Zure Regen          

[../poortinga-auteur-menu.htm]

 

 

OORZAKEN VAN BOSSTERFTE

mail uw scriptie, les of artikel naar www.skrift.nl

Is bossterfte onverklaarbaar verklaard?

De bossterfte is nog niet zo duidelijk verklaard als bijvoorbeeld de vissterfte. Er ziJn weliswaar veel oorzaken bekend die ieder voor zich vroeg of laat voor bomen en bossen dodelijk kunnen zijn, maar het gelijktijdig afsterven van de bossen in alle landen en op alle bodems blijft moeilijk te verklaren.


Zoveel professoren, zoveel theorieŽn

Vroeger was vervuiling een lokaal probleem, eerst  in de onmiddellijke nabijheid van fabrieken en ertssmelterijen, later meer regionaal in ge:industrialiseerde streken zoals het Ruhrgebied. De politiek van de hoge schoorstenen heeft tot gevolg gehad dat de vervuiling over het hele noordelijk halfrond schadelijke niveaus heeft bereikt.
Toch zijn er verschillen. Nabij industriegebieden en stedelijke concentraties wordt de vervuiling gedomineerd door vliegas en aerosol van metalen en zwaveloxiden. Ver van de industriegebieden, met name in kuststreken en berggebieden, wordt de vervuiling gedomineerd door fotochemische oxidanten zoals ozon. De zwaveldioxideconcentraties zijn in Midden Europa bijna een factor tien lager dan in Zuid-Zweden en voor de neerslag van zwavel is het verschil een factor vier. Ook de zuurgraad van de regen verschilt aanzienlijk van land tot land. Toch treedt overal op het noordelijk halfrond tegelijkertijd bossterfte op.
Juist die gelijktijdigheid is een beangstigend verschijnsel dat nog door geen enkele theorie afdoend is verklaard. Weliswaar is het algemeen geaccepteerd dat de sterfte in eerste instantie wordt veroorzaakt door de gigantische hoeveelheid rookgassen die wij met elkaar in de dunne aardse atmosfeer blazen, maar het is nog omstreden hoe deze vervuiling precies zijn schadelijke uitwerking heeft.
Talloze details zijn bekend. Er zijn vele duizenden fundamentele onderzoeken gedaan naar de effecten van zure regen. Dat aantal neemt jaarlijks met vele honderden toe en er is meer geschreven over luchtvervuiling dan iemand in zijn hele even kan doornemen. Door samenvoeging van brokstukken kennis zijn er enkele theorieŽn ontstaan die de grootschalige bossterfte grotendeels kunnen verklaren, maar toch zijn die theorieŽn niet sluitend.
Aanvankelijk gaf het grote aantal verklaringen aanleiding tot een zekere polarisatie binnen de wetenschap. Vooraanstaande wetenschapsmensen of instituten verzamelden zoveel mogelijk volgelingen om aan de eigen theorie te bouwen en andere opvattingen te vuur en te zwaard te bestrijden. Deze geloofsijver is afgenomen naarmate het bos sneller verdween. Steeds vaker ziet men nu wederzijdse erkenning van elkanders verklaringen.
In juli 1983 bezocht ik op uitnodiging van prof. Ulrich de proefvlakken van de Universiteit van GŲttingen in de Solling en de Harz. Op basis van het bodemkundig onderzoek in deze bossen is de theorie ontstaan dat bossen pas sterven als de bodem verzuurt. De theorie heeft wereldfaam en wordt ook in Nederland, getuige het Meerjarenprogramma Lucht en de notitie over verzuring aan de Tweede Kamer, aangehangen als de enige ernstig te nemen verklaring over de sterfte van de bossen.
Toen 1k Ulrich de door mij geconstateerde schade in de kleigebieden, een schade die onmogelijk door bodemverzuring kon zijn veroorzaakt, voorlegde, wees hij erop dat zijn theorie niet volledig is. De werkelijkheid is nog steeds ingewikkelder dan de wetenschappelijke modellen. Het leek hem niet onwaarschijnlijk dat ook de andere, schijnbaar tegenstrijdige theorieŽn, juist zouden blijken en deel konden uitmaken van de totale verklaring van de bossterfte.


