Je leest:

Wiskunde van verwoestijning

Wiskunde van verwoestijning

Auteur: | 8 juni 2008

Kwetsbare halfwoestijnen kunnen door teveel begrazing onomkeerbaar in uitgestorven zandvlakten veranderen. Subtiele verschillen in de begroeiing kondigen dit proces aan.

De Utrechtse ecologen Sonia Kéfi, Max Rietkerk en collega’s ontdekten dat dreigende verwoestijning valt af te lezen aan een veranderende verdeling van vegetatieclusters. Het onderzoek van Rietkerk’s groep haalde op 13 september de cover van Nature, samen met een vergelijkbaar onderzoek naar de groeipatronen van bomen in de Kalahari woestijn.

Verwoestijning is hot. Volgens de VN lopen zo’n vijftig miljoen mensen gevaar om binnen tien jaar te moeten verhuizen door oprukkende woestijnen. Afgelopen weekend besloten de VN tot een tienjarenplan om de uitdroging van ecosystemen tegen te gaan. Het wiskundige model van Rietkerk kan helpen om gebieden te selecteren waar woestijnvorming dreigt op te treden.

Rietkerk en zijn groep brachten de begroeiingspatronen van halfwoestijnen in Marokko, Griekenland en Spanje in kaart. Ze telden op verschillende plaatsen langs een willekeurige lijn het aantal eilandjes van vegetatie, en bepaalden ook hun grootte en onderlinge afstand. Vervolgens keken ze welke soorten planten er voorkwamen. De begrazingsdruk leidden ze af aan de hoeveelheid geiten en schapen. Op al deze gegevens lieten ze vervolgens een aantal statistische programma’s los om mathematische verbanden te destilleren.

Eenrichtingsverkeer

In stabiele halfwoestijnen volgt de frequentie van clusters van vegetatie een vaste verhouding, gedefinieerd door een zogenaamde machtswet. Grote ‘eilandjes’ groen komen minder vaak voor dan kleinere. Dit soort machtswetten zijn al eerder bij natuurlijke verschijnselen gevonden. Orkanen en aardbevingen hebben bijvoorbeeld een zelfde soort verdeling, waarbij lichte bevingen volgens een vaste verhouding veel vaker voorkomen dan zware. Toch had Rietkerk niet verwacht dat begroeiingspatronen zich zo goed aan de machtswet zouden houden: ‘Het is wetenschappelijk gezien spectaculair dat de machtwet onafhankelijk is van de soort vegetatie.’

De grootte van ‘eilandjes’ van begroeiing en hun onderlinge afstand verraden of een droog ecosysteem op het punt staat om in een echte woestijn te veranderen. Begrazing is daarbij een belangrijke factor: meer geiten per hectare kunnen een droog ecosysteem net het extra zetje naar een volledige woestijn geven. Bij hoge begrazingstress neemt het aantal grotere groene eilandjes af, wat desastreuze gevolgen heeft op de stabiliteit van het ecosysteem. Planten hebben namelijk een cruciale rol in het ondersteunen van omliggende planten via een proces dat ‘locale facilitatie’ wordt genoemd. Dit komt door het leveren van zaadjes, en het vasthouden van water waardoor relatief veel grote clusters ontstaan en overleven. De verstoring in de verhouding tussen grote en kleine clusters van vegetatie kan worden gebruikt als een waarschuwingssignaal dat het ecosysteem op het punt staat ineen te storten.

Rietkerk wil zijn modellen gebruiken om ecosystemen voor verwoestijning te behoeden. ‘Verwoestijning is eenrichtingsverkeer. De Sahara was vroeger groen, en is ineens omgeklapt tot wat het nu is. We willen nu kijken naar oude luchtfoto’s van gebieden die de laatste tijd in een woestijn zijn veranderd, om te kijken of we daar patronen in kunnen herkennen die wijzen op dreigende uitdroging. Als we begrijpen hoe die degradatie werkt weten we ook beter hoe we de vegetatie moeten beschermen en herstellen. Uiteindelijk willen we op satellietfoto’s kwetsbare gebieden kunnen aanwijzen zodat we overheden kunnen adviseren om de begrazingsdruk daar te verminderen.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 juni 2008
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.