Duinlandschap bij Bloemendaal.

Klimaatverandering

De bodem is al 1,5 graad opgewarmd, net als de lucht

Duinlandschap bij Bloemendaal.Beeld Buiten-beeld

De opwarming van de aarde meten we af aan de stijgende luchttemperatuur. Maar ook de bodem warmt op, vaak net zo snel als de lucht, soms nog veel meer. Dat kan grote gevolgen hebben voor de natuur.

Onno Havermans

Hitte-eilanden kennen we al uit de stad, waar het soms wel 5 of 6 graden warmer kan worden dan in het omliggende buitengebied. De warmte kan er niet weg. Om dit te voorkomen leggen veel steden groene bufferstroken aan: parken met bomen, bloemrijke recreatieveldjes, groene gevels en daken, stadsbeken, vijvers en wadi’s. Die zijn dubbel doelmatig, ze koelen af én ze vangen overtollig water op als de stad opeens een stortbui te verwerken krijgt. Net als de hitte is ook dat een gevolg van de klimaatverandering.

Ook de natuur kent hitte-eilanden. In gebieden met weinig begroeiing, zoals duinen, heidevelden en zandverstuivingen, kan de bodem sterk uitdrogen waardoor de temperatuur er snel oploopt, veel sneller dan de luchttemperatuur, met mogelijk grote gevolgen voor de natuur. Toch kijken we bij het meten van klimaatverandering allereerst naar de luchttemperatuur en nog nauwelijks naar de bodem.

Onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR) deden dat wel. Ze analyseerden meetgegevens van het KNMI, waaruit blijkt dat de bodem in Nederland in de laatste veertig jaar 1,5 graad is opgewarmd. En ze voorspellen dat daar de komende decennia nog wel enkele graden bij gaan komen. Daardoor zouden planten en bodemorganismen kunnen verdwijnen, gaat veen sneller oxideren en wordt de afbraak van organisch materiaal en de beschikbaarheid van voedingsstoffen bevorderd, waardoor planten als bramen, brandnetels en grassen andere planten verdringen en de natuur eenzijdiger wordt. Ook kan droogte toenemen in opgewarmde gebieden.

De onderzoekers zijn de eersten om hun resultaten te relativeren

Dit klinkt alarmerend, maar onderzoekers zijn meestal de eersten om hun resultaten te relativeren. “Het is een relatief beperkt onderzoek”, zegt bodemfysicus Guido Bakema dan ook. “En de uitkomsten zijn niet spectaculair. Iedereen heeft het over de 1,5 graad opwarming waartoe we de klimaatverandering moeten beperken. Maar in Nederland hebben we die 1,5 graad al bereikt in de luchttemperatuur. We dachten dat de bodem meer opgewarmd zou zijn, maar dat valt dus mee.”

In gebieden rond de Noordpool zorgt de hogere luchttemperatuur ervoor dat de permafrost smelt, waardoor de bodem steeds sneller opwarmt, legt Bakema uit. “Die versnelde reactie werkt cumulatief, het proces versterkt zichzelf. Dat is een omslagpunt voor de klimaatverandering. Maar dit effect hebben we in Nederland niet gevonden.”

Bakema en zijn vier mede-onderzoekers bekeken de data van de vier locaties waar het KNMI de bodemtemperatuur meet. In alle vier gevallen gaat het om grasland, waarbij de temperatuur in de bovenste meter van de bodem op vijf dieptes is gemeten en vergeleken met de luchttemperatuur anderhalve meter boven het maaiveld. De warmte loopt zowel boven als onder de grond geleidelijk op met 0,03 tot 0,045 graden per jaar. Ze publiceerden hun rapport De invloed van klimaatverandering op de bodemtemperatuur dit voorjaar.

“We hebben het vermoeden dat de temperatuur in gebieden met beperkte vegetatie, zoals heide en duin, veel meer zou kunnen stijgen”, vertelt Bakema. “Dat zien we wel terug in onderzoeken uit het buitenland, waarin natuurlijke hitte-eilanden worden beschreven. Bossen zorgen juist voor beschutting waardoor de bodem daar minder snel opwarmt. De vegetatie speelt een belangrijke rol bij de opwarming van de bodem. Wij pleiten daarom voor het meten van bodemtemperatuur op meer locaties.”