Klassieke rookschade 

Bij de zogenaamde klassieke rookschade in de nabijheid van industrieŽn constateerde men een directe aantasting der gewassen door schadelijke gasvormige stoffen zoals zwaveldioxide en fluorwaterstof. In Nederland werd deze schade door het Instituut voor Planteziektenkundig Onderzoek al onderzocht voor er van bossterfte sprake was.
Het gevolg van de klassieke schade was het voortijdig afvallen van bladeren en naalden. Vooral boomsoorten zoals sparren, waarvan de naalden vele jaren oud moeten warden, zijn erg gevoelig voor de continue aantasting door rookgassen. In het Rijn- en Ruhrgebied, waar deze schade al vele tientallen jaren optreedt, zijn gevoelige sparresoorten reeds lang vervangen door minder gevoelige dennen en loofbomen. Dennen groeien nog goed als hun naalden 2 tot 3 jaar oud kunnen worden en loofbomen vernieuwen hun blad elk jaar. De klassieke rookschade herstelt zich zodra de luchtverontreiniging stapt.
De huidige bossterfte zou verschillen van de klassieke rookschade, doordat de bomen niet sterven aan directe beschadiging, maar aan een fundamentele verandering in het hele ecosysteem. De luchtverontreiniging is sinds de oliecrisis van 1970 immers niet dermate toegenomen dat de plotselinge steriele wordt verklaard door een verheviging van de klassieke rookschade. De Duitse overheid spreekt daarom veelal van 'neuartigen Waldschšden'. Het lijkt erop dat de continue toevoer van luchtverontreinigende stoffen niet de vitaliteit van een aantal bomen op een laag maar stabiel niveau houdt, maar dat deze stoffen de reserve aan vitaliteit van het hele bos of de elasticiteit van het hele ecosysteem geleidelijk aan hebben verdreven.
Door een onomkeerbare verandering in het ecosysteem sterven plotseling de bomen en het maakt daarbij politiek gezien geen wezenlijk verschil of die verandering gelokaliseerd moet worden in de planten of in de bodem. De bossterfte kan alleen tot staan worden gebracht door de luchtverontreiniging terug te dringen tot een fractie van het huidige niveau. Dat wil niet zeggen dat verder onderzoek zinloos is. Integendeel. Slechts op basis van vroeger wetenschappelijk onderzoek begrijpen wij nu de hoofdlijnen van het desastreuze proces. Op grond van het onderzoek is de bossterfte ook lang van tevoren voorspeld. Dat de investering in wetenschappelijk onderzoek voor een deel vruchteloos is gebleven, is niet alleen te wijten aan gebrek aan gegevens, maar ook en veeleer aan de gebrekkige besluitvorming in de maatschappij. Beleidsuitvoerenden en politici hebben de waarschuwingen te lang als onrealistisch naast zich neergelegd en bleken slechts te overtuigen door een daadwerkelijk afsterven van de bossen.
Verder onderzoek zal weliswaar niets kunnen bijdragen aan het nemen van de juiste maatregelen, maar het is van het grootste belang dat de precieze processen, met name de veranderingen in bodem en water, worden onderkend, willen Wij ooit de vruchtbaarheid van onze wereld kunnen herstellen. In het volgende wordt daarom een schets gegeven van de verschillende ecosysteemtheorieŽn.


Bodemverzuring en blikvergiftiging

Als eerste ontwikkelde de reeds vaker genoemde prof. Ulrich, vroeg in de jaren zeventig, een theorie over de oorzaken van bossterfte. Aangezien hij in de eerste plaats bodemkundige is, staat in zijn theorie de verzuring van de bodem centraal. De giftige werking van aluminium-ionen in verzuurde bodems is volgens hem de hoofdoorzaak van de bossterfte (Ulrich, 1983).
Het verzuringsproces verloopt min of meer trapsgewijs. Boven pH 6,2 wordt de zuurgraad voornamelijk gebufferd door kalk (calciumcarbonaat). De kalk lost op tot calciumhydrocarbonaat en verdwijnt met het grondwater. (Het grondwater wordt 'hard'.) Pas wanneer de vrije kalk bijna geheel is verbruikt, daalt de pH beneden dit niveau. De grote hoeveelheid calcium in de bodem werkt in dit bufferbereik enigszins remmend op de kaliumopname van de bomen. Hoewel hier bepaald geen sprake is van bodembederf, zijn dergelijke bodems niet de gunstigste groeiplaatsen.
Tot pH 5,0 warden de zuren gebufferd door het vrijkomen van natrium-, kalium-, magnesium- en calcium-ionen uit silicaten. Daarbij warden de primaire silicaten (bijvoorbeeld veldspaten) omgezet in kleimineralen. In dit buffertraject vindt men over het algemeen geen beperking van de boomgroei door bodemchemische factoren. Voor bosbouw is deze toestand eigenlijk het ecologisch optimum. Wanneer de bodems erg veel van deze mineralen bevatten, de zogenaamde silicaatverweringsgronden, is het bufferend vermogen zeer haag. Op de pure kleibodems is de buffercapaciteit zo haag dat er van bodemverzuring geen sprake kan zijn.
In deze eerste twee trajecten speelt ook de natuurlijke verzuring door koolzuur, dat bij de wortelademhaling vrijkomt, een grote rol.
In het bufferbereik beneden pH 5,0 speelt het koolzuur van de wortelademhaling geen rol meer. Het door de planten gevormde kooldioxide vormt vrijwel geen koolzuur, maar verdwijnt als kooldioxidegas uit de bodem. Beneden pH 5 zijn alleen sterke zuren zoals salpeterzuur, zoutzuur en zwavelzuur van belang in de bufferreacties (Dam, 1983). Beneden pH 5,0 bepalen aluminiumhoudende kleimineralen voor een groot deel de buffercapaciteit van de grond. Tot pH 4,2 worden waterstof-ionen  ingewisseld tegen aluminiumhydroxide-ionen en lossen zware metalen in toenemende mate op. In deze fase spoelen ook calcium-, magnesium- en kalium-ionen verder uit. In dit bufferbereik warden niet-tolerante soorten geremd door een zekere zuur- of aluminiumvergiffiging en worden kalkminnende soorten uitgesloten. Tevens vermindert het bacterieleven in de bodem en wordt het strooisel voornamelijk door bodemschimmels verteerd. De economisch belangrijke boomsoorten zoals fijnspar, den, lariks, beuk en eik horen tot de voor zuur tolerante soorten. Als de bodem niet voldoende humus bevat om aluminium en andere vrije metaal-ionen te binden, begint al in dit stadium het bodemleven uit de minerale grond te verdwijnen. Door het ontbreken van bodemwoelende organismen vormt zich een humuslaag boven op de minerale grand.
Beneden pH 4,2 worden vrije aluminium-ionen in het bodemvocht gevormd. Deze laatste zijn al in uiterst lage concentraties giftig voor de wortels van bomen en de meeste andere planten. De plantenvoedende stoffen worden in deze fase in zeer ernstige mate uitgespoeld. Fosfaat en het sporenelement molybdeen warden in voor planten zeer moeilijk bereikbare vorm vastgelegd. In dit bufferbereik worden dan ook alle planten beÔnvloed door de giftigheid van aluminium en is er zelfs een verminderde groei bij kalkmijdende soorten, inclusief beuk, elk en den.
Als ten slotte het bufferend vermogen (de buffercapaciteit) van de aluminiumhoudende kleimineralen is verbruikt (of als de buffersnelheid daarvan te laag is), beginnen ijzeroxiden (roest) een bufferende functie te krijgen. Tussen pH 3,8 en 3,0 neemt ijzer geleidelijk de functie van aluminium over. In dit stadium krijgen alle planten te maken met aluminium- en ijzervergiftiging en kunnen alleen die planten overleven die slechts in de humuslaag wortelen. Planten die zoals het gras bochtige smele op de kale bosbodems groeien nadat het bos is afgestorven, kunnen waarschijnlijk slechts overleven dank zij hun vermogen om continu hun wortels te vernieuwen. De oude wortels met het opgehoopte aluminium worden daarbij in hoog tempo afgestoten.


