kennislink.nl maakt nieuwsgierig

Europese subsudie per schaap leidt tot overbegrazing op Kreta. Utrechtse onderzoekers brengen die vernietiging van het landschap in kaart. Hoewel ze niet weten welke planten de schapen nu echt lekker vinden, adviseren ze de veestapel zeker met de helft terug te brengen om de verwoestijning van het eiland te keren.

Vijf miljoen Vlamingen en Nederlanders bezoeken jaarlijks Zuid-Frankrijk, Spanje, Italië of Griekenland. Zij zijn lang niet de enige zonaanbidders die het Middellandse-Zeegebied verkiezen voor een korte of lange vakantie. Toch kent het gebied ook schaduwkanten, al gaan die aan de meeste toeristen voorbij. Bosbranden, overstromingen, aardverschuivingen, droogte en watertekorten teisteren vooral de bewoners.

De Europese Unie wil beleidsmaatregelen nemen om de achteruitgang van het landschap en het risico op rampen te verkleinen. Gezien het grensoverschrijdende karakter van de processen is zij ook de aangewezen instantie om maatregelen te nemen of die tenminste aan te bevelen. Om goed beleid te maken heeft de Unie informatie nodig. Daartoe moet zij eerst de processen die spelen begrijpen, die kunnen monitoren (waar gebeurt wat en wanneer) om vervolgens effectieve maatregelen te nemen. Een team aan de Universiteit Utrecht probeert een steentje bij te dragen aan de oplossing van deze problemen. Dat doet het door de achteruitgang in kaart te brengen en de processen die eraan ten grondslag liggen na te bootsen met een computer.

Desertificatie

Alvorens een probleem aan te pakken, is het handig dat een naam te geven. De processen die aan de achteruitgang van het Middenlandse-Zeegebied ten grondslag liggen, zijn allemaal te vangen onder de term verwoestijning of desertificatie. Bij de ergste vorm van desertificatie ontstaan echte woestijnlandschappen. In Zuidoost-Spanje, waar jaarlijks slechts tweehonderd millimeter regen valt, gebeurt dat. Desertificatie omvat echter meer. Het begrip duidt tal van processen aan die de achteruitgang van het natuurlijk milieu bewerkstelligen. Tekorten aan drink- en irrigatiewater in Zuid-Italië vallen onder de term, evenals overbegrazing van de bergruggen op Kreta, de bosbranden aan de Côte d’Azur, de verzilting van de landbouwgronden in de kustvlakte van Alicante in Spanje en het ontstaan van waardeloos land met diepe geulen door bodemerosie in de Basilicata in Italië.

Satellietbeelden

Begin mei 1998 maakten modderstromen bij het Zuid-Italiaanse Sarno honderden slachtoffers. Ook zij vielen ten prooi aan het verwoestijningsproces. Hoe tragisch ook, voor een instantie als de Europese Unie heeft lokale rampspoed niet de hoogste prioriteit. Zij wil inzicht hebben in wat er over grote oppervlakten gebeurt. Satellietbeelden zijn hiervoor zeer geschikt. Die bieden informatie over grote gebieden en laten zich bovendien goed vergelijken met eerder gemaakte opnamen.

De advanced very high resolution radiometer maakt opnamen in het thermisch infrarode goltlengtegebied, het nabij infrarood en de zichtbare golflengten. Deze sensoren aan boord van de Amerikaanse NOAA-weersatellieten geven een overzicht van Portugal tot en met Kreta. NOAA-satellieten komen vaak over en werken ‘grof’ genoeg om heel Zuid-Europa te bestuderen. Utrechtse fysisch-geografen kunnen er redelijk mee schatten hoe sterk een bepaalde plaats begroeid is. Ze benutten daarbij het feit dat planten rood licht sterk absorberen en straling uit het nabije infrarood juist sterk weerkaatsen. Bij een lage bedekking blijft de bodem onbeschermd en treedt gemakkelijk schade op door erosie.

