Pad: Ecohydrologie / Standplaatsfactoren en vegetatie / Grondwaterstand en vegetatietype

Grondwaterstand en vegetatietype

De invloed van het grondwaterstandregime op de vegetatie wordt al lange tijd onderkend. Het voorspellen van het effect van ingrepen in de waterhuishouding op de vegetatie is weer een stap verder. Om die stap te kunnen zetten worden al decennia lang allerlei gegevens over de relatie tussen vegetatie en grondwaterstandregime verzameld. De basis voor de beschrijving ligt in het opnemen van waterstanden in een peilbuis, en het vaststellen van het vegetatietype ter plekke. Voor een goede beschrijving van het grondwaterregime behorend bij een vegetatietype moet lang genoeg en op voldoende locaties gemeten worden. We komen daar later op terug.

Een veel gebruikte methode om inzicht te krijgen in het grondwaterstandverloop is een grafiek van de grondwaterstand uitgezet tegen de tijd. Zo'n tijdstijghoogtegrafiek (f3-1A) toont het algemene beeld van hoge standen in de winter en het vroege voorjaar en wegzakkende standen in de zomer. Daarnaast zijn ook alle fluctuaties als gevolg van toevallige weersvariaties zichtbaar.

f3-1 Voorbeeld van een tijdstijghoogtelijn (A) en de bijbehorende overschrijdingsduurlijn. Bron: Jansen 1981

In een tijdstijghoogtegrafiek van meerdere jaren of locaties gaat de ruis van de weersvariatie ten koste van het overzicht. Dat is te verhelpen door het verloop van de grondwaterstand weer te geven in een zogenaamde duurlijn. Uit een duurlijn, ook wel overschrijdingsduurlijn genoemd, is voor elke grondwaterstand af te lezen hoeveel dagen hij is overschreden (f3-1B). Meestal meet men één jaar of alleen in het groeiseizoen (wat veel te kort is om de standplaats te karakteriseren). Per vegetatietype kunnen meerdere duurlijnen (van verschillende jaren of locaties) in één figuur worden gepresenteerd, ook bijvoorbeeld in de vorm van duurlijnbundel (f3-3).

Een duurlijn heeft vaak een sigmoïde (S-vormige) curve. Zo'n vorm ontstaat bij een homogene, goed doorlatende bodem en een gemiddeld grondwaterstandverloop. De feitelijke vorm van duurlijnen wordt voor een deel bepaald door de positie van de standplaats in het hydrologisch systeem (f3-2). In een infiltratiegebied treedt alleen aanvoer van water op tijdens regenbuien. De grondwaterstand is korte tijd hoog, en zakt daarna weer weg. De duurlijn wordt hierdoor concaaf (hol). Bij kwel blijven de grondwaterstanden langdurig ondiep en dalen pas bij langdurige droogte. Dit uit zich in een convexe (bolle) duurlijn.



f3-2 Het grondwaterstandverloop op verschillende plaatsen in een hydrologisch systeem. Bron: Van Beusekom et al 1990

Duurlijnen kunnen afwijken van deze basisvormen. Als bijvoorbeeld de bodem in een infiltratiegebied slecht doorlatende lagen bevat, treedt tijdelijk stagnatie van grondwater op. Dat leidt tot een opbolling in de duurlijn van die plek. Bij aanwezigheid van drainage zal de grondwaterstand alleen in natte perioden flink boven het drainageniveau stijgen en daarna weer wegzakken naar dat niveau. In een gedraineerd kwelgebied kan langdurig een stand net boven drainagepeil optreden, in een gedraineerd infiltratiegebied kan het grondwater snel dieper wegzakken. Aanvoer van oppervlaktewater, zoals in laagveengebieden, kan zich op eenzelfde manier uiten in de duurlijn als aanvoer van kwelwater: een bolle vorm. Als de bodem veel water kan bergen (een hoge bergingscoëfficiënt heeft), zoals in ‘levende' hoogvenen, zal het grondwater niet diep wegzakken.

Uit overzichten van duurlijnen voor verschillende vegetatietypen blijkt, dat het verloop van de grondwaterstand onderscheidend kan zijn (f3-3). Dat komt vooral naar voren als het onderscheid op een voldoende laag vegetatiekundig niveau is gemaakt, op het niveau van de associatie of de subassociatie. Samenvoeging van gegevens op een hoger vegetatiekundig niveau geeft bredere en minder onderscheidende duurlijnbundels. Ook droge standplaatsen en standplaatsen met een grotere cultuurdruk geven brede duurlijnbundels. In die gevallen zijn andere factoren dan het grondwaterstandverloop bepalend, zoals bemesting, bekalking en het vochttekort dat de vegetatie in de zomer ondervindt. Het heeft natuurlijk geen zin duurlijnbundels op te stellen voor grondwateronafhankelijke vegetaties, bijvoorbeeld voor een droge heide op de Veluwe. Een dergelijke bundel zal vele meters, zo niet tientallen meters, breed zijn en als enig onderscheidend kenmerk hebben dat de grondwaterstand altijd diep (zeg meer dan 1.5 m) beneden maaiveld ligt.


