De wereldwijde verspreiding van uitgestrekte bosplantages en agrarische monoculturen veranderen eens diverse landschappen in landgebieden die afzonderlijke plantensoorten ondersteunen, met ingrijpende gevolgen voor onze terrestrische waterkringloop, volgens nieuw onderzoek.

Een nieuw artikel gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , en geschreven door een wereldwijde samenwerking van interdisciplinaire onderzoekers die ecohydrologische systemen bestuderen, roept beleidsmakers en praktijkmensen op om bij hun beslissingen over landbeheer rekening te houden met deze interacties tussen water en vegetatie.

Professor David Hanna, die de UNESCO-leerstoel in waterwetenschappen bekleedt aan de Universiteit van Birmingham, is co-auteur van het artikel. Hij zei:"Wetenschappers en beleidsmakers moeten nauw samenwerken om wetenschappelijke kennis in actie om te zetten. We moeten bossen en landbouwsystemen ontwerpen die diversiteit omarmen en versterken. Deze aanpak is essentieel als we de natuurlijke veerkracht van onze waterafhankelijke ecosystemen en zorgen voor een beter beheer van de eindige watervoorraden van de aarde."

De auteurs van het artikel stellen dat, terwijl verandering van landgebruik goed bedoeld kan zijn - of het nu wordt gedaan om de koolstofvastlegging te vergroten of om aan voedsel te voldoen, water, en energiebehoefte - het kan onbedoelde gevolgen hebben die de waterkringloop beïnvloeden.

Professor Irena Creed, co-hoofdauteur aan de Universiteit van Saskatchewan, zei:"Er zijn hydrologische gevolgen om rekening mee te houden bij het veranderen van landbedekkingstypes. Mensen willen bomen planten om te helpen bij koolstofvastlegging en klimaatverandering, maar soms, als je dat doet en je plant veel snelgroeiende bomen die een uniforme soort en leeftijd hebben, je verlaagt de biodiversiteit en je homogeniseert ook de waterkringloop. Dat betekent in feite dat je het bereik en de respons van de watercyclus verkleint, en het maakt het vatbaarder voor stressoren zoals klimaatverandering."

Uniformiteit van planten in goed beheerde landschappen die wetlands hebben vervangen, bijvoorbeeld, is in verband gebracht met een toename van de frequentie en de ernst van zowel overstromingen als droogtes, evenals de verslechtering van de waterkwaliteit. Ergens anders, de groei van maïsmonoculturen voor de productie van ethanol en biodiesel in de Verenigde Staten zal naar verwachting het aantal gebieden met een risico op nitraatverontreiniging van het grondwater vergroten. En boomplantages die worden gekweekt om aan de vraag naar hout te voldoen, kunnen beken verminderen of zelfs elimineren, waardoor bodems zuurder of verzilter worden en vatbaarder worden voor vuur.

In tegenstelling tot, een meer biodivers systeem heeft bomen en planten met verschillende architecturen, zowel boven als onder de grond, leidend tot een robuust, natuurlijk systeem.

Delphis Levia, co-lead auteur aan de Universiteit van Delaware, legt uit:"Denk aan bodemvocht en worteldiepte. Als er een verscheidenheid aan verschillende boomsoorten is, sommigen sturen hun wortels nogal ondiep, sommige intermediair en sommige diep. Dat betekent dat er voor sommige bossoorten veel meer bodemvocht beschikbaar is dan voor andere. Maar als je in een monocultuursituatie zit, zoals bij veel basisgewassen, de bewortelingsdiepten zijn gelijkmatiger. Ze dringen niet in verschillende mate in de bodem door, zoals natuurlijke vegetatie in bossen. En dus, ze kunnen gevoeliger zijn voor droogte."

Het onderzoeksteam stelt dat verder onderzoek nodig is om de relatie tussen vegetatieve complexiteit en watergebruik volledig te analyseren. Dit zou worden gedaan om te zien hoe verliezen in plantendiversiteit de watercyclus en de planetaire veerkracht tegen wereldwijde veranderingen beïnvloeden, en hoe dat kan leiden tot een verhoogde vatbaarheid voor ziekten, vuur, en andere extreme weersomstandigheden zoals orkanen.

John Selker, professor aan de Oregon State University en een co-auteur van het papier, zei dat weten hoe de verandering in de watercyclus kwantitatief plaatsvindt, het mogelijk zou maken om goede managementpraktijken in te voeren.

"Het is fijn om de kwalitatieve trends te kennen, maar om dit in managementpraktijken om te zetten, we hebben wat cijfers nodig over de veerkracht als functie van specifieke metrieken van complexiteit, zei professor Selker.

Het papier vindt zijn oorsprong in de Ettersburg Ecohydrology Workshop, gefinancierd door de University of Delaware en de UNIDEL Foundation. 29 experts en studenten uit 11 landen verzamelden zich in Weimar, Duitsland om erachter te komen hoe de veelzijdige watercrisis in de wereld kan worden aangepakt. In de werkplaats, de experts werkten samen om de onderzoeksbehoeften te identificeren die ecohydrologen moeten aanpakken, zodat ze strategieën en gegevens kunnen leveren om een ​​deel van de watercrisis in de wereld te helpen verminderen.