Stikstof: teveel van het goede

Stikstof is een bron van leven omdat het prima werkt als voedingstof voor planten maar tegelijkertijd bedreigt stikstof ook natuur. Hoe zit dat? Onderzoeker Roland Bobbink, legt uit wat de verstikkende kant van stikstof is, hoe dit uitpakt voor de biodiversiteit en wat we kunnen doen om kwetsbare natuur sterker te maken.

Dr. Roland Bobbink, senior onderzoeker B-WARE

 De lucht om ons heen bestaat voor het grootste gedeelte uit het gas stikstof (N₂). Deze vorm van stikstof kan geen kwaad, we ademen het zonder problemen in en uit. Pas als stikstof reactief is geworden en in te grote hoeveelheden in de natuur komt, gaat het mis. Dan kunnen levende organismen zoals mensen, dieren en planten er last van krijgen. Niet alleen bij het inademen maar ook omdat te veel reactieve stikstof de kwaliteit van ecosystemen aantast.

Reactieve stikstof

Bobbink is vanaf zijn studie biologie betrokken bij onderzoek naar wat stikstof doet met de diversiteit van plantensoorten in de natuur. “Daarbij gaat het dus om reactieve stikstof. Van nature krijgt stikstof deze vorm op twee manieren. De eerst bron is bliksem. Dan wordt het zo heet in de lucht waardoor de stikstof een samenstelling krijgt die we reactief noemen. De tweede manier waarop stikstof in de natuur omgevormd wordt tot reactieve stikstof is via stikstofbindende bacteriën in de bodem. Zo kunnen vlinderbloemige planten zoals lupine zelf stikstof uit de lucht binden. Via hun wortelknolletjes kunnen ze vervolgens de bodem van natuurlijke mest voorzien.”

Kunstmatige bronnen van stikstof

Planten hebben reactieve stikstof als plantenvoedingsstof nodig om te kunnen groeien. Ook voor mensen en dieren is reactieve stikstof een belangrijke energiebron die ze tot nemen via het voedsel dat ze eten. Het probleem is echter dat de mens ervoor heeft gezorgd dat er steeds meer reactieve stikstof aan het milieu is toegevoegd. Op het plaatje dat Bobbink erbij pakt, is te zien op welke manieren het op een kunstmatige manier in de lucht terechtkomt. “Bij het verbranden van fossiele brandstoffen in de industrie en voor vervoer komt reactieve stikstof vrij. Tegenwoordig zijn de schadelijke stoffen die uitgestoten worden door fabriekspijpen sterk beperkt dankzij de-NOx-installaties die deze stoffen omzetten in onschadelijke stoffen. In het verkeer gaat het vooral om de uitlaatgassen van dieselauto’s en dan met name van vrachtwagens. De grootste bron is echter de mest en urine in de veehouderij. Deze vorm van reactieve stikstof komt onder meer vrij uit stallen, bij opslag van mest in de buitenlucht en bij het uitrijden van mest.”

Geneeskrachtige planten weg

Reactieve stikstof in de lucht verplaatst zich via de wind en valt neer op de bodem. Bobbink: “Het probleem is dat sommige plantensoorten hiervan profiteren en anderen juist niet. De plantensoorten die harder gaan groeien, verdrukken de soorten die dat niet doen. En daarmee verdwijnt kenmerkende diversiteit. Dat zie je bijvoorbeeld gebeuren bij de noordelijk gelegen boreale naaldbossen. Bij dit natuurtype is in experimenten in Zweden goed te zien dat door toevoeging van reactief stikstof in een schoon gebied het gras de blauwe bosbes en veel mossoorten verdringt. Waardevolle planten gaan zo verloren, denk alleen al aan geneeskrachtige kruiden. Maar de effecten gaan nog veel verder. De natuur wordt minder stabiel. Alle planten en dieren hebben een rol in het ecosysteem. Planten zijn voedsel voor insecten, insecten weer voor vogels en andere dieren. Verdwijnen er een paar soorten dan neemt het risico toe dat het het hele systeem instort.”

