Zoeken
Achtergrond natuurrapport 2020
Terug naar overzicht
Bos - Functionele diversiteit van bomen
De functionele diversiteit van de Vlaamse bossen neemt toe, vooral door de omvorming van homogene dennen- en populierenbestanden naar gemengde bestanden.
Figuur 1. Gemiddelde en 95% betrouwbaarheidsinterval van de functionele diversiteit (FDis = functionele dispersie - Laliberté en Legendre (2010)) van bomen per bostype (PNV) in de bosbouwproefvlakken van de Vlaamse bosinventaris (VBI). De indicator is 0 als er maar één soort aanwezig is, maar heeft geen bovengrens. Deze figuur verwijst naar figuur 76 in het Natuurrapport 2020.
Definitie
De functionele diversiteit is een maat voor de verscheidenheid van kenmerken van soorten (bv. groeisnelheid, bladoppervlakte, aanwezigheid nectar) die bijdragen aan bepaalde ecosysteemprocessen (bv. koolstofopslag, beschaduwing, bestuiving).
Bespreking
De functionele diversiteit neemt toe in elk groeiplaatstype (PNV-type). Hoe goed een ecosysteem functioneert, hangt af van de functies die elk van de soorten vervult. Een bos met een hoge functionele diversiteit heeft een groter potentieel om meerdere functies of ecosysteemdiensten te ondersteunen.
De kenmerken van soorten (Eng: traits) vertellen ons dus iets over het functioneren van een ecosysteem. Responskenmerken beschrijven hoe een soort reageert op omgevingskenmerken. De interactie tussen omgevingsfactoren (temperatuur, vocht, bodem, …) en responskenmerken werkt als een filter op de soortensamenstelling en resulteert in een bepaalde gemeenschapsstructuur. Omgekeerd beschrijven effectkenmerken hoe een soort zijn omgeving beïnvloedt. Zo beïnvloeden bomen door beschaduwing de groei van planten op de bodem en zorgen schimmels voor de afbraak van organisch materiaal. De eigenschappen van een ecosysteem en de (ecosysteem)diensten die het levert worden eerder door de functionele structuur van een gemeenschap bepaald, dan door het aantal soorten (Hooper e.a. 2005).
We gebruiken de functionele diversiteit van de boomlaag als indicator voor het functioneren van bossen. De indicator houdt alleen rekening met de soorten van de boomlaag, omdat bomen de meest structurerende componenten van een bos zijn en omdat het bosbeheer vooral op dat niveau ingrijpt.
Vooral de bossen op arme zandgronden maken een inhaalbeweging en komen op het niveau van de andere bostypes (Figuur 2). De omvorming van homogene dennen- en populierenbestanden naar gemengde bestanden speelt een belangrijke rol in de toename van de functionele diversiteit. Ook de geleidelijke, natuurlijke doorgroei van nieuwe boomsoorten met andere functionele kenmerken heeft een positieve impact.
Figuur 2. Functionele diversiteit (FDis) binnen de plots in beide inventarisatieperiodes van de VBI.
Referenties
Hooper, D. U., F. S. Chapin, J. J. Ewel, A. Hector, P. Inchausti, S. Lavorel, J. H. Lawton, e.a. 2005. “Effects of Biodiversity on Ecosystem Functioning: A Consensus of Current Knowledge”. Ecological Monographs 75 (1): 3–35. https://doi.org/https://doi.org/10.1890/04-0922.
Laliberté, Etienne, en Pierre Legendre. 2010. “A distance-based framework for measuring functional diversity from multiple traits”. Ecology 91 (1): 299–305. https://doi.org/10.1890/08-2244.1.
Meer weten?