Het zuur slaat door

De bodem kan op twee manieren verzuren. In elk bufferbereik heeft de bodem een bepaalde buffercapaciteit en een bepaalde buffersnelheid. Als de buffersnelheid groot genoeg is om de zuurtoevoer te neutraliseren, zakt de zuurgraad pas naar een volgend traject als de hele buffercapaciteit is verbruikt. De bodem kan zich in dat geval niet spontaan van de verzuring herstellen.
Het is echter ook mogelijk dat in een bepaalde periode zoveel zuur in de bodem komt (met de zure regen of door biochemische processen) dat de buffersnelheid niet hoog genoeg is om de grote zuurtoevloed direct te neutraliseren. In dat geval daalt de zuurgraad onmiddellijk naar een lager buffertraject. De pH slaat door naar een volgend buffertraject. Deze vorm van bodemverzuring kan zich herstellen zodra de toevloed van zuur stopt. De zuurgraad van bodems met een geringe buffersnelheid kan dus tussen twee pH-waarden heen en weer slingeren. Hierdoor ontstaan de zogenaamde zure schokken, die verantwoordelijk zijn voor de periodieke wortelsterfte in veel bossen.
De metingen van Ulrich en zijn medewerkers toonden aan dat in bodems in het silicaatbufferbereik (pH 6,2-5,0) de buffersnelheid 3,5 tot 35 maal zo klein is als de gemiddelde neerslag van zure stoffen in Duitsland (0,2-2 kmol tegenover respectievelijk 7 kmol H~-equivalent). Het is volgens hem vanzelfsprekend dat dit moet leiden tot bodemverzuring en bossterfte. Men hoeft niet meer dan deze vergelijking te kennen om te weten dat de huidige zure neerslag tot verstrekkende veranderingen in ecosystemen moet leiden.


Verzuring slaat door van blad naar wortel

Uit het onderzoek van de Universiteit van GŲttingen is gebleken dat een groot deel van het zuur door de bladeren in het kronendak wordt geneutraliseerd. Bij dit proces worden magnesium, kalium en calcium uit de naalden of bladeren gewassen. Dit kan op zichzelf leiden tot gebreksziekten, met name aantasting van het bladgroen door magnesiumgebrek. Afhankelijk van bet bodemtype en de boomsoort kan de zuurbuffering in bet kronendak variŽren van 20 tot 50%. Dit is alleen mogelijk als de elektronenneutraliteit in het systeem wordt bewaard; dus als het in het blad gebufferde zuur direct wordt doorgegeven aan de bodem (onder uitwisseling van bijvoorbeeld calcium- of metaalionen). Zonder dat dus de hele bodem verzuurt, kan toch in en rondom de wortels een ernstige verzuring optreden met dezelfde effecten als bij verzuring van de hele bodem. Wortelonderzoek heeft uitgewezen dat aluminium en zware metalen zich relatief onafhankelijk van de chemische bodemtoestand in aanzienlijke mate in de wortels ophopen.
Het voorgaande betekent dat op het grensvlak van wortel en bodem periodiek sterke verzuring optreedt. Zolang dit kortstondige perioden blijven en de wortel nadien weer voldoende opgeloste kalk (calciumhydrocarbonaat) kan opnemen, hoeft dit slechts overkomelijke schade te veroorzaken. Het wordt echter ernstiger als ook het calcium uit de celwanden is verdwenen. Dat wil namelijk zeggen dat in de wortel zelf al een pH lager dan 4 is voorgekomen. In dat geval raken het in de wortel aangereikte aluminium en de zware metalen in oplossing en daarbij worden de wortels ernstig beschadigd.
De wortelbeschadigingen beginnen bij de mycorrhiza (schimmelwortels) of de wortelpunten. Vandaar schrijdt de schade voort doordat schadelijke stoffen en ziekteverwekkende organismen via de al aanwezige beschadigingen kunnen binnendringen.
Uiteindelijk leidt een doorwoekerende wortelbeschadiging tot het afsterven van bomen. Dit afsterven is bij de voor zuur tolerante soorten van onze produktiebossen een langdurig proces. Men kan twee gevallen onderscheiden.
In bet eerste geval heeft de boom in zijn jeugdfase zijn wortelstelsel ongehinderd en ruim kunnen laten uitgroeien. Hij heeft dan een wijdvertakt en diep wortelstelsel ontwikkeld. In dat geval kan de boom een zich langzaam ontwikkelende giftige invloed vanuit de bodem tientallen jaren weerstaan. Daarbij wordt het wortelstelsel echter schoksgewijs afgebroken. Het laatste stadium van dit proces, waarbij zich vanuit de levend gebleven hoofdwortels nieuwe zijworteltjes hebben ontwikkeld, kan men aan blootgelegde wortels goed herkennen.

