Wageningen Universiteit en Researchcentrum Persbericht Wageningen UR (University & Research centre), nr 070, 13 oktober 2011.

Science-embargo tot vanavond, 13 oktober 2011, 20:00 uur.

Kantelpunten voor regenwoud en savanne gevonden

Studie toont waar bos en savanne wereldwijd het fragielst zijn

Tropische bossen zullen niet geleidelijk op klimaatsverandering reageren, maar moeten overspringen tussen drie alternatieve stabiele toestanden: regenwoud, savanne of een boomloze toestand, schrijven wetenschappers van Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR, deze week in Science.

De studie gebruikt satellietwaarnemingen om te laten zien dat het systeem kantelpunten kent. In de buurt van zo'n kantelpunt neemt de veerkracht af en kan een kleine verstoring leiden tot het overspringen naar een andere toestand. Op de drie continenten die werden onderzocht bleek dezelfde relatie te bestaan tussen regenval en de veerkracht van de ecosystemen. De auteurs gebruiken deze relaties om aan te geven waar in Afrika, Australië en Zuid-Amerika het regenwoud en de savanne het fragielst zijn.

"Bomen zijn misschien wel de meest aspectbepalende elementen van een landschap", zegt auteur Milena Holmgren. "Het is daarom verrassend hoe slecht we nog begrijpen wat bepaalt of ergens bos, savanne of woestijn is. Regen is natuurlijk belangrijk: Woestijn vind je op de droogste plekken en regenwoud op de natste plekken, maar wat daar tussenin gebeurt was tot nog toe moeilijk te voorspellen". Satellieten maken het nu mogelijk om het percentage bomen voor iedere vierkante kilometer op aarde te meten. De auteurs laten een patroon in deze gegevens zien. In plaats van een geleidelijke toename van de hoeveelheid bomen met de regen, blijken er 'verboden' toestanden te bestaan rond 5% en rond 60% bosbedekking. Het systeem kan daarom alleen veranderen door over die verboden toestanden heen te springen tussen drie contrasterende alternatieve toestanden: bos, savanne (met zo'n 20% boombedekking) of een boomloze toestand.

"Dit is een van de meest overtuigende bewijzen dat alternatieve stabiele toestanden op grote schaal in de natuur bestaan," zegt Marten Scheffer die het onderzoeksprogramma naar kantelpunten leidt. "We waren zelf verbaasd hoe sterk de gegevens deze radicale, maar steeds invloedrijkere theorie bevestigen. Nu blijkt dat de grote tropische ecosystemen net zulke kantelpunten hebben als bijvoorbeeld meren waarvan we eerder aantoonden dat ze kunnen overspringen tussen een heldere en een troebele toestand."

Het aantonen van de grootschalige kantelpunten in de tropische ecosystemen is niet alleen een fundamentele wetenschappelijke doorbraak, het heeft ook direct een praktische toepassing. De nieuwe inzichten maken het namelijk mogelijk om kaarten te maken die aangeven waar op aarde het regenwoud het meest fragiel is. Hoewel kantelpunten vaak met negatieve verandering worden geassocieerd, is dat maar één kant van de medaille. Wanneer het gaat om een omslag van een ongewenste naar een betere toestand betekent een kantelpunt juist een kans om met kleine moeite een doorbraak te creëren. De auteurs belichten ook deze kant door te laten zien waar op de aarde bijvoorbeeld de beste kansen liggen voor bosherstel.

Toch is het belangrijkste nieuws op dit gebied niet goed. "Het begrijpen van de effecten van klimaatsverandering op de veerkracht van het Amazone-regenwoud is een van de grootste uitdagingen voor wetenschappers in die regio," zegt Marina Hirota, de van oorsprong Braziliaanse hoofdauteur van het artikel. "Onze resultaten laten nu zien dat het gebied waar het bos het meest fragiel is, precies samenvalt met de zone waar de meeste houtkap plaatsvindt".

Publicatie:
Global Resilience of Tropical Forest and Savanna to Critical Transitions. Hirota, M., M. Holmgren, E. H. Van Nes & M. Scheffer. Science 14 Okt 2011.