De biosfeer is door menselijk toedoen steeds sterker uit balans geraakt. (1) menselijke toe-eigening van de netto primaire productie (HANPP) en (2) een maatstaf voor ecologische verstoring (EcoRisk) (afb: Fabian Stenzel et al./Cell One Earth)
Al het leven op aarde is afhankelijk van een intacte biosfeer. De ecosystemen van onze wereld zorgen ervoor dat de omstandigheden op onze planeet stabiel blijven: planten zetten CO2 om in biomassa tijdens fotosynthese, waardoor mens en dier te eten hebben. Mensen onttrekken zoveel biomassa aan de natuur dat het nauwkeurig uitgebalanceerde systeem uit balans raakt. Bovendien beperkt de mens door landgebruik en bodemafdekking de gebieden waar fotosynthese kan plaatsvinden. Een studie van klimaatinstituut PIK in Potsdam (D) toont nu aan dat de veilige grenzen voor de functionele integriteit van de biosfeer al op 60% van het landoppervlak van de wereld zou zijn overschreden.
Mensen veranderen onze planeet zo ingrijpend dat die steeds verder afdwaalt van het stabiele evenwicht dat het geologische tijdperk van het Holoceen duizenden jaren lang kenmerkte. Wat is er gebeurt en vooral wat is het aandeel van de mens daarbij geweest.
Om deze vraag te kunnen beantwoorden, hebben onderzoekers in 2009 zogenaamde planetaire grenzen gedefinieerd, die bedoeld zijn om veilige actiegrenzen voor de mensheid vast te stellen. Daarbij gaat het onder andere om de ‘functionele integriteit van de biosfeer’. De biosfeer omvat alle gebieden op aarde waar levende organismen leven – van de bovenste laag van de aardkorst, via land en oceanen, tot de onderste laag van de atmosfeer.
In een intacte biosfeer genereren (vooral) planten door middel van fotosynthese voldoende energie om andere organismen te voeden en de stabiele koolstof-, water- en stikstofkringlopen in stand te houden. Een stabiel aardsysteem vereist een gezonde biosfeer, maar veel ecosystemen worden door menselijke activiteiten zoals veranderingen in landgebruik, grondstoffenwinning of klimaatverandering tot buiten de veilige grenzen belast, stellen onderzoekers onder leiding van Fabian Stenzel van het Potsdammer klimaatinstituut PIK.
Stenzel c.s. bij het vaststellen van de biosfeer twee indicatoren voor die wereldwijd vergeleken kunnen worden. Ten eerste, welk deel van de door planten geproduceerde biomassa wordt door de mens gebruikt en in hoeverre vermindert menselijk ingrijpen de fotosynthese, bijvoorbeeld door het gebruik en de afdichting van gebieden waar planten niet meer kunnen groeien zoals in steden en onder wegen? Ten tweede, hoe veranderen de water-, koolstof- en stikstofstromen en daarmee de stabiliteit van ecosystemen? De eerste indicator noemen de onderzoekers de menselijke toe-eigening van de netto primaire productie (HANPP) en de tweede een maatstaf voor ecologische verstoring (EcoRisk).
Aan de hand van deze twee indicatoren creëerden de onderzoekers een wereldkaart van de toestand van de biosfeer. Ze gebruikten het LPJmL-biosfeermodel als basis, dat de wisselwerkingen simuleert tussen klimaat, vegetatie, landgebruik, waterbalans, koolstof- en stikstofcycli. Voor elk afzonderlijk jaar sinds 1600 modelleerden Stenzel en de zijnen hoe goed natuurlijke ecosystemen bestand zijn tegen menselijk ingrijpen. Ze vergeleken de resultaten met kritische drempelwaarden die in eerdere studies waren gedefinieerd.
60% in kritieke toestand
Uit hun berekeningen blijkt dat tegenwoordig de ecosystemen op 60% van het aardoppervlak zich in een kritieke toestand bevinden. De mens gebruikt zoveel biomassa dat daardoor het evenwicht van de materiële kringlopen in gevaar wordt gebracht en het probleem verergerd door zijnhaar landgebruik. Bovendien lijden zelfs gebieden die voorheen nauwelijks werden beïnvloed door directe menselijke invloeden, onder de gevolgen van door de mens veroorzaakte klimaatverandering.
Volgens deze studie bevindt 38% van de landoppervlakken, waaronder voornamelijk zwaar bebouwde regio’s in Europa, Azië en Noord-Amerika, zich in de gevarenzone waar de biosfeer zijn stabiliserende rol voor het aardsysteem niet langer betrouwbaar kan vervullen.
Tegelijkertijd laten modelberekeningen zien dat, hoewel de integriteit van de biosfeer sinds de industrialisatie bijzonder sterk is verslechterd, die ook al langer door de mens is aangetast. Vooral op gematigde breedtegraden beïnvloedde menselijk landgebruik het functioneren van ecosystemen al rond 1600. De invloed van de mens op de biosfeer begon dus lang vóór de door de mens veroorzaakte klimaatverandering.
Bron: bdw