Natuurlijke variatie

Het Utrechtse team heeft nu van dertien opeenvolgende jaren beelden geanalyseerd. Dat is te kort om trends te kunnen onderscheiden, aangezien het Mediterrane klimaat een grote natuurlijke variatie heeft en de begroeiing daar sterk op reageert. Het team bracht wel de vegetatie-bedekking van het aardoppervlak en de variatie ervan gedurende het jaar in kaart.

Zuidoostelijk Spanje, gedeelten van Sardinië en Sicilië en een aantal Griekse eilanden zijn gedurende het hele jaar erg kaal. Grote delen van Zuid- en Midden-Spanje, zuidelijk Italië en zuidelijk Griekenland zijn groen in het voorjaar en verdorren naarmate de hete zon er langer op heeft staan bakken. In zuidelijk Frankrijk, en dan vooral een eindje van de kust, treedt de maximale bedekking vaak pas op in juli. Het gebied heeft voldoende water en de winters zijn er zo koud dat de vegetatie het voorjaar en het begin van de zomer nodig heeft om tot volle wasdom te komen. Plaatsen die het hele jaar een lage bedekking dragen, zijn bij uitstek gevoelig voor desertificatie, maar ook regio’s waar de heftigste regenbuien vallen in een periode met weinig vegetatie zijn kwetsbaar.

Hevige buien

Op veel plaatsen in het Middellandse-Zeegebied valt net zoveel neerslag als in onze contreien – op enkele plekken zelfs meer. Toch hoeven wij ons geen zorgen te maken over een oprukkende woestijn. Wat maakt het Middellandse-Zeegebied zo bijzonder? Het klimaat, de vorm van het landschap en de opbouw van de bodems zijn de natuurlijke factoren die aan de problemen ten grondslag liggen. De invloed van de mens op het landschap speelt ook een grote rol.

Terwijl malse regens gedurende het hele jaar Nederlanders en Vlamingen doen verlangen naar zonniger oorden, valt de Mediterrane neerslag grotendeels in korte, hevige buien in het voor- of najaar. Er valt in korte tijd zoveel dat het water geen tijd krijgt om in de bodem te trekken. Het stroomt over het land en snijdt zich in. Hierdoor vormt het water geulen in het landschap, beschadigt het landbouwgebieden en veroorzaakt het in de dalen grote overlast door overstromingen en modder.

In het Middellandse-Zeegebied zijn de temperaturen over het algemeen hoog. Daardoor is ook de verdamping hoog. Naast het feit dat veel water direct over de bodem naar rivieren stroomt, verdampt een flink deel. De grondwaterreserves krijgen vaak maar bitter weinig aanvulling. De lange droge zomer met enkele hevige buien vormt niet bepaald de ideale omstandigheid voor plantengroei. Voor kieming en groei hebben planten regelmatig water nodig. Een dicht, bodembeschermend vegetatiedek kan dus maar moeilijk tot stand komen.

Het reliëf van het Middellandse-Zeegebied werkt ook al niet mee. Er liggen diverse bergketens met steile hellingen die de afstroming van water en het ontstaan van bergstortingen alleen maar stimuleren. Tenslotte vertonen de bodems over het algemeen niet zo’n goede structuur. Ze houden het water slecht vast en zonder een beschermend vegetatiedek spoelt de toplaag makkelijk weg.

Bulldozers

Zowel de Europese Unie als de betreffende landen stellen subsidiegelden beschikbaar om verdere degradatie van het landschap te voorkomen. Een veel toegepaste remedie is het aanplanten van bossen en het subsidiëren van de kleinere boeren zodat die het landschap onderhouden door terrasmuurtjes te bouwen, hooilanden te maaien en de drainagegeulen schoon te houden. Met name in Spanje heeft de bebossing grote vormen aangenomen en zijn in de afgelopen decennia vele duizenden hectaren aangeplant. Bos bedekt de bodem doorgaans goed gedurende het hele jaar en verbetert de vochtopname door de bodem. Vaak combineren bosbouwers hun aanplantactiviteiten met de aanleg van terrassen. Terrassen stabiliseren de bodem en geven het regenwater meer tijd om in de bodem te dringen. Bovendien krijgt het water op een helling die trapsgewijs naar beneden loopt, minder energie om zich in te snijden dan op een steile helling. Het is een mooi idee.