Metadata bos - functionele diversiteit van bomen
Technische informatie
- Periodiciteit: eenmalig - Volgende update: onbekend - Databereik: VBI 1: 1997-1999 en VBI 2: 2009-2019
Databron
- Producent: Agentschap Natuur en Bos, Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek, Emiel De Lombaerde (UGent)
- Dataset: Databank Vlaamse Bosinventaris (v16-03-2020). De databank kan opgevraagd worden bij het Agentschap Natuur en Bos
- Gegevensinzameling: De Vlaamse bosinventaris (VBI) bestaat uit een steekproef van punten waarvoor op het terrein de toestand van het bos wordt opgemeten (Westra e.a. 2015; Wouters e.a. 2008). De meetcyclus van de eerste bosinventaris (VBI 1) liep van 1997 tot 1999, de tweede meetcyclus (VBI 2) van 2009 tot 2019. De steekproef wordt gekozen uit een vast raster van 27.163 punten. Voor elk punt in het raster wordt beoordeeld of het al dan niet in bos ligt. De punten die in bos liggen worden opgemeten volgens een gestandaardiseerd veldprotocol. De website van het Agentschap Natuur en Bos geeft een overzicht van de methodologie.
Berekeningswijze
De analyseset voor boomsoorten wordt opgebouwd op basis van de tabel tbl0Boom uit de de VBI-databank. Deze tabel bevat de opmetingen van de individuele bomen in elk proefvlak van de VBI en geeft de meest gedetailleerde taxonomische informatie over de aanwezige boomsoorten. Per steekproefpunt (plot) wordt voor elke boomsoort het totale grondvlak bepaald (m²/ha). Alleen soorten die in meer dan 10 proefvlakken van de VBI voorkomen, worden in rekening gebracht. De databank met functionele kenmerken per boomsoort wordt samengesteld op basis van een aantal internationale databanken en publicaties (Tabel 1). De belangrijkste databanken zijn DRYAD (Global Wood Density Database), TRY (Plant trait database), LEDA (Database of life-history traits of Northwest European flora) en EOL (Encyclopedia of Life).
De kenmerken evergreen, broadleaf en Leaf P worden uit de analyse gelaten omdat ze sterk gecorreleerd zijn met andere kenmerken (SLA en Leaf N).
| Kenmerk | Beschrijving | Bron |
|---|---|---|
| Max height | Maximale hoogte van een boomsoort zoals geobserveerd in de VBI [m] | VBI |
| Wood density | Ratio drooggewicht:versgewicht hout [g/cm³] | DRYAD, TRY |
| Specific leaf area (SLA) | Bladoppervlakte per bladgewicht [mm²/mg] | LEDA, TRY, Liebergesell et al. (2016) |
| Leaf N | Stikstofgehalte van bladeren per eenheid gewicht [mg N/g] | TRY, Encyclopedia of Life (EOL) |
| Leaf P | Fosforgehalte van bladeren per eenheid gewicht [mg N/g] | TRY |
| Seed mass | Gewicht van zaden of diasporen [mg] | LEDA, TRY, Liebergesell et al. (2016), EOL |
| Litter quality | Ordinale score variërend tussen 1 (zeer lage afbraaksnelheid) en 5 (zeer hoge afbraaksnelheid) | Baeten et al. (2009), Hermy (1985) |
| Drought tolerance | Fysiologische tolerantie voor waterstress, morfologische en levenscyclus strategieën voor waterschaarste en de geschatte waterbeschikbaarheid op plaatsen waar de soort frequent voorkomt. Tolerantiescore gebaseerd op de locatiekenmerken van de verspreiding en de fysiologische mogelijkheden van een soort [1: zeer intolerant; 2: intolerant; 3: gematigd tolerant; 4: tolerant; 5: zeer tolerant] | Niinemets & Valladares (2006) |