62
In het tweede geval is de wortelgroei van de boom al vanaf de jeugdfase gestoord. Giftige bodemlagen zijn dan helemaal niet beworteld of de vertakking gaat kenmerken vertonen van een herhaald afsterven van de zijwortels. In zijn vaardigheid om zijn wortelstelsel te beperken tot de humuslaag en de door humusinfiltratie beÔnvloede bovenlaag overtreft de fijnspar alle andere boomsoorten. Ook in dit geval is aan de aard van de wortelvertakkingen te zien dat het begin van de schadeontwikkeling jaren, zelfs tientallen jaren, terug ligt. Tussen beide gevallen zijn overigens alle mogelijke overgangen te vinden.
Naarmate de boom meer stofwisselingsprodukten moet steken in onderhoud en herstel van zijn wortelstelsel, blijft er minder over voor de groei van de bovengrondse delen. Dit veroorzaakt een vermindering van de houtproduktie. Deze vermindering is in vele delen van Europa al geconstateerd ver voor er sprake was van bossterfte.
Uiteindelijk wordt ook het vermogen om de wortelschade te herstellen aangetast. Eveneens kunnen andere stressfactoren, die vroeger relatief onschuldig waren, nu schadelijk warden, zoals de directe invloeden van 'normale' niveaus van luchtverontreiniging, een droge of juist te natte zomer, een te koude of te warme winter, normaal onschuldige of symbiotische schimmels en allerlei andere ziekten en parasieten. Door de vergaande reductie van het wortelstelsel en de geringe hoeveelheid bewortelde bodem verliest het hele ecosysteem zijn elasticiteit.
Volgens Ulrich hebben de verminderde prestatie van het gereduceerde wortelstelsel en de hoeveelheid energie die gestoken moet warden in het herstel van de wortels tot gevolg dat ten slotte ook in de kroon schadesymptomen optreden aan takken, naalden en bladeren. Dit in tegenstelling tot de theorie van prof. SchŁtt uit MŁnchen, die aanneemt dat eerst de naalden of bladeren warden aangetast door de luchtverontreiniging en dat deze aantasting leidt tot een gebrek aan bladgroen, aan produktievermogen dus, noodzakelijk voor de instandhouding en de groei van het wortelstelsel.


Bossterfte, niet door bodemverzuring alleen

Niettegenstaande de ecosysteemtheorie van Ulrich, die de bossterfte vrijwel waterdicht kan verklaren, zijn er helaas genoeg feiten die in een andere richting lijken te wijzen. De bomen blijken het ergst te warden aangetast, indien ze aan zon en wind zijn blootgesteld. Het kwetsbaarst zijn de tappen van de bomen die boven het bos uitsteken en de bomen in westelijke bosranden of in open, sterk gedunde bestanden. Het kamt zeer vaak voor dat bosranden als ernstig beschadigd warden aangemerkt, terwijl de bomen een dertig meter verder in het perceel nog redelijk vitaal zijn.
Bossen met een open of onregelmatige structuur lijken relatief snel te kwijnen. Ook losse groepjes bomen die na de kap of na stormschade zijn blijven staan, blijken kwetsbaar en vooral in de laatste mm of meer natuurlijke bossen, die door hun onregelmatige structuur veel wind vangen, verloopt de schadeontwikkeling razendsnel.
Hoog op de bergen, waar de bossterfte begon, is de windsnelheid groter dan in de dalen. Daardoor lijkt het waarschijnlijk dat niet de verzuring van de bosbodem, hoe funest ook op de lange termijn, de acute verslechtering veroorzaakt. Ook het feit dat de schade is geconstateerd op de kleigronden in het Duitse Oost Friesland en in het Groningse en Friese kleigebied pleit niet voor de theorie dat de bossterfte uitstuitend plaatsvindt na bodemverzuring (Poortinga, 1984). In Duitsland is geconstateerd dat met name in oudere bossen in de streek bij Paderborn de schade op vruchtbare bodems groter is dan die op arme gronden. De sterfte lijkt daar in hogere mate afhankelijk van de leeftijd dan van de bodemkwaliteit (Spelsberg, 1983).
De bosschade blijkt zich vanaf de toppen van de Duitse bergen het snelst te hebben uitgebreid over de zuidwestelijke hellingen, welke zijn blootgesteld aan de overheersende winden. Dit bleek bijvoorbeeld duidelijk in bet Duitse bosdistrict Kempen (Noordrijn-Westfalen). Dit gebied wordt door de kam van het Eggegebergte verdeeld in een winderige' westhelling en een luwe' oosthelling. Op de aan de overheersende westenwind blootgestelde helling bleek meer dan 60% van de fijnsparren ziek of ernstig ziek te zijn, terwijl op de beschutte helling nog geen 5% in deze categorieŽn viel. In andere Duitse gebieden zijn dergelijke uitgesproken verschillen eveneens geconstateerd.
Ook buiten bet bos sterven bomen, in parken, langs wegen en in erfbeplantingen. Ook daar begint de sterfte bij die bomen en die delen van bomen die de meeste wind vangen. Het feit dat op vruchtbare bodems bladeren aan naar het westen gerichte takken bruin kunnen warden zonder dat de rest van de boom door schade is aangetast, lijkt evenmin te pleiten voor de theorie dat bomen pas ziek warden na verzuring van de bodem of eventueel het wortelstelsel. Wel lijkt het duidelijk dat bossen op verzuurde gronden ernstiger zijn aangetast dan bomen op goede bodems maar verder onder gelijke omstandigheden. Gemeten in jaren van ontwikkeling is bet verschil in schade echter klein.


