Je leest:

Ecosystemen kunnen omklappen

Ecosystemen kunnen omklappen

Auteur: | 13 oktober 2001

Ecosystemen zijn niet zo stabiel als ze lijken, ze kunnen zomaar ‘omklappen’. Marten Scheffer verklaart waarom Nederlandse meren plotseling troebel werden en troebel bleven.

Vijfduizend jaar geleden was het Sahara-gebied een moerasachtige omgeving waar nijlpaarden rondliepen. Honderd jaar geleden waren alle Neder- landse meren nog helder.

Onderzoek naar de huidige toestanden, respectievelijk woestijn en troebele meren, leverde bewijzen dat ecosystemen in meerdere stabiele evenwichtssituaties kunnen bestaan en dat ze na een langdurige, onzichtbare verschuiving plotseling kunnen ‘omklappen’. Dat is de boodschap van het artikel dat prof. dr. Marten Scheffer samen met vier buitenlandse collega’s afgelopen donderdag in Nature publiceerde.

‘In de tekstboeken kwam deze theorie niet voor, het was echt een kwestie van invechten’, zegt Scheffer, hoogleraar Aquatische Ecologie en Waterkwaliteitsbeheer van Wageningen UR. ‘Het theoretische idee dat voor ecosystemen alternatieve evenwichten bestaan is al oud. Maar pas recent is daarvoor bewijs verzameld.’

Klappende meren

In Nature beschrijven Scheffer en co-auteurs een aantal voorbeelden van ecosystemen die ‘omgeklapt’ zijn, zoals de Veluwse randmeren. In het begin van de jaren zeventig werden deze meren opeens troebel, brasem en algen kwamen in de plaats van onderwaterplanten en een breed scala aan diersoorten. Oorzaak was de decennialange eutrofiëring van de meren waardoor algen uiteindelijk de overhand kregen. Opvallend genoeg was de nieuwe toestand uitermate stabiel, de meren ‘verarmen’ hielp aanvankelijk niet. Pas bij een heel laag nutriëntenniveau, veel lager dan voor de omslag, keerde de oude, heldere toestand terug.

Hoe komt dat? Door terugkoppelingsmechanismen zijn beide toestanden stabiel. In de troebele, eutrofe toestand woelen vissen de bodem om op zoek naar voedsel. Vissen eten watervlooien waardoor ze de algen tegen die filteraars beschermen. In de heldere toestand nemen onderwaterplanten overtollige nutriënten op, maken ze via hun wortels de bodem steviger, en bieden ze een schuilplaats aan plankton-etende vlooien. Scheffer: ‘De systemen zijn zelfstabiliserend. Troebel blijft troebel en helder blijft helder.’

Een ander voorbeeld dat Scheffer in Nature bespreekt is de Sahara-woestijn. Tot voor vijfduizend jaar geleden bestond het gebied uit wetlands en meren waar onder andere nijlpaarden voorkwamen. Dat ecosysteem hield zichzelf in stand doordat dankzij de vegetatie de atmosferische omstandigheden zodanig waren dat de moessonwinden regen aanvoerden naar het gebied. Door die regen kon de vegetatie weer groeien.

Maar een langzaam afnemende zonnekracht, verzoorzaakt door een kleine verschuiving in de baan van de aarde om de zon, leidde vijfduizend jaar geleden tot een abrupte overgang van vegetatie naar woestijn. Een woestijn is zo droog dat er nauwelijks vegetatie kan groeien. En zonder vegetatie geen regen. Ziedaar, de Sahara-woestijn.

Dat de Sahara inderdaad ontstaan is door het omklappen naar een alternatieve stabiele toestand, kon pas bewezen worden na integratie van modellen waarin de atmosfeer, de oceaan en de bodem een aandeel hadden. ‘We moeten een brede systeemkijk hebben’, zegt Scheffer. ‘Kijk maar naar de Veluwe-meren, het heeft geen zin om algen-, watervlooien-, of water- plantenspecialist te zijn. Het gaat om terugkoppelingen.’

Geniepig

Het artikel draagt een zware waarschuwing mee. Onzichtbare, langzame veranderingen kunnen de veerkracht van een ecosysteem verminderen tot voorbij het ‘kantelpunt’ – en dan is het te laat. ‘Dat is het geniepige van het geheel’, zegt Scheffer. ‘Als wij de natuur beïnvloeden, doen we meestal pas een stapje terug als de gevolgen toch wel erg beginnen op te vallen. Maar het kan best dat dat stapje terug dan niet meer helpt, omdat de veerkracht van de nieuwe, ongewenste toestand heel groot is.’

Global warming is een berucht voorbeeld van een langzame verandering. De opwarming van de aarde leidt tot het afsmelten van gletsjers en tot een stijging van het zeeniveau. Dat betekent opletten geblazen, zegt Scheffer. ’We moeten leren uit het verleden. Zo is de warme Golfstroom, waaraan wij ons gematige klimaat te danken hebben, in het verre verleden al vaker omgeslagen. Het zoete water dat door de opwarming nu van de Noordpool komt, maakt het water in de het noordelijke deel van de oceaan lichter. Dat belemmert het over de bodem terugstromen van de Golfstroom.

De eerste aanwijzingen dat de Golfstroom zou kunnen omslaan zijn al gepubliceerd in Nature. Als de stroom omslaat dan kan dat binnen tien jaar plaatsvinden. Daarna hebben we hier haast een Siberisch klimaat, dan piepen we wel anders.’

Shock therapie

Maar Scheffer wil niet de pessimist uithangen. Hij benadrukt dat de nieuwe inzichten ook het herstellen van ecosystemen in de wenselijke staat mogelijk maken. ‘Denk maar aan actief biologisch beheer bij meren’, zegt Scheffer. Via een ‘shock therapie’ zijn geëutrofieerde meren weer helder te maken. Door in de winter alle vis uit de meren te halen, raakt de vicieuze cirkel doorbroken en worden de meren weer helder.

Zo zijn droge vlakten in Chili wellicht ook weer terug te brengen in hun oorspronkelijke, beboste staat. De weinige vegetatie die nog op de geërodeerde vlakten groeit, wordt opgegeten door geiten. Maar alleen het weghalen van de grazers zorgt niet voor terugkeer van de vegetatie, want daarvoor is het te droog. ‘Maar door de geiten weg te halen op het moment dat El Niño regen brengt, maakt de vegetatie wel een kans’, zegt Scheffer. De EU is net een groot project gestart om dit idee van Milena Homgren van de groep Bosbouw van WAU verder uit te werken. ‘We moeten niet te bescheiden zijn’, vindt Scheffer. ‘Door slim gebruik te maken van onze kennis van ecosystemen kunnen we nuttige dingen doen.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 oktober 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.