| Waterlogging tolerance | Tolerantie voor verminderde zuurstofbeschikbaarheid in de wortelzone. Kwalitatieve tolerantieschaal voor wateroverlast [5: zeer tolerant (overleeft diepe, langdurige wateroverlast gedurende meer dan een jaar); 4: tolerant (overleeft diepe wateroverlast gedurende één groeiseizoen); 3: matig tolerant (overleeft wateroverlast of verzadigde bodems gedurende 30 opeenvolgende dagen tijdens het groeiseizoen); 2: intolerant (tolereert 1 tot 2 weken wateroverlast tijdens het groeiseizoen); 1: zeer intolerant (verdraagt geen waterverzadigde bodems gedurende meer dan een paar dagen tijdens het groeiseizoen)] | Niinemets & Valladares (2006) |
| Fire tolerance | Het vermogen om na een brand opnieuw te ontkiemen, opnieuw te groeien of zich te herstellen uit resterend zaad [Tolerantieklassen: niet - laag - gemiddeld - hoog] | TRY |
| PM removal capacity | De relatieve efficiëntie om PM2.5 te verwijderen, gebaseerd op zeven biofysische variabelen van bomen [score] | Yang et al. (2015) |
| Resprouting capacity after disturbance | De capaciteit om opnieuw uit te groeien na verstoring (bv. windworp) (binair) | TRY, EOL, Liebergesell et al. (2016), Leuschner & Meier (2018) |
| Rooting type | Penwortel, hartwortel of vlakwortel | Fichier ecologique, Plant goed! |
| Flower type | Bloemtype | TRY |
| Leaf size | De oppervlakte van het blad bij enkelbladige bladeren en van de deelbladeren bij samengestelde bladeren [mm²] | LEDA, EOL, Liebergesell et al. (2016) |
| Foliage color | Bladkleur in de herfst | Tree-quide.com |
| Pollinator index | De bestuiversindex is een maat voor het voedsel dat beschikbaar is voor bestuivers. Bestuivingsindex = (pollen + nectar) * bloeiperiode. | TRY, Jacobs (2004) |
| Evergreen | Groenblijvend (1/0) | / |
| Broadleaf | Loofboom (1/0) | / |
Na koppeling van de functionele kenmerken met de boomsoorten in de plots wordt de functionele dispersie (FDis) berekend via het R package FD (Laliberté en Legendre 2010). De functionele dispersie is een maat voor de functionele diversiteit en wordt berekend als de gewogen gemiddelde afstand van de boomsoorten in de multidimensionale kenmerkruimte tot het zwaartepunt van alle soorten in de plot. Het gemiddelde wordt gewogen op basis van het grondvlak van de soort in de plot. Hoe hoger FDis, hoe functioneel diverser de plot. De kenmerken Seed mass en Pollinator-index worden niet in de FDis berekening opgenomen, omdat er voor te veel soorten geen waarde is. Vervolgens wordt aan elk steekproefpunt het bostype (PNV-hoofdtype) toegekend (zie Bos - Trends in de samenstelling van boomsoorten en kruidachtigen). Het bostype ‘wilgenvloedbos’ wordt niet meegenomen omdat er te weinig steekproefpunten zijn.
Voor de analyse van de trend van de functionele diversiteit tussen beide periodes van de VBI gebruiken we een bayesiaans regressiemodel (R package brms). Aangezien een groot aantal observaties in de twee opeenvolgende periodes van de VBI gecorreleerd zijn (gepaarde plots), heeft het model een mixed effect structuur. Het mixed model gebruikt de VBI-periode en het PNV-type als fixed effects en de gepaarde plots als random effects. De responsvariabele is de functionele diversiteit (FDis).
Opmerkingen bij de gegevenskwaliteit en betrouwbaarheid
De PNV-indeling wordt gebruikt in de statistische analyse om te corrigeren voor het effect van groeiplaatsfactoren op de trend van de functionele diversiteit. Het PNV-type is gebaseerd op de bodemkaart en groepeert gebieden met een gelijke potentie. Het zegt iets over waar een bostype zich zonder invloed van de mens zou ontwikkelen onder de huidige klimaatomstandigheden, maar zegt niets over het actuele bostype.