Bossterfte is niet beperkt gebleven tot naaldbossen. Ook de loofbossen sterven. In de oude eikenbossen die tot op heden de pronkjuwelen van de Nederlandse natuurbescherming vormden zijn verregaande stadia van verval zichtbaar.
De kwaliteit, met name het zuurbufferend vermogen van de bosbodems in Europa, loopt sterk uiteen. Het zou meer dan toeval zijn, wanneer in alle gebieden na tientallen jaren van grote luchtverontreiniging nu plotseling de bodems terzelfder tijd verzuurd waren.
De betekenis van dit alles kan zijn dat de bomen door de wortelsterfte al op zeer grote schaal verzwakt waren, zodat enkele extreme klimatologische invloeden (die zich normaal eens in de tien tot twintig jaar voordoen) de druppels waren die de emmer deden overlopen. Het kan ook zijn dat toch tegelijkertijd meer gewicht moet worden gehecht aan andere theorieŽn, bijvoorbeeld de veronderstelling van prof. SchŁtt dat de bossterfte primair wordt veroorzaakt door beschadiging van de bovengrondse delen.


Het uitwassen van mineralen als hoofdoorzaak van bossterfte

Ook volgens de botanicus prof. SchŁtt wordt de bossterfte veroorzaakt door een algehele verzwakking van het bosecosysteem ten gevolge van de jarenlange immissie van luchtverontreiniging. Ook hij stelde een buitensporige schade aan boomwortels vast. Het stelsel van de kleinere wortels blijkt zijn vermogen tot regeneratie te verliezen. De vorming van schimmelwortels loopt sterk terug en het produktievermogen van de bomen vermindert. Ook de zaadvorming wordt verstoord en de bomen worden gevoeliger voor ziekten. Dit zijn dezelfde verschijnselen die Ulrich en zijn medewerkers vonden. Alleen de interpretatie over de wijze van aantasting verschilt. SchŁtt legt meer de nadruk op de directe aantasting van het blad, niet alleen door zuren, maar 00k door sulfaat, zware metalen en ozon. Door de algehele verzwakking van de boomkroon zou de boom niet genoeg suikers kunnen maken om zichzelf en zijn wortelstelsel te onderhouden. SchŁtt stelt dus dat eerst de bladeren ziek worden en ten gevolge daarvan de wortels en de symbiotische wortelschimmels. Doordat bet bosecosvsteem op deze wijze wordt verzwakt, zou op den duur een relatief lichte milieustress, vorst of droogte, het bosecosysteem kunnen laten instorten.
Door de Landesanstalt fŁr Immissionsschutz (LIs) te Essen wordt nog meer de nadruk gelegd op de directe aantasting van de boomkruinen. In enkele spraakmakende publikaties heeft dit instituut niet de zuren maar de fotochemische oxidanten, met name ozon, als hoofdschuldigen

Veel korstmossen zin erg gevoelig voor luchtverontreiniging. De gevoeligste soorten zijn al uit ons land verdwenen. Door de luchtverontreiniging worden baardmossen die vroeger vele bossen een mystereus en eerbiedwaardig aanzien gaven, hier al tientallen jaren geleden uitgestorven.


