Droogte-experiment: ‘Als dit zo doorgaat krijgen we hier een mediterraan ecosysteem’
Deze zomer is de droogste zomer van de afgelopen vijfhonderd jaar volgens de Europese Commissie. UvA-biologen onderzoeken in een droogte-experiment hoe we ecosystemen weerbaarder kunnen maken tegen deze extreme weersomstandigheden.
Drie van de afgelopen vijf zomers in Nederland zijn heel droog geweest. Daarmee heeft de droogte de wetenschappelijke voorspellingen al ingehaald. ‘Eerder werden dit soort extreem droge zomers eens in de honderd jaar voorspeld voor Noord-Engeland, waar ik toen werkte, maar dat klopt gewoon niet meer,’ zegt UvA-hoogleraar Franciska de Vries (Earth Surface Science). ‘Deze zomer is veel droger dan we zouden verwachten.’
De droogte zie je niet alleen in het dorre gras en de drooggevallen rivieren, maar ook in de vroege bloei van de heide. De Vries: ‘Door de droogte bloeien planten eerder omdat ze in een emergency modus komen en zich gaan reproduceren. Daarom bloeide de heide dit jaar al vroeg, in juli in plaats van in september.’
Om de natuur bestand te maken tegen de droogte die komen gaat, moeten we begrijpen wat de droogte precies met planten doet, zegt UvA-onderzoeker Eileen Enderle, promovenda van De Vries. Enderle: ‘Daarvoor moet je onder de grond kijken, want daar ligt het probleem van het watertekort.’
Planten werken samen met micro-organismen zoals schimmels en bacteriën. Dat kunnen pathogenen zijn, maar ook schimmels zoals mycorrhiza schimmels. Deze schimmels helpen de plant via de wortels om voedingsstoffen op te nemen, en helpen de plant omgaan met droogte. Enderle: ‘Bij droogte verandert ook het hele ecosysteem onder de grond. De verwachting is dat dat een heel lang effect heeft. Ook als de droogte over is.’
Dor en droog
Daarom zorgt Enderle al twee jaar voor de planten in het Living Lab, een droogte-experiment op het Science Park. Schuin achter het 904-gebouw staan plantenpotten met vier verschillende Nederlandse graslandsoorten in de zon weg te branden. Er staat kropaar, reukgras, zuring en leeuwentand. De meeste plantjes zien er dor en droog uit.
De vier grassoorten zijn heel verschillend in hoe ze reageren op droogte. In een eerder en vergelijkbaar experiment met één droogteseizoen in Manchester bleek dat kropaar domineerde. Hoe dat precies komt, willen de onderzoekers in de gecontroleerde omgeving van het Living Lab uitzoeken. De Vries: ‘Als we de onderliggende mechanismen begrijpen, dan kunnen we dat extrapoleren naar andere planten met vergelijkbare eigenschappen en ook een uitspraak doen over andere ecosystemen.’
Ook kunnen de grassoorten die goed tegen droogte kunnen worden ingezaaid in Nederlands landbouwgrasland om het beter bestand te maken tegen droogte, hittegolven en overstromingen. In september gaat dat project ‘Klimaatvriendelijke graslandbodems’ van start.
Kattengras
Enderle creëert nu voor het tweede jaar een droogteseizoen in het Living Lab. Van juni tot eind augustus staat er een afdak van transparante golfplaten boven een deel van de plantenbakken. ‘De dakjes hadden we er deze zomer ook af kunnen halen,’ zegt Enderle. ‘Het regende toch nauwelijks.’ Het was zelfs zo droog dat de plantjes af en toe water moesten krijgen, om te voorkomen dat ze doodgingen en omdat er in aarde altijd iets meer water zit dan in een plant in een pot. De controlepotten gaf ze in de droge weken zelfs twee keer per week water.
Enderle volgt vier achtereenvolgende droogteseizoenen. Deze zomer was het zo droog dat veel van de planten, ondanks het extra water, alsnofg het droogteseizoen niet overleefden of extreem zijn verdord. Kropaar, ook wel ‘kattengras’ genoemd, kwam onder de overlevenden als beste uit de bus. In september onderzoekt ze of ze ondergronds een verschil kan ontdekken. Dan is het oogstseizoen en steekt Enderle de planten met wortels en al uit voor analyse.
In de achtergebleven grond groeit ze nieuwe planten. En in die grond bleken de planten beter te groeien. ‘Dat is niet zo verrassend,’ zegt Enderle. ‘Als er droogte is groeit de plant niet en blijven er veel voedingstoffen in de grond over. De micro-organismen groeien iets langer door. Als de grond dan weer vochtig wordt, kunnen nog levende micro-organismen de dode microben en dode plantenwortels omzetten tot mineralen. Daar kan de plant dan weer van profiteren. Wij willen weten welke planten hier het beste van kunnen profiteren. En zijn dat ook de planten die het ecosysteem op lange termijn droogteresistenter maken?’
Mediterraan
Om onze natuur weerbaar te maken tegen de droogte, moeten we de ecosystemen een handje helpen, zegt Enderle. ‘We kennen in Nederland nog weinig natuurlijke ecosystemen. De meeste worden al gemanaged. Dat zouden we ook kunnen doen met het oog op klimaatverandering, bijvoorbeeld door de juiste soorten te introduceren of de juiste plant-microbe-interacties te stimuleren. Biodiverse ecosystemen met gezonde plant-microbe-interacties kunnen beter omgaan met verstoringen zoals droogte.’
Op dit moment verstoort de stikstofuitstoot deze samenwerkingen juist. Stikstofdepositie kan ecosystemen nog gevoeliger maken voor droogte. De Vries: ‘De planten die profiteren van stikstof zijn kwetsbaarder voor droogte. Dat soort planten, zoals brandnetels, groeien snel, hebben geen diepe wortels en minder schimmelnetwerken. Bij een periode van droogte overlijden deze planten het eerst. We zijn dus overduidelijk onze ecosystemen al aan het eroderen.’
En dat is reden voor zorgen. De Vries: ‘Niet in de eerste plaats om de planten en organismen. De soorten zullen veranderen, maar ze zullen er altijd zijn. Eerder maak ik me zorgen over de impact van klimaatverandering op mensen. Als onze zomers altijd zo warm en droog zijn dan krijgen we hier een mediterraan ecosysteem. De soorten die we hier hebben verschuiven dan naar het noorden. De vraag is of dat snel genoeg zal gaan voor de soorten om te overleven. En dan verliezen we de ecosystemen die geassocieerd zijn met deze koelere klimaten.’