Download
Broncode indicator: E1_bos_FunDiv.Rmd - Basisdata boomsoorten: tbl0Boom.tsv - Metadata basisdata boomsoorten: tbl0Boom.yml - Functionele kenmerken: Traits.tsv - Metadata functionele kenmerken: Traits.yml - Resultaten mixed model: Bostypes.Rdata - Tabellen PNV-types: PNV-type per plot; Groeperen PNV-types - Metadata tabellen PNV-types: PNV-type per plot; Groeperen PNV-types
Opmerking: De geografische coördinaten van de steekproefpunten van de VBI die gebruikt worden voor de opmaak van figuur 2 worden niet meegeleverd. Wie dat wenst, kan daarvoor een aanvraag indienen bij het Agentschap voor Natuur en Bos.
Referenties
Baeten, Lander, Bram Bauwens, An De Schrijver, Luc De Keersmaeker, Hans Van Calster, Kris Vandekerkhove, Bart Roelandt, Hans Beeckman, en Kris Verheyen. 2009. “Herb layer changes (1954-2000) related to the conversion of coppice-with-standards forest and soil acidification”. Applied Vegetation Science 12 (2): 187–97. https://doi.org/10.1111/j.1654-109X.2009.01013.x.
Hermy, M. 1985. “Ecologie en fytosociologie van oude en jonge bossen in binnen-Vlaanderen. PhD thesis”. Gent: Universiteit Gent.
Laliberté, Etienne, en Pierre Legendre. 2010. “A distance-based framework for measuring functional diversity from multiple traits”. Ecology 91 (1): 299–305. https://doi.org/10.1890/08-2244.1.
Leuschner, Christoph, en Ina C. Meier. 2018. “The ecology of Central European tree species: Trait spectra, functional trade-offs, and ecological classification of adult trees”. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 33 (augustus): 89–103. https://doi.org/10.1016/j.ppees.2018.05.003.
Liebergesell, Mario, Björn Reu, Ulrike Stahl, Martin Freiberg, Erik Welk, Jens Kattge, J. Hans C. Cornelissen, Josep Peñuelas, en Christian Wirth. 2016. “Functional Resilience against Climate-Driven Extinctions – Comparing the Functional Diversity of European and North American Tree Floras”. PLOS ONE 11 (2): e0148607. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148607.
Niinemets, Ülo, en Fernando Valladares. 2006. “Tolerance to Shade, Drought, and Waterlogging of Temperate Northern Hemisphere Trees and Shrubs”. Ecological Monographs 76 (4): 521–47. https://doi.org/https://doi.org/10.1890/0012-9615(2006)076[0521:TTSDAW]2.0.CO;2.
Norro, P. 2011. “Plant goed!” Brugge: Provincie West-Vlaanderen.
Petit, S., Hugues Claessens, C. Vincke, Q. Ponette, en D. Marchal. 2017. “Le Fichier écologique des essences, version 2.0”. Forêt.Nature, nr. 143 (april). https://orbi.uliege.be/handle/2268/216575.
Westra, Toon, Pieter Verschelde, Hans Van Calster, Els Lommelen, Thierry Onkelinx, Paul Quataert, en Leen Govaere. 2015. “Opmaak van een analysestramien voor de gegevens van de vlaamse bosinventarisatie (INBO.R.2015.9034827)”. Brussel: Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek.
Wouters, Jasper, Paul Quataert, Thierry Onkelinx, en Dirk Bauwens. 2008. “Ontwerp en handleiding voor de tweede regionale bosinventarisatie van het Vlaamse Gewest. (INBO.R.2008.17).” Brussel: Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek.
Yang, Jun, Yamin Chang, en Pengbo Yan. 2015. “Ranking the suitability of common urban tree species for controlling PM2.5 pollution”. Atmospheric Pollution Research 6 (2): 267–77. https://doi.org/10.5094/APR.2015.031.