Maar liefst 60 procent van het wereldwijde landoppervlak staat er slecht voor. Vooral in Europa, Azië en Noord-Amerika maken we er een potje van. Daarmee wordt pijnlijk duidelijk dat de mensheid de grenzen van de natuur steeds verder overschrijdt.
Wetenschappers van onder meer het Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) brachten voor het eerst de grens van de zogenoemde functionele biosfeerintegriteit in kaart. Dit begrip verwijst naar het vermogen van de plantenwereld om via fotosynthese voldoende energie vast te leggen om de kringlopen van koolstof, water en stikstof op peil te houden. Die vormen de basis van ecosystemen. Je kunt je voorstellen dat als het niet lukt om die kringlopen aan de gang te houden er grote problemen ontstaan. En precies dat lijkt nu onder invloed van menselijke activiteit te gebeuren.
De biosfeer bestaat uit alle ecosystemen op land, in het water en een deel van de atmosfeer. Je kunt het zien als de ‘plaats’ waarin alle leven op aarde zich bevindt. Het omvat alle levende dieren en planten en de fysieke omgeving waarin ze leven, van de diepste bodem van de oceanen tot de hoogste bergtoppen.
De functionaliteit van de biosfeer staat samen met biodiversiteitsverlies en klimaatverandering centraal in het zogeheten Planetary Boundaries-raamwerk, dat grenzen vastlegt waarbinnen de mensheid zich veilig kan ontwikkelen. Juist daarom benadrukken de onderzoekers het belang van hun resultaten. “Onze beschaving heeft een goed werkende biosfeer nodig voor voedsel, grondstoffen en in de toekomst ook voor klimaatbescherming”, zegt PIK-onderzoeker Fabian Stenzel. “De vraag naar biomassa blijft groeien en bovendien wordt het kweken van snelgroeiende grassen of bomen voor bio-energie met CO2-opslag door velen gezien als een belangrijke strategie om het klimaat te stabiliseren. Het wordt dus steeds belangrijker om precies te kwantificeren hoeveel druk we de biosfeer al opleggen, in regionaal opzicht en over lange tijd, zodat we kunnen vaststellen waar sprake is van overbelasting.”
Energie uit fotosynthese
De studie bouwt voort op de meest recente update van het Planetary Boundaries-raamwerk uit 2023, waarin de energiestromen uit fotosynthese in de wereldwijde vegetatie centraal staan. Het zijn juist deze energiestromen die het leven op aarde aandrijven. Maar de mens trekt inmiddels een aanzienlijk deel naar zich toe voor eigen gebruik, wat de natuurlijke dynamiek verstoort.
Om deze druk op onze planeet meetbaar te maken, gebruikten de onderzoekers twee indicatoren. De eerste kijkt naar het aandeel van de natuurlijke biomassa die mensen gebruiken, bijvoorbeeld voor oogsten, houtwinning of door afname van fotosynthese door landbouw en verstedelijking. De tweede indicator brengt het risico op destabilisatie van ecosystemen in beeld door structurele veranderingen in vegetatie en verstoringen van de water-, koolstof- en stikstofbalansen te registreren. Samen bieden deze metingen een krachtig instrument om de staat van de biosfeer te volgen.
Sinds 1600
Het onderzoeksteam maakte gebruik van het wereldwijde biosfeermodel LPJmL, dat dagelijks water-, koolstof- en stikstofstromen simuleert. Daarmee konden zij voor ieder afzonderlijk jaar sinds 1600 berekenen hoe klimaat en landgebruik de biosfeer hebben beïnvloed. Vervolgens werden de resultaten vergeleken met bestaande studies waarin kritische drempelwaarden zijn vastgesteld. Op die manier kreeg ieder gebied de status van veilige zone, toenemende risicogebied of hoog-risicogebied.
De berekeningen laten zien dat de eerste verontrustende verschuivingen al in de zeventiende eeuw begonnen, met name op gematigde breedtegraden. Rond 1900 bevond 37 procent van het landoppervlak zich buiten de veilige zone en was 14 procent al in de gevarenzone beland. Tegenwoordig zijn die cijfers opgelopen tot respectievelijk 60 en 38 procent. Opvallend is dat industrialisatie en intensief landgebruik hun tol begonnen te eisen lang voordat klimaatverandering door broeikasgassen een merkbare rol speelde. Vooral landbouw en grootschalige veranderingen in landbedekking blijken de belangrijkste drijvende krachten.
Doorbraak
“Deze eerste wereldkaart is een doorbraak, omdat hij duidelijk laat zien hoe de grens voor functionele biosfeerintegriteit wordt overschreden. Daarbij is zowel het menselijk beslag op biomassa als de ecologische verstoring zichtbaar”, legt Johan Rockström, directeur van PIK en een van de co-auteurs, uit. Volgens hem biedt de kaart niet alleen wetenschappelijk inzicht in de planetaire grenzen, maar ook een belangrijke stimulans voor internationaal klimaatbeleid. “Het onderzoek maakt duidelijk dat biomassa en natuurlijke koolstofputten onlosmakelijk verbonden zijn met klimaatverandering. Overheden moeten dit beschouwen als één overkoepelend vraagstuk: een allesomvattende bescherming van de biosfeer, hand in hand met krachtig klimaatbeleid.”