f3-3 Duurlijnbundels van graslandvegetaties, gerangschikt naar toenemende cultuurdruk. De bovenste vier bundels betreffen vegetatietypen op verbondsniveau. Wegens dat tamelijk grove niveau zijn de bundels vrij dik, en dus weinig onderscheidend. De bundels daaronder hebben betrekking op een fijner niveau; dat van associaties en subassociaties. Naar: Grootjans 1985

Een duurlijn is niet gevoelig voor fluctuaties op de korte termijn, maar wel voor weersverschillen van jaar tot jaar (f3-4). Ook zijn er vegetatietypen die op meerdere bodems voorkomen en dan verschillen in grondwaterstandverloop (f3-5). Dat komt doordat het de vegetatie niet zozeer gaat om het grondwaterstandverloop, maar om factoren die veel directer ingrijpen op het functioneren van planten, namelijk de beschikbaarheid in het wortelmilieu van vocht, zuurstof, nutriënten, etc. De grondwaterstand is een indirecte, conditionerende factor die deze meer directe factoren beïnvloedt.

Duurlijnen van een vegetatietype tonen al met al een bandbreedte die afhangt van verschillen tussen locaties en tussen jaren. Ze zijn bedoeld om vegetatietypen zodanig nauwkeurig te typeren, dat ze van elkaar kunnen worden onderscheiden. Om dat te kunnen doen moet lang genoeg gemeten worden op voldoende locaties, maar wat is ‘lang genoeg' en ‘voldoende'?

De lengte van de meetperiode hangt af van hoe snel de grondwaterspiegel reageert op variaties in het weer. In het algemeen geldt dat langer gemeten moet worden, naarmate de grondwaterstand dieper beneden maaiveld ligt. Men heeft voor vegetaties van natte en vochtige standplaatsen aangetoond dat een meetperiode van 30 jaar lang genoeg is om reële gemiddelden van de grondwaterstand te verkrijgen. Zo lang wordt een meetprogramma echter zelden volgehouden. Gelukkig zijn er tegenwoordig wiskundige technieken waarmee, op basis van bekende gegevens over neerslag en verdamping, reeksen verlengd en verdicht kunnen worden. Hiervoor kan bijvoorbeeld het computerprogramma Menyanthes worden gebruikt. Een periode van minimaal twee à drie jaar aan tweewekelijkse metingen blijft echter nodig voor een betrouwbare verlenging van de meetreeks. Zie Heterogene standplaatsen.


f3-4 Weergave van het grondwaterregime van door middel van overschrijdingsduurlijnen. Elke lijn is gebaseerd op waterstandmetingen gedurende één jaar. De duurlijnen zijn representatief voor de heischrale variant van het Blauwgrasland op zandgronden.


f3-5 Links: duurlijnbundels en gemiddelde duurlijnen van natte heide op zandgronden, namelijk van de veenmosrijke subassociatie (Erica tetracilis sphagnetosum) en de typische subassociatie (Ericetum tetralicis typicum). Rechts: duurlijnbundels en gemiddelde duurlijnen van de vochtige en droge variant van de korstmosrijke subassociatie van de natte heiden (Ericetum tetralicis cladonietosum).

Naar het minimale aantal locaties dat benodigd is om een vegetatietype te karakteriseren is, voor zover we weten, nooit onderzoek gedaan. Het moge een platitude zijn, toch kan het geen kwaad hier te vermelden dat iedere indeling in typen het continue karakter van de natuur in zekere zin geweld aan doet. Hoe meer locaties bij het opstellen van de duurlijnen betrokken worden, des te meer de onderzoeker laat zien dat er binnen een type nog variaties bestaan, variaties die eigen zijn aan de natuur.

Het onderzoek aan duurlijnen stamt uit de begintijd van de ecohydrologie en wordt door sommigen nog steeds met verve bedreven. In de praktijk blijken de duurlijnen echter moeilijk bruikbaar voor geautomatiseerde voorspellingsmethoden. Deze maken dan ook gebruik van gemiddelde karakteristieken van de grondwaterstand, zoals de gemiddelde laagste grondwaterstand GLG, de gemiddeld hoogste grondwaterstand GHG en de gemiddelde voorjaarsgrondwaterstand GVG. Ook relateert men de grondwaterstand vaak aan eigenschappen of indicatiewaarden van de vegetatie, in plaats van aan vegetatietypen.

Literatuur:

 

Groen Kennisnet, een netwerk van kennisportalen in het groene domein Zoeken in de
infobladen

(U gaat naar de
website van
Groen Kennisnet)
Groen Kennisnet, een netwerk van kennisportalen in het groene domein
Homepage
Home | Colofon | Print pagina
Zoek binnen deze website