van de bossterfte aangewezen (LIS, 1982). Op grond van het feit dat de sterfte haag in de bergen begon en in 1976 relatief sterk toenam, zocht men een schadelijke stof die bij dit beeld paste. Dit bleek ozon te zijn, want daarvan is de concentratie boven in de bergen hoger dan in lager gelegen gebieden en van ozon zijn in de zonnige zomer van 1976 over heel Europa zeer hoge concentraties gemeten. De buitenhuid van naalden zou door ozon bros worden en doorlaatbaar voor andere schadelijke stoffen zoals zwaveldioxide. Ook zouden pas na de ozonaantasting magnesium en kalium door de regen uit naalden en bladeren kunnen warden gewassen, waarna de bomen hun belangrijkste stof, het bladgroen, niet meer kunnen vormen. Ook in 1982, het jaar waarin volgens de Duitse inventarisaties opnieuw sprake was van een grote toeneming van de bosschade, zijn door de LIS hoge ozonconcentraties gemeten.
In een wat andere richting gaat de theorie van een aan de Universiteit van Frankfurt verbonden hoogleraar. Dit is de bodemkundige Plass, die zich normaal bezighoudt met de kartering van de bodemgeschiktheid in Hessen. Prof. Plass volgt in grote lijnen de theorie over bodemverzuring van zijn collega Ulrich. Hij wijst alleen niet aluminium aan als de hoofdoorzaak van de sterfte, maar molybdeen (Genssier, 1983). Molybdeen is een sporenelement waar planten beslist niet zonder kunnen. in de landbouw is dit bekend en wanneer een slechte groei door molybdeengebrek wordt geconstateerd, past men direct een molybdeenbemesting toe. In de bosbouw is dit net zo eenvoudig. Bij een sterke bodemverzuring wordt molybdeen in de bodem vastgelegd en dan kunnen de bomen niet meer over dit onmisbare sporenelement beschikken. Hierdoor denkt Plass alle ziekteverschijnselen, van de bergtoppen tot in de dalen, vanaf het vergelen van de naalden tot een volledig naaldverlies, te kunnen verklaren.
Een zeer conservatieve mening is die van prof. Rehfuess uit MUnchen. Hij verkondigde enkele jaren geleden nog aan de bosbouwers dat bossterfte zonder bekende oorzaak een heel oud verschijnsel is. Na droge jaren zou dat regel zijn. Er is dan eenvoudig gebrek aan water en de boom reageert daarop door een deel van zijn bladeren te laten vallen, terwijl in de uitgedroogde bodem de kleine wortels afsterven. Door de aantasting van het wortelstelsel in de droge periode heeft de boom jarenlang moeite met zijn waterverzorging en daardoor blijft hij gevoelig voor andere nadelige invloeden.
In 1981 schreef Rehfuess: 'De door Ulrich geconstateerde correlatie tussen de toegenomen concentratie opgelast aluminium en de afname van de gewichtshoeveelheid aan levende wortels in de bosbodem kan niet als het bewijs vaar de vergiftigende werking van aluminium gelden. Bij nauwkeurig onderzoek van zijn (Ulrichs) grafieken valt op te merken dat het aluminium pas begint toe te nemen als de hoeveelheid wortels al sterk is afgenomen.' Bovendien zou de wortelsterfte elk jaar precies hetzelfde verloop hebben en een soort natuurlijke ritmiek van het bodemleven zijn. Vegetatiekundige waarnemingen die op een snelle verzuring van de bodem wezen, waren hem niet bekend (Rehfuess, 1981). Door de toch ongewoon snel voortschrijdende bossterfte heeft Rehfuess zijn men ing herzien. Onderzoek van zijn instituut heeft uitgewezen dat uit de sparrenaalden inderdaad magnesium, calcium, zink en mangaan lekken. Dit gebeurt naar zijn mening ten gevolge van de directe aantasting van de boomkruinen door zwaveldioxide. De gele verkleuring zou te wijten zijn aan de uitwassing van magnesium. Ook twijfelt hij er niet langer aan dat de neerslag op den langen duur de bodemvruchtbaarheid zal beÔnvloeden. Toch blijft hij volhouden dat men ervan mag uitgaan dat een deel van de huidige ziekten in het bos natuurlijke oorzaken heeft (Rehfuess, 1983).
Zijn collega uit Freiburg, prof. Zottl, bevestigt de theorie van Rehfuess. ZŲttl stoelt zijn mening op een eigen onderzoek naar de concentraties van zware metalen en voedingsmineralen in plantedelen in het Zwarte Woud. Hij onderschrijft echter niet de mening van Ulrich dat het functioneren van de boomwortels door aluminiumvergiftiging wordt aangetast. Zijn opvatting is dat het gebrek aan bepaalde mineralen niets te maken heeft met een slechter functioneren van het wortelstelsel door aluminiumvergiftiging, maar met een gebrek aan calcium en magnesium in de bodem wegens de hoge verzadiging van het chemische bodemcomplex met aluminium (ZŲttl, 1983).
De eerste onderzoeken naar bossterfte (in CaliforniŽ) hebben zich gericht op de directe aantasting door smog. In Noord-Amerika is nog geen onderzoek verricht naar de bossterfte op continentale schaal. Waar wel schade wordt vermoed, schrijft men deze voornamelijk toe aan de werking van ozon. Momenteel is er echter een groeiende belangstelling voor de ecosysteemtheorieŽn, met name voor de bodemtheorie van Ulrich.
Een prominent bodemkundige in de V.8. is H. F. Bormann, hoogleraar aan de Yale Universiteit in New Haven (Centuci). Hij heeft getracht een algemeen geldend patroon in de degradatie van het bosecosysteem ten gevolge van zure regen te schetsen. Hij onderscheidt zeven hoofdstadia, te beginnen met de maagdelijke situatie waarin het niveau van de luchtvervuiling te gering is om van betekenis te zijn. In elk van de volgende stadia is sprake van een toenemende accumulatie van bepaalde stoffen. Andere stoffen, met name plantennutriŽnten spoelen echter uit. Bij de overgang naar elk volgend stadium is sprake van een selectie (vaak een verarming) van het erfelijk materiaal binnen de groepen planten en dieren die erin slagen zich (schijnbaar ongestoord) te handhaven. Vervolgens wordt het functioneren van een steeds groter aantal soorten meer en meer gestoord. Biologische kringlopen, fotosynthese en andere functionele processen van het ecosysteem worden in toenemende mate aangetast. In de latere stadia zijn de planten steeds meer aangewezen op mechanismen om de giftigheid van het milieu te neutraliseren. In het laatste stadium start het ecosysteem geheel in, waarbij catastrofen ontstaan, zoals ernstige insektenplagen, windworp af branden. Spontaan herstel van de vernielde ecosystemen kan tientallen tot duizenden jaren vergen (Bormann, 1983). Factoren die het herstel ernstig kunnen belemmeren zijn erosie en het uitsterven van talloze essentiŽle organismen.
Uit het voorgaande is duidelijk dat een ieder het verschijnsel bossterfte allereerst vanuit zijn eigen vakgebied benadert. Ook kamt eigenlijk elk instituut met overtuigende bewijzen dat hetzij processen in de bodem, hetzij aantastingen van de planten direct vanuit de lucht, op langere af kortere termijn dadelijk moeten zijn voor bet bos. Naarmate er meer verbindingen tussen de verschillende vakgebieden warden gelegd, groeit de erkenning van elkaars bevindingen. Er blijkt zo langzamerhand veel mis te zijn met ons milieu, en de bossen kunnen kennelijk al door afzonderlijke deeloorzaken doodgaan. In feite is het een wonder dat zoveel planten en dieren al die tegelijk voorkomende schadelijke milieufactoren tot op heden hebben kunnen doorstaan.
Een halve maatregel zal daarom voor het bos niet bet verschil tussen sterven af overleven betekenen.