De bodemtemperatuur is belangrijk voor het kiemen en groeien van planten

In Nederland gebeurt dit nu alleen op de vier graslandsites van het KNMI en twee locaties voor onderzoek van de Universiteit Wageningen. “In vervolgonderzoek willen we kijken naar duinen, beekdalen en bossen, drie verschillende natuurtypen. Nu we weten dat de bodemtemperatuur toeneemt, kunnen we gaan kijken welke gevolgen dat heeft voor gewassen in de natuur. Ook voor de landbouw zou dit interessant aanvullend onderzoek zijn. De bodemprocessen nemen toe bij een verhoogde grondtemperatuur, de mineralisatie verandert en veenoxidatie versnelt.”

De bodemtemperatuur is belangrijk voor het kiemen en groeien van planten en heeft invloed op de natuurontwikkeling en het ondergrondse leven van plantenwortels, schimmels, bacteriën, aaltjes, wormen, mijten en andere insecten. Ook het verdampen van vocht in de bodem en de opname of uitstoot van broeikasgassen wordt beïnvloed door de bodemtemperatuur.

De meeste processen in de bodem verlopen sneller bij een hogere temperatuur. “Een verhoging van de bodemtemperatuur zal in het algemeen leiden tot drogere omstandigheden. Met name de soorten die relatief oppervlakkig wortelen, zullen gevoelig zijn voor temperatuurverhogingen. Denk hierbij aan pionierssituaties en al droge (kruidenrijke) graslanden. In vegetaties met dieper wortelende soorten zal een temperatuurstijging van de bodem relatief weinig effect hebben op de doorworteling. Zaden ontkiemen sneller bij een hogere temperatuur, maar sommigen hebben juist een koude-shock in het vroege voorjaar nodig. Nader onderzoek moet duidelijk maken of er een snellere opwarming van de bodem ook in het voorjaar zichtbaar is en hoe die zich de komende jaren kan ontwikkelen.”

De aanvang van de seizoenen kan veranderen

Bodemopwarming kan ervoor zorgen dat de aanvang van seizoenen verandert, met name in het voorjaar als bloemen eerder uitkomen en bestuivers zoals in de grond nestelende wilde bijen eerder actief worden, net als andere insecten. Tegelijk kan versnelling van de mineralisatie – het door microben omzetten van plantenresten in nieuwe voedingsstoffen – zorgen voor verruiging van het gebied, wat nu ook bij te hoge uitstoot van stikstof het geval is. Als de diversiteit afneemt doordat grassen, bramen en brandnetels andere planten overwoekeren, neemt ook het voedselaanbod voor insecten, reptielen, vogels en kleine zoogdieren af. Ook kan opwarming van de bodem slecht uitpakken voor eieren die ondergronds worden gelegd, wat bijvoorbeeld sprinkhanen doen.

“We willen in verschillende natuurtypes kijken in hoeverre de vegetatie zich aanpast en of je het beheer daarop moet aanpassen”, zegt Bakema. “Er is momenteel een trend om bosgebied om te zetten in heide. Daarmee ontstaat een ander microklimaat, dat kwetsbaar is voor droogte, wat weer wordt versterkt als de bodem opwarmt.”

De bodemtemperatuur op de vier KNMI-locaties geeft volgens de onderzoekers een goed beeld van de mate van opwarming van de aarde en zou daarom, naast de luchttemperatuur, moeten worden meegenomen in onderzoeken naar opwarming. Om het effect van de klimaatverandering te zien, is het landelijke beeld echter niet genoeg. Dan moet je op microniveau gaan kijken, in gebieden waar nu al sterk verhoogde bodemtemperaturen worden verwacht zoals duinen en heidevelden, zegt Bakema. “In die specifieke natuurgebieden kunnen we goed bestuderen wat de gevolgen zijn van de opwarming van de bodem in combinatie met de lokale variatie in vocht en vegetatie. Door dat samenspel te onderzoeken, ontdek je al een beetje hoe de toekomst eruit gaat zien bij een verdere opwarming van de aarde.”

Lees ook:

De kritieke grens van anderhalve graad opwarming komt in zicht

Meteorologen waarschuwen dat één van de komende jaren al warmer kan worden dan de wereld had afgesproken. Zo’n record was vijf jaar geleden nog ondenkbaar.

IPCC: klimaatverandering wordt onomkeerbaar als we nu geen actie ondernemen

De klimaatverandering is niet meer te beperken als de wereld niet meteen snel meer actie onderneemt. Er is meer uitstoot van broeikasgassen dan ooit en die moet zo snel mogelijk omlaag.

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden