Satellieten onthullen: deze ecosystemen zijn het meest kwetsbaar voor droogte
Ernstigere droogtes die ook langer zullen aanhouden: het wordt vooral een probleem voor geïrrigeerde landbouwgrond. Gemengde bossen met een verscheidenheid aan plantensoorten zijn het minst kwetsbaar. Dit ontdekte milieuwetenschapper Qi Chen. Zij vergeleek de effecten van droogte op verschillende ecosystemen in Europa. Ze kreeg daarbij hulp vanuit de lucht.
‘Planten kunnen nu eenmaal niet zeggen: ‘Help, ik heb water nodig!’, zegt Chen lachend. ‘Maar ze vertellen ons veel door hun fysieke reacties. Veranderingen in bijvoorbeeld het bladoppervlak geven ons veel informatie. Denk aan de planten in je eigen tuin: als je ze geen water geeft, zullen de bladeren krullen of zelf afvallen. Met satellieten kunnen we deze reacties op grote schaal meten.’
De hoeveelheid bladeren meten met satellieten
Chen bestudeerde hoe verschillende Europese ecosystemen reageerden op de ernstige droogte in 2018. ‘Ik onderscheidde 21 verschillende soorten ecosystemen. Ik wilde begrijpen welke het meest kwetsbaar zullen zijn naarmate de droogtes toenemen’, legt ze uit. Om dit te doen, monitorde Chen veranderingen in het bladoppervlak van al deze ecosystemen met behulp van satellietbeelden. ‘Vanuit de lucht nemen de satellieten foto’s van het aardoppervlak onder hen. Elke pixel op zo'n foto beslaat een gebied van 1.000 bij 1.000 meter. Door te kijken naar de verhouding tussen de hoeveelheid bladeren en de hoeveelheid grondoppervlak op elke foto, berekende we voor elk ecosysteem de zogenaamde Leaf Area Index. Dit is een indicator voor de daadwerkelijke hoeveelheid bladoppervlakte.’
Om het effect van de droogte in 2018 te bepalen, vergleek Chen het bladoppervlak in 2018 op alle locaties met gegevens van voorgaande jaren, van 2004 tot en met 2017. Zo kon ze zien waar het aantal bladeren afnam en wat de omvang van de droogteschade voor elk type ecosysteem was.
Kwetsbare versus weerkrachtige ecosystemen
Chens onderzoek onthulde dat gemengde bossen, met hun diverse plantensoorten en diepe wortelsystemen, het meest veerkrachtig zijn bij droogte. ‘Ze kunnen water uit diepere bodemlagen halen en terugvallen op verschillende overlevingsstrategieën’, legt ze uit. Daarentegen zijn geïrrigeerde landbouwgronden zeer kwetsbaar vanwege hun afhankelijkheid van grote hoeveelheden water en het gebrek aan natuurlijke mechanismen om droogte te doorstaan.
‘De schade zal onevenredig toenemen’
Chen’s onderzoek liet daarnaast een verontrustende trend zien: naarmate droogtes door klimaatverandering extremer worden, zal de schade aan de meeste ecosystemen onevenredig toenemen. ‘Met stijgende temperaturen en meer frequente droogtes zal de schade aan ecosystemen steeds sneller toenemen’, legt ze uit. Door deze onevenredige reactie kunnen uiteindelijk zelfs de meest droogtebestendige ecosystemen ernstige schade oplopen. Chen: ‘Als de droogtes verergeren, is de kans groot dat tal van ecosystemen zeer kwetsbaar worden, en dat sommigen zelfs zullen bezwijken.’
Water wijs verdelen
De inzichten van Chen helpen ons om de beste manier te vinden om de effecten van droogte in te perken en kwetsbare natuur te beschermen. Chen: ‘Het is cruciaal om te weten welke ecosystemen het meest kwetsbaar zijn en hoe snel ze kunnen instorten. Moeten we nu actie ondernemen? Of heeft de vegetatie in het gebied een bepaalde buffercapaciteit? We zouden effectief water kunnen toebedelen aan de kwetsbaardere ecosystemen en leren van de meest weerbare ecosystemen: wat maakt ze zo veerkrachtig, en kunnen we dat op de een of andere manier in ons natuurbeheer opnemen?’
‘We kunnen drones inzetten om de individuele planten en bomen op te sporen die schade ondervinden.’
Drones om verdorde bomen op te sporen
Chen voorziet een toekomst waarin we droogte bijna in realtime kunnen monitoren. ‘Satellieten met een lage resolutie, waarbij elke foto een gebied van ongeveer 1 km² beslaat, passeren een specifieke locatie elke 1 tot 2 dagen’, legt ze uit. Tijdens periodes van droogte zouden we deze satellieten kunnen gebruiken om snel gebieden te lokaliseren waar het mis gaat. Bosbeheerders kunnen dan drones sturen om efficiënt de exacte locatie te bepalen, of zelfs individuele planten of bomen te identificeren die zijn aangetast. Chen: ‘Zo’n gerichte, realtime aanpak zou een revolutie zijn in het monitoren van onze effecten op de natuur. Hopelijk kunnen we op die manier de impact van klimaatverandering op de natuur een beetje verminderen.’
Verder lezen
Qi Chen, Joris Timmermans, Wen Wen, Peter M. van Bodegom, Ecosystems threatened by intensified drought with divergent vulnerability, Remote Sensing of Environment, Volume 289, 2023, 113512, ISSN 0034-4257, https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113512.
Qi Chen, Joris Timmermans, Wen Wen, Peter M. van Bodegom, A multi-metric assessment of drought vulnerability across different vegetation types using high resolution remote sensing, Science of The Total Environment, Volume 832, 2022, 154970, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154970.
Proefschrift en verdediging
Qi Chen verdedigt haar proefschrift getiteld ‘European-wide ecosystem responses and their vulnerability to intensive drought’ op 4 September 2024 in het Academiegebouw in Leiden. Haar begeleiders zijn Prof.dr.ir. P.M. van Bodegom en dr.ir. J. Timmermans (TU Delft).