Klimaatverandering zet ecosystemen op zijn kop: regenwoud wordt langzaam savanne, savanne verandert in woestijn en de ijzige toendra smelt. Wereldwijd dreigt 20 procent van de ecosystemen in te storten of te veranderen in iets anders. En dat gebeurt mogelijk sneller dan je denkt.
Bevolkingsgroei, toegenomen economische activiteit en steeds meer broeikasgassen in de lucht zorgen voor grote druk op ecosystemen. Doordat er daarnaast meer extreme weersomstandigheden voorkomen, kan de datum waarop de omslagpunten verwacht worden maar liefst 80 procent eerder vallen. Dat betekent dat een ecosysteem dat misschien pas aan het eind van de eeuw zou instorten al in de komende decennia het loodje legt. Dat is de sombere conclusie van een studie die onlangs in Nature verscheen.
Feedbackloops
Wat de onderzoekers echt zorgen baart, zijn de zogenoemde feedbackloops. Klimaatextremen eisen hun tol van ecosystemen die toch al onder druk staan. Die druk zorgt weer voor nieuwe stress bij andere ecosystemen. Zo leidt het ene instortende ecosysteem tot het andere. De onderzoekers spreken van een ‘ecologisch doom-loop-scenario met catastrofale consequenties’.
“In ons nieuwe onderzoek wilden we een idee krijgen van de hoeveelheid stress die ecosystemen kunnen verdragen voor ze instorten. Daarvoor gebruikten we modellen en computerprogramma’s die simuleren hoe een ecosysteem in de toekomst zal functioneren en hoe het reageert op veranderende omstandigheden”, klinkt het.
Computermodellen
De wetenschappers ontwikkelden twee algemene ecologische modellen die bossen en de waterkwaliteit van meren representeerden. Ook waren er twee locatiespecifieke modellen voor de Chilika-lagoon in het Indiase Odisha en voor Paaseiland in de Stille Oceaan. Deze laatste twee modellen namen expliciet de interactie mee tussen menselijke activiteit en de natuurlijke omgeving.
Het belangrijkste onderdeel van elk model was de aanwezigheid van feedbackmechanismen die het systeem stabiel en in balans houden als de druk niet te groot wordt. Zo vangen de vissers in het Chilika-meer het liefst volwassen vissen als de visstand overvloedig is. Als er genoeg volwassen vissen overblijven, kan zo’n systeem stabiel zijn.
Overbevissing
Maar als de druk te groot wordt en niet meer opgevangen kan worden door het ecosysteem wordt er vrij abrupt een onomkeerbaar omslagpunt bereikt – het tippingpoint – en stort het systeem in. In Chilika kan dit gebeuren als vissers hun toevlucht zoeken tot jongere vissen omdat er een tekort is aan volwassen exemplaren. Dat ondermijnt de vernieuwing van de visstand.
“We gebruikten de software om meer dan 70.000 verschillende simulaties uit te voeren. In alle vier de modellen bleek de combinatie van stress en extreem weer de datum van het voorspelde tippingpoint tussen de 30 en 80 procent te vervroegen”, aldus de onderzoekers.
Een ecosysteem dat dus eigenlijk pas in 2090 zou instorten doordat de temperatuur bijvoorbeeld langzaam stijgt, kan het in het slechtste scenario al over een jaar of tien begeven door iets als extreme neerslag of vervuiling.
Onder de oppervlakte
Ongeveer 15 procent van de ecosystemen in de simulaties stortte in als gevolg van nieuwe stress of extreme gebeurtenissen, terwijl de belangrijkste stress constant bleef. Met andere woorden: zelfs als we denken dat we ecosystemen duurzaam onderhouden doordat de belangrijkste stressniveaus constant blijven – bijvoorbeeld door de visstand te reguleren – moeten we nieuwe stressfactoren beter in het oog houden.
Eerdere studies hebben al aangetoond dat er flinke kosten gepaard gaan met het overschrijden van de omslagpunten in grote ecosystemen. Maar er werd altijd gedacht dat dit pas in de tweede helft van deze eeuw zou gebeuren. Dat lijkt dus al veel eerder een probleem te worden.
Herstel is lastig
“We ontdekten dat de snelheid waarmee stress ontstaat, cruciaal is voor het begrip van de ineenstorting van een ecosysteem.” Dus hoe sneller er meer druk ontstaat, hoe groter de kans dat de boel instort. En dan is er weinig meer aan te doen. “Er is geen overheid die direct het natuurlijke kapitaal kan leveren dat nodig is voor het herstel van een ecosysteem.” Het is eigenlijk vrijwel onmogelijk om ingestorte ecosystemen binnen afzienbare tijd te herstellen. We moeten dus vooral zien te voorkomen dat dit gebeurt.
