Op zoek naar het bodemleven in voedselbossen
Op zoek naar het bodemleven in voedselbossen
Om een bijdrage te leveren aan kennisontwikkeling over voedselbosbouw ondersteunt Stichting Voedselbosbouw wetenschappelijk onderzoek op dit gebied. Zo is nog weinig onderzoek gedaan naar de impact die voedselbossen in gematigde klimaatzones kunnen hebben. Het onderzoeksproject Wetenschappelijke Bodemvorming onder de Voedselbosbouw, dat in oktober 2020 van start ging, moet hierin verandering brengen. Bodemecoloog Isabelle van der Zanden vertelt over de stappen die tot nu toe zijn gezet.
Het Topsectorenonderzoek beleefde in oktober 2020 zijn officiële kick-off. Dit onderzoek wordt uitgevoerd en ondersteund door tien consortium-partners als onderdeel van het beleid voor de topsectoren Agri en Food en Tuinbouw en Uitgangsmaterialen. Doel van het project is wetenschappelijk verantwoorde inzichten te verzamelen over de duurzaamheidsimpacts van voedselbossen in termen van verdienvermogen, klimaatmitigatie, (agro-)biodiversiteit, bodemkwaliteit en ecologische veerkracht. Bodemecoloog Isabelle van der Zanden - als onderzoeker verbonden aan het Nederlands Instituut voor Ecologie in Wageningen (NIOO-KNAW) - doet binnen dit consortium onderzoek naar hoe het bodemleven en bodemfuncties zich in voedselbossen ontwikkelen. Zo vergelijkt zij ondergrondse ecosysteemfuncties - waaronder de nutriëntencyclus en koolstofopslag - van verschillende voedselbossen en andere vormen van landgebruik met als doel de rol van het bodemvoedselweb hierin te ontrafelen.
Bovengrondse biodiversiteit
Om de veranderingen in een voedselbosbodem vanaf het begin te volgen, is Isabelle sinds 2020 verantwoordelijk voor het ontwikkelen van een langetermijn-monitoringplan om de bodemontwikkeling in Voedselbos Eemvallei (30 hectare) en Voedselbos Schijndel (20 hectare) - de twee grote projecten van Stichting Voedselbosbouw - te bestuderen. Deze twee grootschalige voedselbossen fungeren als ‘living labs’ voor dit onderzoek naar de beloften van de professionele voedselbosbouw. Het feit dat beide voedselbossen gedurende het onderzoeksproject worden aangelegd, biedt een uitgelezen kans om de ontwikkeling van deze voedselbossen vanaf de aanplant wetenschappelijk te monitoren. Als PhD-onderzoeker bij het NIOO-KNAW deed Isabelle al in het najaar van 2018 en 2020 nulmetingen in de bodems van deze percelen.
‘Een handvol aarde bestaat uit miljoenen levende organismen’
Biodiversiteit speelt een cruciale rol bij de totstandkoming van verschillende ecosysteemdiensten, zoals CO2-opslag, de vastlegging van koolstof, de bestuiving van gewassen en de kringloop van nutriënten. “De talloze interacties tussen dieren- en plantensoorten spelen een grote rol bij deze processen. Maar er zijn nog allerlei interacties die we niet volledig begrijpen", vertelt Isabelle. “Zo vertonen de boven- en ondergrondse biodiversiteit andere patronen. In de bodem is sprake van een enorme biodiversiteit - een handvol aarde bestaat uit miljoenen levende organismen - en is het voedselweb zeer complex. Dat maakt het lastiger om de interactie tussen al deze organismen en de mechanismes die hieraan ten grondslag liggen, te onderzoeken. Het is bekend dat in voedselbossen sprake is van een grote bovengrondse biodiversiteit, maar we weten niet wat de impact is van voedselbossen op de ondergrondse biodiversiteit en hoe dit doorwerkt in ecosysteemdiensten.”
'Op basis van de optelsom van functies en ecosysteemdiensten willen we doorgronden op welke verschillende niveaus voedselbossen impact hebben'
Meer kennis over deze processen is erg belangrijk voor initiatiefnemers die overwegen een voedselbos aan te planten, benadrukt Isabelle, want voor veel pioniers is het bevorderen van de biodiversiteit een grote motivatie voor de aanplant. Naast de verschillende aspecten van biodiversiteit moet haar onderzoek meer inzicht bieden in de impact die voedselbossen kunnen hebben op allerlei andere zaken. Zoals de vruchtbaarheid en structuur van de bodemen de mate van CO2-opslag. Isabelle: “Op basis van de optelsom van verschillende functies en ecosysteemdiensten willen we proberen te doorgronden hoe multifunctioneel voedselbossen zijn en op welke verschillende niveaus zij een impact hebben.”
Een beter begrip van hoe voedselbossen functioneren, kan uiteindelijk resulteren in een beter ontwerp, een goed doordachte aanplant en onderbouwde besluiten over het beheer en de exploitatie van voedselbossen.
