Ammoniakdepositie in het bos: paper 1 maart 2025 toont aan: lagere droge depositie en grote onnauwkeurigheid.

Dit is een samenvatting van een paper “Measurements and model results of a two-year dataset of ammonia exchange over a coniferous forest in the Netherlands” die op 1 maar 2025 uitkomt. Professor Margreet van Zanten had deze data al besproken in haar inaugurele reden (en vertaling). Wouter de Heij heeft de duiding van de bossen reeds gegeven op Foodlog “Bossen nemen meer stikstof op dan we dachten”. Ook RIVM en WUR heeft een tussentijdse reactie gegeven “Metingen en modelberekeningen wijzen beide op hoge stikstofdepositie op bossen”.

Hoeveel stikstof komt daadwerkelijk in het bos terecht?

De impact van ammoniak (NH₃) op natuurgebieden in Nederland blijft een belangrijk onderwerp binnen de stikstofdiscussie. Traditioneel wordt aangenomen dat bossen een belangrijke “sink” zijn voor NH₃ en dus een groot deel van de atmosferische stikstof opnemen via droge depositie. Maar klopt deze aanname nog steeds? Nieuwe meetgegevens laten een genuanceerder beeld zien. Zou het zo kunnen zijn dan de verdamping van regenwater ook voor emissie zorgt waardoor de droge depositie fluxmetingen hierdoor worden beïnvloed?

Twee jaar meten in het bos

In een recent onderzoek, uitgevoerd door het RIVM en Wageningen Universiteit, werd gedurende twee jaar (2009-2010) de ammoniakuitwisseling boven een gemengd naaldbos in Nederland onderzocht. Met behulp van een hoge meettoren en gevoelige sensoren werd de NH₃-concentratie op verschillende hoogtes gemeten. De resultaten werden vervolgens vergeleken met modelvoorspellingen van het veelgebruikte DEPAC (DEPosition of Acidifying Components) model, dat binnen het Nederlandse stikstofbeleid een belangrijke rol speelt.

Voor deze studie werd ammoniak gemeten met het GRAHAM-instrument op drie hoogtes (32m, 36m en 44m) boven het bos. Dit maakte het mogelijk om de fluxen van ammoniak te berekenen met de aerodynamische gradiëntmethode(AGM), waarbij rekening werd gehouden met correcties voor de ruwheids-sublaag (RSL). Deze correcties zijn essentieel, omdat de turbulentie boven een bos sterk wordt beïnvloed door de ruwe structuur van de boomkruinen, wat directe invloed heeft op de manier waarop ammoniak zich verspreidt en neerkomt.

Wat bleek? De metingen bevestigden dat NH₃ zowel wordt afgezet (droge depositie) als uitgestoten (emissie). Dit laatste is met name belangrijk: conventionele modellen zoals DEPAC voorspelden nauwelijks NH₃-emissies uit bossen, terwijl de praktijk anders laat zien. Als dit het effect van verdamping van (regen) water is, dan kan dit beter verwerkt worden in de module voor de voorspelling van de natte depositie, dan in de DEPAC-droge depositie module.

Waarom is dit belangrijk?

Stikstofbeleid is grotendeels gebaseerd op de veronderstelling dat ammoniak, zodra het in de lucht komt, neerslaat in natuurgebieden en daar schade veroorzaakt. De werkelijke dynamiek blijkt echter veel complexer. In de zomerperiode werd bijvoorbeeld gemeten dat het bos soms zelf ammoniak uitstoot. Dit heeft te maken met de interactie tussen de atmosfeer, de bladeren en de bodem. Overdag, wanneer de temperatuur stijgt, kan ammoniak verdampen van natte bladeren en zo terugkeren naar de lucht. Dit is een normaal en bekend fenomeen; regenwater verdampt immers tot 25%.

Het DEPAC-model voor de bossen overschatte de depositie en voorspelde geen emissie, terwijl de metingen aantoonden dat beide processen plaatsvinden. Dit wijst op een fundamentele tekortkoming in de manier waarop het huidige DEPAC model de droge depositie berekent voor de bossen.

Door een correctie toe te voegen voor de temperatuurafhankelijke weerstand van het externe bladoppervlak, konden de modelprestaties echter sterk worden verbeterd. Dit betekent dat bij hogere temperaturen de ammoniakuitwisseling anders verloopt dan eerder gedacht, en dat bomen niet alleen passieve ontvangers zijn van ammoniak, maar onder bepaalde omstandigheden ook kunnen bijdragen aan emissies. Deze correctie is nog niet verwerkt in de laatste AERIUS/OPS versie.

