Wat bodemverzuring doet met de biodiversiteit

Wat is bodemverzuring?

Een bodem verzuurt wanneer er waterstofionen (= H⁺-ionen, ook protonen genoemd) in terecht komen.

Wanneer deze waterstofionen in de bodem komen treden er verschillende mechanismen in werking om deze tegen te gaan. In de meeste bodems worden protonen uitgewisseld tegen andere stoffen die in de bodem zitten. De bodem gaat dus protonen vastleggen op plaatsen van andere stoffen die dan vrij komen. Meestal zijn dat  kationen (kalium (K⁺), calcium (Ca²⁺) en magnesium (Mg²⁺)) die vasthangen aan klei- en leemdeeltjes en organisch materiaal (humusdeeltjes) in de bodem.

Die kationen komen vrij in het bodemwater terecht. Als ze niet door de vegetatie worden opgenomen spoelen ze uit. De bodem wordt dan armer aan deze kationen. Dat is een eerste problematisch gevolg van bodemverzuring, want ze zijn essentieel voor de groei van planten.

Terwijl er meer protonen in de bodem worden vastgelegd wordt de bodem zuurder. Een maat voor deze zuurtegraad is de bodempH. De pH van een bodem is een logaritmische waarde die in principe kan variëren tussen 0 (extreem zuur) en 14 (heel basisch). Een bos met een bodem-pH van 3 is ongeveer 10 keer zuurder dan een bos met een pH = 4, en 100 keer zuurder dan een bos met pH = 5.

Onder naaldbossen en heide op zandbodem zijn de bodems meestal sterk verzuurd, en worden pH-H₂O-waarden van 3.5 tot 4.5 opgemeten. Loofbossen op leem- of kleibodem en graslanden hebben meestal minder zure bodems, met pH-H₂O-waarden schommelend tussen 5 en 6. De bodempH is laag wanneer de bodem zuur is, en hoog wanneer de bodem niet zuur is.

Vanaf dat de bodempH onder een bepaalde alarmdrempel zakt (pH = 4,5 à 5) zijn heel veel van de bovengenoemde kationen weggespoeld uit de bodem. Dan worden nog steeds protonen vastgelegd, maar worden ze uitgewisseld tegen aluminium. En dat is voor de biodiversiteit een tweede problematisch gevolg. Aluminium is namelijk toxisch voor heel wat soorten.

Waarom verzuurt de bodem?

Bodemverzuring komt van nature voor. In natuurlijke omstandigheden, dus zonder de aanwezigheid van vervuilende stoffen in de atmosfeer, is ons neerslagwater sowieso al licht zuur. Ook door groei van planten, door afbraak van strooisel en doordat sommige soorten stikstofgas vastleggen verzuurt de bodem.  Deze natuurlijke vormen van bodemverzuring zijn echter geen groot probleem. Ze worden sterk versterkt door menselijke activiteiten. In geïndustrialiseerde en dichtbevolkte regio’s als Vlaanderen en Nederland zijn uitstoot van gassen als zwavel en stikstof vanuit de landbouw, industrie en verkeer immers de belangrijkste oorzaak van verzuring.

Binnen Vlaanderen valt het grootste deel van de verzurende depositie  toe te schrijven aan de sector landbouw (35 %). Transport draagt voor 8 % bij, industrie en huishoudens voor 4  en 2 %. De rest is import vanuit het buitenland. Maar ook Vlaanderen exporteert in belangrijke mate verzurende stoffen naar omliggende landen. Een deel van deze verzurende deposities zijn dus eveneens vermestend (NH₃, NO_y, zie ons artikel ‘Less is more‘). Omdat de zuurdeposities sterk zijn afgenomen gedurende de laatste decennia van de 20^ste eeuw, is de snelheid van verzuring wel sterk verminderd. Niettemin zijn verzurende deposities nog steeds bedreigend voor de biodiversiteit.

Verzurende stoffen komen in de natuur terecht via zowel natte als droge depositie. Bij natte depositie lost de stof op in druppeltjes in de lucht en komt vervolgens met regen naar beneden. Natte depositie komt dus alleen voor wanneer het regent. Droge depositie is het proces waarbij stoffen door luchtbewegingen (turbulentie) naar het oppervlak getransporteerd worden en daar afgezet worden. Dit proces vindt vrijwel continu plaats, maar voornamelijk wanneer het droog is.

Wat zijn de gevolgen voor de biodiversiteit?

Er zijn plantensoorten die gevoelig zijn voor verzuring en andere die een grote tolerantie vertonen.

Sommige boomsoorten als eiken, elzen, berk en ratelpopulier kunnen beter tegen verzuring dan verzuringsgevoelige soorten die dat niet kunnen (haagbeuk, lindes, esdoorn, populier, es, kers). Naaldbomen zijn over het algemeen toleranter voor verzuring dan loofbomen.

Ook in graslanden en heides zijn sommige soorten gevoeliger dan andere voor bodemverzuring. In heischrale graslanden zijn soorten als Klokjesgentiaan en Tormentil gevoelig voor bodemverzuring en hoge aluminiumconcentraties, terwijl Struikheide dit helemaal niet is.

Bodemverzuring is mede verantwoordelijk voor veranderingen in de kruidvegetatie van bossen. Verzuringsgevoelige soorten als Bosanemoon gingen de voorbije decennia sterk achteruit in bossen op leembodem, deels ten gevolge van verzuring. Andere soorten zoals bosbes groeien dan weer graag op zure bodems.

Huisjesslakken zijn eveneens gevoelig voor bodemverzuring, en voornamelijk door de lagere beschikbaarheid aan calcium. Huisjesslakken hebben een hoge hoeveelheid calcium nodig om te groeien en zich te vermenigvuldigen. Een dalende slakkenpopulatie heeft dan weer gevolgen voor bijvoorbeeld koolmezen, die actief op zoek gaan naar slakken omwille van het in hun huisje aanwezige calcium. Dit calcium is belangrijk om eieren te kunnen maken van voldoende stevigheid. Vooral op verzuringsgevoelige bossen op zandbodems kan dit een probleem vormen.

Hoge aluminiumconcentraties zijn bovendien nadelig voor het ondergrondse bodemleven. Aluminium veroorzaakt schade aan de fijne wortels van zaailingen en aan mycorrhiza, wat de opname van nutriënten verstoort, en daardoor de groei vermindert. Mycorrhiza zijn schimmels die het absorberend oppervlak van het wortelstelsel vele malen kunnen vergroten, wat positief is voor de opname van nutriënten.

Ook regenwormen worden negatief beïnvloed door bodemverzuring. Hoewel er een aantal zuurtolerante regenwormsoorten bestaan komen de meeste gravende soorten niet meer voor in zure bodems. Het verdwijnen van gravende regenwormen is nadelig voor het onderwerken van organisch materiaal in de bodem. Omdat er minder doorwoeling is wordt de bodem ook minder kruimelig.