Isabelle van der Zanden aan het werk in Voedselbos Eemvallei - foto: Ciska Veen
Isabelle: “Afhankelijk van het doel dat je voor ogen staat, kan sprake zijn van een sterkere focus op de aanwezigheid van nutriënten met het oog op de productie die je wil realiseren, maar het kan óók zijn dat je wil focussen op CO2-opslag met het oog op klimaatmitigatie. Ook is het van belang te weten wat de effecten op ecosysteemdiensten zijn van de bodemsoort en eerder landgebruik. Dit kan niet alleen invloed hebben op de keuze van de locatie waar je een voedselbos wil aanplanten, maar ook op het ontwerp, het aantal vegetatielagen en hoe je het voedselbos gaat beheren.”
Voedselbossen in Nederland en Vlaanderen onderzocht
De processen in de bodem gaan echter traag en duren veel langer dan de vier jaar die staan voor het promotieonderzoek van Isabelle. Om meer te leren, wil zij ook naar volwassen systemen kijken. Daarom richt ze zich sinds 2021 ook op het bemonsteren van acht al bestaande voedselbossen, waarvan er zeven in Nederland liggen en één zich in België bevindt. Deze voedselbossen zijn tussen vijf en 27 jaar oud. Sinds 2021 trekt Isabelle op met haar Vlaamse collega Lieke Moereels, die een vergelijkbaar onderzoek doet aan de Universiteit van Gent, waardoor beiden hun blikveld kunnen vergroten. Zo richt Lieke zich in haar onderzoek op de potentie van voedselbossen als het gaat om bestuiving, plaagbeheer en voedselproductie. Isabelle en Lieke delen hun gegevens, waardoor hun gezamenlijke dataset bestaat uit vijftien voedselbossen en hun lokale referentiesites. Het gaat om vier voedselbossen op kleigrond, zes op zandgrond en vijf voedselbossen die worden aangeplant op leemgrond. Voor elk voedselbos geldt verder dat de grond eerder in gebruik was als grasland voor agrarisch gebruik of als akkerland. Isabelle en Lieke voeren metingen uit in elk van deze vijftien voedselbossen en in drie veelvoorkomende vormen van landgebruik in de directe omgeving: akkerland, grasland of bos. Zo kunnen zij vaststellen of er een duidelijk verschil is tussen deze vier vormen van landgebruik op het gebied van biodiversiteit of andere bestudeerde ecosysteemfuncties .
Op alle locaties (inclusief de referentiesites) worden zes bodemmonsters genomen - van de bovenste 25 centimeter - waarvan vervolgens in het lab analyses worden uitgevoerd. Dit omvat zowel chemische en fysische analyses - zoals bodem-pH en nutriëntenconcentraties, bodemdichtheid en het percentage organisch materiaal in de bodem - als biologische analyses, waarbij wordt gekeken naar de aanwezigheid van micro-organismen, nematoden en regenwormen. Ook worden vallen uitgezet om vliegende insecten en geleedpotigen die op het bodemoppervlak voorkomen te vangen en wordt de omvang van boomstammen gemeten om een indicatie te krijgen van de bovengrondse CO2-opslag.
‘We willen meer inzicht krijgen in de complexiteit van het bodemvoedselweb en de relatie tussen bovengrondse en ondergrondse biodiversiteit’
“We willen onderzoeken welke invloed voedselbossen in gematigde klimaatzones hebben op de biodiversiteit en andere ecosysteemdiensten. We bestuderen hierbij verschillende aspecten van biodiversiteit, waaronder vasculaire planten, vliegende insecten, dieren die in en net boven de grond leven, zoals regenwormen en loopkevers, en verschillende soorten schimmels”, legt Lieke uit. “Voor al deze categorieën willen we ‘diversiteitsindicatoren’ bepalen. Hierbij kun je denken aan de soortenrijkdom en de mate waarin specifieke soorten voorkomen. Ook willen we meer inzicht krijgen in de complexiteit van het bodemvoedselweb en in de relatie tussen de bovengrondse en ondergrondse biodiversiteit.”
Van lab naar publicatie
Isabelle aan het werk in het lab - foto: NIOO
De intensieve ondergrondse en bovengrondse zoektocht van Isabelle en Lieke mondt uiteindelijk uit in verschillende wetenschappelijke publicaties, waarin de resultaten van het onderzoek worden gedeeld. Naar verwachting volgt dit jaar een gezamenlijke publicatie over de biodiversiteit in de bodem. Ook zal Isabelle op termijn een paper over de complexiteit van het bodemvoedselweb en gerelateerde functies publiceren. Lieke zal zich in een andere wetenschappelijke publicatie richten op bovengrondse biodiversiteit, bestuiving en natuurlijk plaagbeheer. Daarnaast volgen nog twee papers over de koolstofpools en de koolstofcyclus. De uitkomsten van het onderzoek worden tussentijds ook op verschillende symposia met de buitenwereld gedeeld.