De onbekende factor

Zolang het complexe systeem van oorzaak en gevolg met betrekking tot de bossterfte niet vaar 100% waterdicht is verklaard, blijft er ruimte vaar buitenissige theorieŽn. Sommige daarvan lijken zeer redelijk. Vaak is een nader onderzoek zinval, niet omdat het erg waarschijnlijk is dat de bossterfte erdoor zou kunnen warden verklaard, maar omdat het inzicht kan geven in weer een schadelijke nevenwerking van onze technologische samenleving.
Er zijn vaak heel wat speculaties die de bossterfte aan natuurlijke oorzaken wijten. Met een klein aantal van deze theorieŽn kunt u in bet volgende kennis maken.


Vulkanen en bossterfte


Het is bekend dat vulkanen grote hoeveelheden zwavel uitstoten. Het is zeker niet uitgesloten dat grote vulkaanuitbarstingen bet klimaat op wereldschaal kunnen beÔnvloeden. Het plotseling uitsterven van alle dinosaurussen wordt door sommige paleontologen geweten aan vulkaanuitbarstingen. De lucht zou zo bezwangerd zijn geweest met stof en gassen dat de temperatuur op aarde met enkele graden daalde. Ook omstreeks de vorige eeuwwisseling heeft men kunnen constateren dat enkele vulkaanuitbarstingen over de hele wereld zichtbare gevolgen hadden. ben in 1883 de Krakatau in IndonesiŽ was uitgebarsten, konden in Europa nog jaren daarna door vulkaanstof roodomfloerste zonsondergangen worden waargenomen.
Vulkaanuitbarstingen kunnen zeker van invloed zijn op de bosschade, omdat ze voor een deel dezelfde stoffen in de atmosfeer blazen als fabrieksschoorstenen. Fabrieksschoorstenen, of eigenlijk onze hele energievoorziening met fossiele brandstoffen, vormen als het ware ťťn grote, kunstmatige vulkaan. Stoffen, diep uit de aardkorst, worden via talloze mijnen en diepteboringen kunstmatig naar boven gehaald en ten slotte in de atmosfeer gebracht. Bij vulkanen komen weliswaar zelden organische stoffen vrij, maar wel veel zwavel, stof en as. Hoeveel zwavel er vrijkomt, is echter niet bekend en de schattingen open erg uiteen. Volgens gangbare berekeningen zouden vulkanen de achtergrondniveaus van zwaveldioxide of zwavelzuur in de lucht met enkele procenten verhogen.
Na de jaren zestig zijn de fabrieksschoorstenen door de politiek van de hoge schoorstenen sterk verhoogd. Sindsdien lijken ze nog meer op minivulkanen. De vaak tot 400 meter hoogte reikende schoorstenen blazen de zwavelprodukten direct in de onderste wolkenlaag. Door de aanhangers van de leer dat bossterfte een acuut gevolg is van directe invloeden is daarom het verband gelegd tussen de hoge concentratie zwavelzuur in de lage bewolking en de beginnende bossterfte hoog op de hellingen van middelgebergten. Daar zou de bossterfte veroorzaakt worden door zure nevels (Ow, 1984; Waldmann, 1984). De nevels waarin deze bergen zijn gehuld komen overeen met die welke in de geÔndustrialiseerde dalen en laagvlakten worden ervaren als laaghangende wolken.
In de praktijk blijkt er echter een verschil te zijn tussen de datum waarop alle schoorstenen waren verhoogd (1974) en de datum waarop de bossterfte in alle West Europese landen volgens officiŽle berichten in alle hevigheid begon (1982-1984). Voor vulkaanuitbarstingen zou men een soortgelijke hypothese kunnen maken en dan bIijkt de correlatie wťl zeer groot (Sulzbach, 1984).
00k uit vroeger tijden zijn perioden bekend met ernstige sterfte van zilver- en fijnsparren. Een van die perioden was tijdens bet einde van de vorige en het eerste decennium van deze eeuw. De schadebeelden op oude foto's lijken erg op de huidige verschijnselen en er zijn tal van parasitaire plagen beschreven die ook nu de bossterfte begeleiden.
De grootste bekende historische stof- en gaswolken waren afkomstig van de uitbraak van de Tambora, op een van de kleine Sunda-eilanden in lndonesiŽ, in 1815. De grootste uitbarsting omstreeks de laatste eeuwwisseling was die van de Krakatau, eveneens in Indonesie. In deze eeuw bleek 1902 een jaar van grote vulkanische activiteit. Toen barstten de Santa Maria in Guatemala en de SoufriŤre op St.-Vincent uit, een dag later gevolgd door de Pelee op Martinique, die de grootste uitbarsting van deze eeuw te zien gaf. Na de omvangrijke uitbarsting van de Katmai in 1912 bleef het betrekkelijk rustig tot de uitbarsting van de Gunung Agung in 1963 op Bali. Uit deze periode is geen grootschalige bossterfte bekend. Wel stammen de vroegste waarnemingen over groeireductie bij zilversparren uit die tijd. In het midden van de jaren zeventig constateert men een geringe verhoging van het gehalte aan atmosferische chemicaliŽn door de activiteit van El Fuego. Op 18 mei 1980 ploft de St-Helens in de staat Washington, met een even groot effect, en eveneens in 1980 wordt de Mexicaanse vulkaan El Chinon opnieuw actief. Het effect van El Chinon op het gehalte aan bepaalde stoffen in de atmosfeer is naar schatting viermaal zo hoog als dat van de St-Helens. Wanneer men de stofuitworp van de herhaalde uitbarstingen van El Chinon optelt, is de uitbarsting in 1982 de grootste van deze eeuw; 1982 was ook het jaar waarin de bossterfte zich in Europa en Amerika op continentale schaal uitbreidde.
Sinds 1982 is de slijtage van cockpitramen van grote hoogvliegende verkeersvliegtuigen op bepaalde routes enorm toegenomen. Een dergelijke slijtage zou niet eerder zijn waargenomen. Onderzoek naar slijtage aan de ruiten van Boeing-vliegtuigen heeft uitgewezen dat de primaire oorzaak van snelle krasvorming gelegen is in de zwevende vulkanische stoffen in de stratosfeer, welke van de recente vulkaanuitbarstingen stammen. Dit materiaal bestaat uit vaste deeltjes en druppeltjes zwavelzuur, waarschijnlijk afkomstig van de vulkaan El Chinon. Nader onderzoek wees uit dat de slijtage voornamelijk optreedt bij vliegtuigen die regelmatig de noordelijke en polaire routes vliegen. Volgens gegevens van de Japanse luchtvaartmaatschappij was er ook in 1981 een korte periode waarin veel ramen vernieuwd moesten worden. In 1983 nam de aantasting van de ramen bij de Japanse vliegtuigen zelfs epidemische vormen aan.
De totale zwavelemissies van de vulkanen (voor de vergelijkbaarheid uitgedrukt als het gewicht van zwaveldioxide) werden voor 1980 op 2 a 6 miljoen ton geschat. Sedert 1981 is deze hoeveelheid gestegen tot circa 60 miljoen ton per jaar. Hoewel de verspreiding beter is, is deze hoeveelheid niet verwaarloosbaar in verhouding tot de industriŽle emissies. Niet bekend is welke invloed de vulkanische emissies hebben op bet algemene klimaat.
Een veelgehoorde opvatting is dat natuurlijke emissies slechts de achtergrondniveaus verhogen, welke veronderstelling wordt gesteund door de lage zwavelconcentraties in de lucht en in de boomnaalden in de Zwitserse Alpen. Toch moet niet worden uitgesloten dat in de huidige al labiele situatie een verhoogde vulkanische activiteit meetbare invloed heeft op de bossterfte. Verwijzing naar de natuurlijke emissies om de industriŽle emissies te bagatelliseren is echter volstrekt onlogisch. Natuurlijke emissies staan in dit geval niet synoniem met onschadelijke emissies. Integendeel. De schade ontstaat door de som van beide emissies. Een verhoging van het natuurlijke achtergrondniveau zou juist aanleiding moeten zijn cm de industriŽle emissies des te intensiever te bestrijden.