Hoeveel stikstof wordt dan echt vastgelegd?

De jaarlijkse droge depositie in het bos werd geschat op 8.5-11.8 kg N ha⁻¹ in 2009 en 8.7-11.4 kg N ha⁻¹ in 2010. Dit is aanzienlijk lager dan eerder gerapporteerd in de jaren ’90, toen waarden van 15-40 kg N ha⁻¹ per jaar werden gemeld.

Wat is er veranderd? Mogelijke verklaringen zijn:

1. Afname van zwavel- en stikstofoxiden (SO₂ en NOₓ), waardoor minder zure oppervlakken ontstaan en de opname van NH₃ minder efficiënt verloopt.
2. Veranderingen in bosstructuur, zoals een hogere boomtop en minder bladeren per oppervlakte-eenheid, wat de hoeveelheid beschikbaar bladoppervlak voor depositie beïnvloedt.
3. Veranderende chemische processen in de lucht, die de opnamecapaciteit van NH₃ kunnen beïnvloeden.

Daarnaast laat de data zien dat ammoniakfluxen sterk seizoensafhankelijk zijn. In de winter en herfst was er voornamelijk depositie, terwijl in de zomer soms netto emissie werd waargenomen. Dit impliceert dat ammoniakuitwisseling veel dynamischer is dan standaardmodelberekeningen suggereren. De hypothese van Wouter de Heij? Verdamping van regenwater zorgt voor ‘vervuiling’ van de droge depositie metingen middels flux-metingen.

Implicaties voor stikstofbeleid

Als bossen niet alleen ammoniak opnemen, maar ook kunnen uitstoten, dan heeft dit directe gevolgen voor hoe we stikstofdepositie berekenen en reguleren. Dit betekent dat:

• De werkelijke depositie-efficiëntie van NH₃ in bossen lager ligt dan lang werd aangenomen.
• Er mogelijk een terugkoppelingseffect is waarbij ammoniak tijdelijk wordt opgeslagen en later weer vrijkomt.
• Beleidsmodellen zoals AERIUS en OPS, die droge depositie schatten, rekening moeten houden met de seizoensgebonden variabiliteit van ammoniakuitwisseling.
• De aannames in stikstofbeleid kritisch herzien moeten worden, omdat bossen niet per definitie een permanente ‘sink’ zijn voor ammoniak.

Conclusie

Dit onderzoek toont aan dat het gedrag van ammoniak boven bossen dynamischer is dan eerder werd gedacht. Door twee jaar lang nauwkeurig te meten en bestaande modellen te verbeteren, krijgen we een beter inzicht in de werkelijke stikstofbalans van bossen. Dit heeft gevolgen voor het stikstofbeleid: als we preciezer willen weten waar stikstof daadwerkelijk neerslaat, moeten modellen de complexe interactie tussen ammoniak en het boslandschap beter meenemen.

Het zou verstandig zijn om nieuwe lange-termijnmetingen op te zetten, zodat de trends van de afgelopen decennia kunnen worden bevestigd en het stikstofbeleid kan worden gebaseerd op de meest actuele inzichten.

Belangrijkste punten samengevat

• NH₃-uitwisseling werd gemeten met het GRAHAM-instrument op drie hoogtes (32m, 36m, 44m).
• Fluxberekeningen hielden rekening met correcties voor de ruwheids-sublaag (RSL), die turbulentie boven een bos beïnvloedt.
• Het DEPAC-model overschatte de depositie en voorspelde geen emissie, terwijl in werkelijkheid zowel depositie als emissie werd waargenomen.
• Een correctie voor temperatuurafhankelijke weerstand van het externe bladoppervlak verbeterde de modelprestaties aanzienlijk.
• De jaarlijkse droge depositie werd geschat op 8.5-11.8 kg N ha⁻¹ in 2009 en 8.7-11.4 kg N ha⁻¹ in 2010, wat aanzienlijk lager is dan eerdere schattingen.

Dit artikel laat zien dat wetenschappelijke inzichten over stikstofdepositie voortdurend in ontwikkeling zijn en dat een betere onderbouwing nodig is voor toekomstig beleid.