmodel’
Interpretatie van de barrières Barrièrewerking is afhankelijk van de soort
Vb. Nachtactieve muizen in bos en invloed van een bosweg op hun verplaatsingen
Werken aan de ‘geschiktheid’ van een landschap voor de biodiversiteit - ‘doorkruisbaar’ maken (corridors, stapstenen = vormen van suboptimaal habitat; maar planten ….) - vormvereisten aan de ‘geleidende’ landschapstructuren (noodzakelijk breedte, type, onderbrekingen? ….) - vereiste milieukwaliteiten van de landschapstructuren (randeffecten, vegetatiestructuur, potentiële dominanten,¨….) Evaluatie doorkruisbaarheid (connectiviteitsanalyse), bv. a.h.v. GIS – Cost-distance modellering Bodembedekking ruilverkavelingsgebied ‘Hoge en Lage Rielen’, met brongebied en meetpunten
CD-kaart
De CD-waarden van de meetpunten, berekend voor 3 scenario’s, resp.: uitgangssituatie incl. KLE, uitgangssituatie excl. KLE en nieuw structuurplan
samenvattend Habitat patch kenmerken
Landschapskenmerken barrières
diversiteit vorm
geschiedenis
oppervlakte
configuratie
weerstand
kwaliteit
uitsterfkans
corridors
x
kolonisatiekans
Levensvatbaarheid van de netwerkpopulatie