Bodemvariatie, 1980

Rubriek: onderzoek
Door: Gerard Heuvelink

De bodem varieert in ruimte en tijd en dat is maar goed ook. Het maakt de bodem interessant en geeft diversiteit aan wat er in de bodem leeft en op de bodem groeit. In het verleden probeerde men in de landbouw met grondverzet en egalisatie bodemvariatie kwijt te raken, maar tegenwoordig zetten boeren steeds vaker precisielandbouw in om rekening te houden met variaties in bodemeigenschappen. In de natuurontwikkeling gaat men zelfs nog een stap verder: daar brengt men extra variatie aan door plaatselijke verwijdering van de toplaag of het kunstmatig aanbrengen van reliëf. Dit gaat veel bodemkundigen trouwens te ver. De door de mens gecreëerde variatie is nepvariatie en haalt het niet bij de bodemvariatie die de natuur als vanzelf lijkt aan te brengen.

Natuurlijke bodemvariatie komt uiteraard niet vanzelf tot stand maar is het gevolg van een samenspel van tal van complexe processen die in en op de bodem werken. Hoe dit precies in zijn werk gaat is één van de belangrijkste vragen in de bodemkunde. Bodemkundigen houden zich dan ook al sinds het ontstaan van de bodemkunde bezig met het beschrijven, verklaren en modelleren van bodemvariatie. Ook Nederlandse bodemkundigen hebben daar een belangrijke bijdrage aan geleverd.

Impressie van bodemvariatie door een tienjarige basisschoolleerling.

Voor de beschrijving van regionale bodemvariatie maakt men van oudsher gebruik van een opdeling van het studiegebied in discrete eenheden. Hierbij is de veronderstelling dat bodemvariatie binnen een eenheid klein is ten opzichte van variatie tussen eenheden. Dit principe vormt de basis van de traditionele bodemkartering, waarvoor in Nederland al in de negentiende eeuw de eerste aanzetten zijn gedaan. Na de Tweede Wereldoorlog werd de Stichting voor Bodemkartering opgericht, met als belangrijkste opdracht de Nederlandse bodem gedetailleerd in kaart te brengen. Pas in de jaren ’90 van de vorige eeuw is de bodemkaart van Nederland 1:50.000 gereed gekomen, waarbij gebruik is gemaakt van het systeem voor bodemclassificatie van Nederland van De Bakker en Schelling. Tegenwoordig maakt de traditionele bodemkartering steeds meer plaats voor digitale bodemkartering, vooral waar het de karakterisering van de ruimtelijke variatie van bodemeigenschappen betreft. Digitale bodemkartering maakt gebruik van geostatistische technieken zoals semivariogram-analyse en verhoogt de nauwkeurigheid van bodemkaarten door gebruikmaking van de relatie tussen bodem en hulpvariabelen, zoals digitale hoogtemodellen en satellietbeelden. Pioniers op dit terrein die al in de jaren ’70 gebruik maakten van pedometrische technieken voor de beschrijving van bodemvariabiliteit zijn Bie, Bouma, Burrough en de Gruijter.

Voor de verklaring van bodemvariatie moeten we een beroep doen op vrijwel alle disciplines binnen de bodemkunde, zoals de bodemgenese, bodemfysica, bodemchemie, bodembiologie en bodemhydrologie. Bodemvariatie verklaren vereist een gedetailleerde analyse van de belangrijkste bodemvormende processen en hun interacties. Het beroemde State Factor Model van Jenny onderscheidt vijf factoren, te weten klimaat, organismen, reliëf, moedermateriaal en tijd. Bodemvariatie is het gevolg van het feit dat deze factoren niet constant zijn in ruimte en tijd. Helaas formuleerde Jenny slechts een onuitgewerkt, conceptueel model dat nog veel vragen onbeantwoord laat. Recentelijk probeert men het model op onderdelen te kwantificeren, onder andere in Wageningen en door onze landgenoot Finke, thans werkzaam in Gent.

Bodemvariatie is er op alle schaalniveaus.

Dat de mens ook tot de organismen in het model van Jenny behoort is duidelijk als we beseffen hoe ontwatering, ontbossing, landbouw en natuurontwikkeling een stempel drukken op de bodem. Ook andere door de mens veroorzaakte processen als bodemverzuring, bodemverontreiniging en klimaatverandering hebben een grote invloed op de bodem en dus op bodemvariatie. Een deel van de archeologie dankt haar bestaan aan het feit dat de mens de bodem als afvalbak en bewaarplaats gebruikt.

Het besef dat allerlei processen bodemvariatie veroorzaken wijst er ook op dat bodemvariatie op allerlei schalen optreedt. Chemische en fysische verwering, bioturbatie, landbewerking, erosie, vulkanisme, klimaat, het zijn allemaal processen die leiden tot bodemvariatie op een eigen, karakteristieke schaal. Hierboven gingen we voetstoots uit van bodemvariatie op de regionale schaal, maar binnen een enkele steek is al een enorme variatie. Zelfs een ogenschijnlijk homogeen bodemdeeltje laat onder de microscoop een heel ander beeld zien bestaande uit complexe ruimtelijke structuren. Ook dat hoort bij bodemvariatie en dient te worden beschreven, verklaard en gemodelleerd.

Bodemvariatie is er overigens niet alleen in de ruimte maar ook in de tijd. De bodem is dynamisch. Dit blijkt bijvoorbeeld uit de Nederlandse bodemkaart 1:50 000, die sinds zijn totstandkoming verouderd is geraakt, onder andere door verdwijning van een substantieel deel van de veengronden door oxidatie.

Zowel de beschrijving, verklaring als modellering van bodemvariatie heeft veel baat bij nieuwe meetmethoden in het laboratorium en veld. De ontwikkeling van nieuwe meet- en modelleermethoden gaat snel en biedt uitgelezen mogelijkheden ons begrip van bodemvariatie de komende decennia aanzienlijk te verbeteren.