Russisch roulette met het regenwoud

Origineel verschenen op Noorderlicht/Wetenschap24. Achtergrondartikel bij de derde aflevering van “Klimaatjagers“, zondagavond 22 sept 20:20 op Nederland 2, VPRO.

Door: Heleen van Soest en Jan Paul van Soest

Klimaatjagers in de Amazone – het klinkt een beetje als de titel van een spannend boek. Misschien is het dat ook wel, maar het is in elk geval een spannende aflevering van de documentaireserie Klimaatjagers, waarin avonturier Bernice Notenboom op zoek gaat naar zogeheten kantelpunten (tipping points) in het klimaatsysteem. Het Amazonebekken zou een van die kantelpunten kunnen zijn.

Zou kunnen – we schrijven het maar enigszins prudent, omdat de veerkracht van het Amazonesysteem nog maar beperkt wetenschappelijk begrepen wordt. Een toenemend aantal factoren die bepalend zijn voor de toekomst van het Amazonebekken wordt nu in kaart gebracht, via tal van onderzoeken. In deze aflevering van Klimaatjagers laat prof. Yadvinder Malhi de droogte-experimenten zien die de hoogleraren Patrick Meir en Antônio Carlos Lola da Costa hebben opgezet. Klimaatmodellenbouwers als professor Peter Cox van de Universiteit van Exeter proberen de complexiteit in wiskundige vergelijkingen te vangen, om zo te becijferen hoe het Amazonesysteem zich onder druk van klimaatverandering kan ontwikkelen. En omgekeerd om te bestuderen hoe veranderingen van het Amazone-regenwoud op hun beurt weer tot verdere klimaatverandering kunnen leiden. Snel verlies aan grote delen van het regenwoud zou er immers toe kunnen leiden dat de koolstof die in het bos is opgeslagen zou kunnen vrijkomen, waardoor de mondiale opwarming verder wordt versterkt. Lokaal verlies aan regenwoud door ontbossing en droogtes kan ook de regionale waterhuishouding beïnvloeden en zo over een groter gebied effecten hebben dan alleen op de plek waar de ontbossing plaatsvindt.

Een recente en uitvoerige studie van Cox en collega’s, gepubliceerd in Nature, doet echter vermoeden dat de veerkracht van regenwouden voor klimaatverandering, inclusief de Amazone, groter is dan tot dusverre werd gedacht. Het model van het Britse Hadley Centre, liet vooral in het Amazonegebied relatief sterke verdroging zien. Als de overvloedige regenval in het Amazonegebied, die nu zo’n 2000 à 3000 mm/jaar bedraagt, zou dalen tot minder dan 1500 mm/jaar, zou het systeem kunnen ‘omklappen’ en een veel droger, savanne-achtig gebied kunnen worden. De huidige netto-vastlegging van koolstof uit de atmosfeer zou dan kunnen veranderen in een netto uitstoot, wat dan weer tot verdere opwarming leidt. Voor een aantal gebieden in de Amazone bleek dat na de intense droogte van 2005 inderdaad het geval te zijn.

Een ‘kantelende’ Amazone?

Dr. Marina Hirota, prof. Marten Scheffer en hun collega’s analyseerden data van bosbedekking in tropische bossen in Australië, Afrika en Zuid-Amerika. Die data doen vermoeden dat er maar drie, elk op zich stabiele situaties mogelijk zijn: dicht bepakt bos, savannes met verspreid voorkomende bomen, en ‘kale’ graslanden. Tussenvarianten lijken niet te bestaan. Deze analyse wijst erop dat bossystemen in principe kunnen kantelen van de ene naar de andere stabiele staat: als eenmaal een kritische grens wordt overschreden, komt het systeem in een nieuwe, eveneens stabiele maar andere toestand terecht.

De vraag is of dit voor de Amazone ook een reëel scenario is.

In een recente studie door Dr. Chris Huntingford en collega’s is niet een enkel model maar een reeks van modellen gebruikt, die per saldo minder en minder frequente droogtes voor het gebied voorspellen. Bovendien doen nieuwe inzichten vermoeden dat het bos zelf wat minder sterk op droogte reageert dan eerder werd gedacht, mogelijk mede doordat de toegenomen CO₂-concentraties het bos extra doen groeien. Er wordt een groot experiment uitgedacht om dit idee te testen (daarover zo meer).

De droogte-experimenten die in Klimaatjagers worden getoond simuleren om en nabij een halvering van de regenval op sommige percelen. Dat is nuttig om te onderzoeken wat er onder dergelijke extreme omstandigheden met het bos gebeurt. Onder die omstandigheden zijn de effecten dramatisch, en dat levert wetenschappelijk zeer interessante inzichten op. Maar het is wel goed te bedenken dat het niet erg waarschijnlijk is dat de omstandigheden in de komende tientallen jaren zo zullen zijn als in het experiment wordt uitgeprobeerd.

De Nederlandse Amazone-expert dr. Bart Kruijt van de Wageningen Universiteit beaamt desgevraagd dat de kans dat het Amazonesysteem op korte termijn door klimaatverandering naar een tipping point wordt geduwd, niet zo groot is als eerst werd vermoed. Ook uitgebreide modellen die zoveel mogelijk de complexiteit van het Amazonewoud beschrijven, laten ook nog geen tipping points voor het Amazonebekken zien.