Zonnestraling en atmosferische veranderingen

Niet alleen vulkanen hebben invloed op de samenstelling van de stratosfeer. Bekend is het gevaar van de aantasting van de ozonlaag door drijfgassen. Ook bet verhoogde kooldioxidegehalte kan de warmte en de stralingsbalans in de atmosfeer verstoren. Uit het feit dat de bomen in grote steden zoals in Amsterdam, Brussel, Parijs, Londen en Berlijn ondanks de hoge verkeersintensiteit niet jaren eerder zijn afgestorven (ze lijken daarentegen helemaal niet minder gezond dan de bomen in het bos), zou men kunnen afleiden dat de directe inwerking van uitlaatgassen niet erg schadelijk is. Toch wordt de luchtvervuiling in bijvoorbeeld Zwitserland, met zijn watercentrales, vrijwel geheel veroorzaakt door bet verkeer. De zwavelconcentraties in de naaiden zijn er relatief laag, maar de schade aan naaldbomen ontwikkelt zich in de Alpen net zo snel als elders (Ow, 1984). Ook prof. Ulrich verklaarde desgevraagd dat dit verschijnsel hem in Berlijn was opgevallen en dat bet nog niet duidelijk is hoe dit in zijn bodemtheorie past. Bosbouwers zullen zich van het grote aantal onzekerheden en mogelijkheden bewust zijn. Ze zouden zich er ook bezorgd over moeten maken dat er kennelijk geen onderzoeken worden gedaan of althans gepubliceerd aangaande de vraag welke invloed bet intensieve luchtverkeer op de ijle lucht hoog in de atmosfeer heeft. Juist daar kunnen de stikstofoxiden, wegens bet hoge stralingsniveau, zorgen voor een enorme ozonproduktie.

terug naar inhoud

 xx
[../alert-menu-poortinga.htm]

 


 
Norgerholt 1983
webontwerp, teksten en fotografie door Gerben Poortinga