Biomonitoring van atmosferische stikstofdepositie met mossen

Mossen als indicator voor effecten van veranderingen in stikstofdepositie

Aanleiding voor dit onderzoek vormde de COVID-19 crisis en de bijhorende lockdowns met een sterk effect op menselijke activiteiten en naar verwachting ook op de atmosferische uitstoot van stikstof en dan vooral die van geoxideerd stikstof door verkeer en industrie. Deze unieke situatie bood de kans om de korte termijneffecten van een plotselinge vermindering van stikstofdepositie op accumulatie van stikstof in ecosystemen te traceren. Een tweede belangrijke aanleiding was dat het lastig en kostbaar is om stikstofdepositie direct te meten en dat het modelleren ervan veel onzekerheden heeft. KWR heeft daarom onderzocht of slaapmossen geschikt kunnen zijn als bio-indicator voor fijnschalige monitoring van effecten van veranderingen in stikstofdepositie op Nederlandse natuurgebieden.

Bemonstering van mos op een locatie in de duinen

Bemonstering en analyse volgens Europese protocollen

Mossen zijn verzameld van een groot aantal locaties in de Nederlandse kustduinen, van Zeeland tot aan de Wadden, en enkele locaties in heide/bosgebied in het binnenland. Als referentie zijn ook in meerdere buitenlandse kustduinen die een lage stikstofdepositie kennen mossen verzameld. De bemonstering en analyse van het stikstofgehalte in mosbiomassa vond plaats volgens het protocol van het Europese ICP Vegetation programma, waarin om de 5 jaar de gehalten aan stikstof, zware metalen en andere probleemstoffen in mossen worden gemonitord om de grootschalige verspreiding te bepalen en het patroon van depositie van deze stoffen in ruimte en tijd in beeld te brengen. De metingen van stikstofgehalten in de mosbiomassa zijn vergeleken met de gemodelleerde stikstofdepositie en op een deel van de locaties met metingen van ammoniakconcentraties in de lucht (meetlocaties MAN). Voor 23 locaties is een vergelijking gemaakt tussen 2020 en 2021 om de effecten van de COVID-19 lockdowns op de stikstofdepositie te bepalen.

Een van de mosmonsters bestaande uit Duinklauwtjesmos

Daling stikstofdepositie a.g.v. COVID lockdowns te meten in mossen, maar ook weer heeft invloed

De stikstofconcentratie in de toppen van de onderzochte mossen, indicatief voor mosgroei van het afgelopen jaar, was in 2021 7.5% lager dan in 2020. In de groene delen van de mossen, indicatief voor mosgroei in de voorafgaande 2 tot 3 jaar, was dit verschil 6%. De grootste afname (22%) werd gemeten in het binnenlandse heidegebied vlakbij de snelweg A2. Dit zou het gevolg kunnen zijn van de lagere verkeersintensiteit tijdens de COVID-19 lockdowns.
Met een analyse van stikstofisotopen is gekeken naar verschuivingen in het aandeel gereduceerde en geoxideerde stikstof in de depositie. Deze analyse geeft inzicht in de herkomst van de gemeten stikstof, de stikstofbronnen. Zo is verkeer en industrie de belangrijkste bron van geoxideerd stikstof, terwijl gereduceerd stikstof voor het grootste deel afkomstig is uit de landbouw. De analyse toonde aan dat gereduceerd stikstof in de depositie domineert. In 2021 duidde de isotoopverhouding op een relatief kleiner aandeel gereduceerd stikstof gemeten dan in 2020. Het is moeilijk om deze verschillen toe te schrijven aan de lockdowns aangezien meteorologische verschillen (in droogte en neerslag) tussen de meetjaren hier óók op van invloed zijn. De stikstofgehalten in het mos van de Nederlandse locaties was hoog en in het bereik waarbij sprake is van stikstofverzadiging. Het stikstofgehalte in het mos had een zwakke positieve correlatie met de ammoniakconcentratie van de lucht.