Optelsom van factoren

Dat zou goed nieuws zijn. Maar de onzekerheden blijven groot, onderstrepen alle onderzoekers, vooral omdat klimaatverandering niet de enige drukfactor is die de gezondheid van het regenwoud op de proef stelt. Met name de ontbossing is een factor van belang. Deze vindt vooral plaats om grond voor landbouwproductie vrij te spelen, met name veehouderij, en om wegen aan te leggen die exploitatie van de bos- en bodemschatten mogelijk maken. De Braziliaanse regering wil in 2020 de ontbossing met 80% terugbrengen ten opzichte van 2004 en heeft onder meer ook een moratorium ingesteld op het verbouwen van soja. Dat kan de bedreigingen sterk terugbrengen. Inderdaad is de ontbossingssnelheid sinds 2004 sterk gedaald, maar het afgelopen jaar is het tempo weer met 88% omhoog gegaan. Overigens zijn deze getallen wat verraderlijk: als de ontbossingssnelheid daalt betekent dit dat het bosareaal nog steeds afneemt, alleen in een wat lager tempo dan eerst.

Boskap verandert de lokale energiebalans, waardoor de kans op lokale branden wordt vergroot. Deze branden kunnen vervolgens voor verdere aantasting zorgen, maar zijn ook op hun beurt weer ook een onzekere factor: kans op en gevolgen van branden zijn moeilijk te modelleren.

Het is al met al waarschijnlijk niet alleen klimaatverandering, maar juist de combinatie van verschillende factoren die de Amazone onder druk zet. Deze optelsom van die factoren kan tot plotselinge veranderingen aanleiding geven. Dat geheel aan factoren, waarvan klimaatverandering een onderdeel is, is echter lastig in de vingers te krijgen.

Dat brengt tropische bossen-deskundige dr. Simon Lewis van de Universiteit van Leeds tot de conclusie dat we Russisch roulette met het regenwoud spelen. Maar om bij deze beeldspraak te blijven: het is onbekend hoeveel kogels er eigenlijk in de cilinder van deze Russisch roulette-revolver zitten. Met andere woorden: het is moeilijk in te schatten wat de kansen voor het regenwoud zijn om op de lange termijn de veelheid aan aanslagen te overleven.

Onderzoeksprogramma’s

Om dit  beter te kunnen schatten vinden langlopende onderzoeksprogramma’s plaats, zoals het Robin Project waarin de rol van biodiversiteit als cruciale factor voor de veerkracht van het gebied wordt onderzocht. Daarnaast is het omvangrijke Amazalert-programma opgezet, onder leiding van Bart Kruijt, dat vooral de wisselwerking bestudeert tussen lokale/regionale klimaatverandering en verandering van landgebruik, wat in de praktijk meestal ontbossing betekent.

Alle veldexperimenten die in het Robin Project en Amazalert worden gedaan leveren een schat aan informatie die in de modellen zoals dat van Peter Cox kunnen worden ingebouwd.

Uit het Amazalert-programma moet kennis naar voren komen die als early warning system kan fungeren: is het mogelijk aan de verandering van een aantal sleutelfactoren af te lezen dat voor bepaalde gebieden onomkeerbare veranderingen dreigen? En kunnen beleidsmaatregelen worden voorgesteld die op tijd zijn om deze veranderingen vóór te blijven?

Samenwerkende onderzoekers maken plannen voor een groot CO₂-experiment, waarbij wordt bekeken of extra CO₂ de groei van percelen Amazonebos stimuleert. In beginsel is dat mogelijk, denk aan de Westlandse kassen waar CO₂ wordt toegevoegd om de groei te bevorderen. Maar dat is een sterk gecontroleerde omgeving. In de praktijk kunnen andere factoren de zogeheten limiterende factor zijn, zoals de Wet van Liebig aangeeft: groei is afhankelijk van die factor waarin het minste is voorzien. Wellicht is dat CO₂, maar mogelijk is er een andere limiterende factor, bijvoorbeeld de beschikbaarheid van licht, of fosfaat (in de Amazone waarschijnlijk een van de belangrijkste factoren), of de bodemgesteldheid. Het vermoeden is dat de veerkracht van het Amazonewoud tegenover klimaatverandering afhangt van de mate waarin het bos de oplopende CO₂-concentraties kan benutten voor versnelde groei. Het CO₂-experiment helpt hier duidelijkheid over te verschaffen.

Maar de kennis die in dit experiment wordt opgebouwd heeft ook nog een andere betekenis. De aarde is nu namelijk in staat meer dan de helft van de CO₂ weg te werken die de mens aan de atmosfeer toevoegt door verbranding van fossiele brandstoffen. Een belangrijk deel daarvan wordt opgenomen in oceanen: het lost gewoon op zoals koolzuur in bruiswater, en wordt door algen gebruikt als bron voor fotosynthese (zie de vorige aflevering van Klimaatjagers over Oceanië). Een ander deel wordt vastgelegd door landplanten, waarvan het Amazonewoud een substantieel deel voor zijn rekening neemt. Het is een open vraag hoe lang het aardsysteem de rol van CO₂-verwijderaar kan blijven spelen. Wanneer bijvoorbeeld (oceaan)water warmer wordt door klimaatverandering, kan daarin minder CO₂ oplossen dan in kouder water. Het geplande CO₂-experiment zal moeten uitwijzen hoe lang het Amazonewoud zijn rol als CO₂-stofzuiger kan blijven volhouden, of juist die capaciteit in de loop van de tijd dreigt te verliezen. Als blijkt dat de extra CO₂ de groei niet stimuleert maar juist – ook wel denkbaar – het afsterven van het regenwoud zou bevorderen, dan kan de CO₂-concentratie in de atmosfeer versneld stijgen. Dan zou het Amazonesysteem toch een tipping point kunnen worden voor het mondiale klimaatsysteem.

Heleen van Soest heeft deze zomer haar Master Climate Studies aan Wageningen Universiteit afgerond.

Jan Paul van Soest is partner De Gemeynt, adviezen en initiatieven op het gebied van klimaat, energie en biodiversiteit, en is o.a. voorzitter Raad van Advies van De Groene Zaak.