Eikensterfte door te hoog aluminium en te weinig kationen

Een van de meest zichtbare negatieve effecten van reactieve stikstof is te zien bij de eikenbossen in droog zandlandschap zoals in Limburg, Noord-Brabant en de Veluwe. Hier is een massale sterfte van zomereiken het gevolg van een veel te zure bodem. “De oorsprong van dit probleem ligt bij de zure regen in de jaren tachtig en negentig van de vorige eeuw”, legt Bobbink uit. Vanaf die tijd zijn veel stikstof- en zwavelverbindingen vanuit de lucht in de bodem terechtgekomen. Geleidelijk is door dit proces de bodem verzuurt waarbij de concentratie van aluminium in de bodem steeds hoger geworden zijn, en die van kationen als kalium, calcium en magnesium juist lager. Er zijn destijds veel maatregelen genomen om de uitstoot van zwavel uit de industrie terug te dringen. Daardoor is er tegenwoordig in Nederland geen zure regen door zwavelverbindingen meer. Maar, hoewel de stikstoftoevoer daalde in Nederland, komt er nog steeds te veel stikstof op de bodem terecht en gaat de bodemverzuring geleidelijk, maar gestaag, nog steeds door en dat komt nu tot uiting bij de eikensterfte.”

Nog niet genoeg

Ook de uitstoot van stikstof is net zoals bij zwavel aan banden gelegd. Toch is dat volgens Bobbink niet ver genoeg gegaan. “Eind jaren tachtig was er veel aandacht voor verzuring en ook voor de emissie van stikstof. Er zijn toen wel maatregelen genomen, zoals mestopslag toedekken, mest niet meer uitrijden, slimmere stalsystemen en veevoer dat minder stikstof in uitwerpselen veroorzaakt. Daarmee is de stikstofemissie tussen 1993 en 2004 met 30 tot 40 procent gedaald. Maar vanaf die tijd zie je geen verdere daling. Er lijkt zelfs in de laatste jaren een stijgende trend te zijn, waarschijnlijk omdat er meer vee wordt gehouden.”

Natuurherstelmaatregelen

Volgens Bobbink zou het daarom goed zijn om over te gaan naar duurzame landbouw, waaruit heel weinig stikstof in het milieu komt. Daarnaast is hij voorstander van het toepassen van herstelmaatregelen om de natuur sterker te maken. Hij is als onderzoeker betrokken bij verschillende projecten van het onderzoekscentrum B-WARE in Nijmegen waarin de effecten hiervan onderzocht worden. “Er zijn herstelmaatregelen die stikstof verwijderen door bijvoorbeeld te plaggen of te maaien. Het kan ook nodig zijn om het grondwaterpeil te verhogen om de kwaliteit van de natuur te verhogen. Ik ben zelf betrokken bij verschillende onderzoeken naar het effect van het toevoegen van steenmeel ofwel gemalen gesteente om de bodemkwaliteit te verbeteren. We doen dit bijvoorbeeld in heischrale graslanden, heiden en in eikenbossen. Zo proberen wij de door geschoten bodemverzuring weer terug te draaien en daarna duurzaam in stand te houden.”

Programma Aanpak Stikstof

In de herstelstrategieën van het Programma Aanpak Stikstof (PAS) zijn voor elk habitattype verschillende pakketten van maatregelen opgenomen. Bobbink: “Elke situatie vraagt een eigen aanpak en een eigen combinatie van maatregelen. Het is mooi dat er met het PAS weer aandacht voor stikstof is. De aandacht voor stikstof zit sowieso wereldwijd in de lift en dat moet ook want de problemen zijn op sommige plekken zoals in China erg groot. Dat er in Nederland met herstelmaatregelen wordt gewerkt aan sterkere natuur juich ik toe. Maar er zijn helaas nog steeds veel tekenen dat de situatie van droge zandgronden verslechtert omdat de stikstofdepositie te weinig afneemt. Het blijft dus ook zeker hard nodig om goed te letten op het verminderen van de emissies van stikstof en het verlagen van de stikstofdepositie in onze gevoelige natuur!”

Meer informatie over herstelstrategieën zijn te vinden op de website van Economische Zaken