In het droge zuidoosten van Spanje zijn terrassen gemaakt en dennenboompjes geplant. Nederlandse wetenschappers bestempelden er een stuk tot hun onderzoeksgebied. Zij bestuderen er de hydrologie en de bodemerosie. De Nederlanders ontdekten dat het met bomen beplante gebied het water helemaal niet langer vasthield; eerder het tegenovergestelde. Hoe kan dat?

De snelle waterafvoer uit de terrasplantages heeft vooral te maken met de uitvoering van de terrassen en met het droge klimaat. De terrassen zijn nogal grof aangelegd met grote bulldozers. Helaas is het weinig precies gedaan, waardoor een aantal terrassen niet netjes volgens de hoogtelijnen is komen te liggen en dientengevolge eigenlijk meer zorgen voor een geconcentreerde en snelle afvoer van water dan voor stagnatie. Een tweede oorzaak is dat de toplaag van de bodem, die de meeste plantenresten bevat, is weggeschoven. Het wateropnemend vermogen van de bodem neemt daardoor af. Bij het grondverzet ging de oorspronkelijke vegetatie grotendeels teloor. De aangeplante dennenboompjes groeien uiterst langzaam in het droge klimaat.

Dertien jaar na aanplant is de bedekkingsgraad van deze Spaanse terrassen nog altijd lager dan voor de reddingsoperatie. Het herbebossingsproject heeft voorlopig nog geen desertificatie tegengegaan. Door de klunzige uitvoering is eerder schade aan het milieu ontstaan dan dat er problemen zijn opgelost.

Intensief landgebruik

De Romeinen waren al verantwoordelijk voor een flinke ontbossing van grote delen van Italië, Frankrijk, Spanje, Griekenland en Tunesië. Zij gebruikten het hout voor de bouw van schepen en huizen en verwarmden er hun huizen en badwater mee, maar ze kapten de bossen ook weg om plaats te maken voor landbouw en wegen. Van het oorspronkelijke bos met voornamelijk steeneiken en donseiken is nu vrijwel niets meer over. Mensen hebben het gebied in bezit genomen. Een almaar toenemende bevolking en een steeds intensiever gebruik van het land maken voortdurend aanspraak op plaatsen waarvan de mensen al eeuwen weten dat het er gevaarlijk vertoeven is.

Moderne, intensieve landbouwtechnieken – met zware machines op grote percelen en een enorm watergebruik voor irrigatie – reduceren de draagkracht van het land flink. De laatste decennia pleegt de gestage groei van het toerisme een hernieuwde aanslag op het landschap: zwembaden moeten worden gevuld, de drinkwaterconsumptie is explosief toegenomen en verlaten gronden worden in gebruik genomen voor campings, vakantieterreinen en off-the-road-activiteiten. Het toerisme veroorzaakt bovendien veel bosbranden, door onvoorzichtigheid en met opzet.

Kreta geeft een goed voorbeeld van beïnvloeding van het landschap door de mens. Het eiland is in ieder geval sinds de bloeitijd van de Minoïsche cultuur (1500 v.Chr.) in cultuur. De natuurlijke vegetatie varieert op dit bergachtige eiland met de hoogte. Op de laagste en de droogste gebieden hoort een maquisvegetatie thuis, een halfopen landschap met struiken en lage boompjes. Hoger op de hellingen en op plaatsen met een dikke bodem stond oorspronkelijk bos. Tegenwoordig domineert een lage struikbegroeiing de aanblik van het landschap, de zogenaamde frygana. Dit vegetatietype bestaat uit een aantal soorten bolvormige, stekelige struikjes.

Subsidie

Schapen, geiten en boeren houden de Kretenzer frygana in stand. Langdurig en intensief begrazen houdt de vegetatie kort. Nieuwe uitlopers van de planten krijgen weinig kans om uit te groeien tot voorbij de bestaande barrière van stekels en doorns. De veehouders branden regelmatig stukken frygana af om de oude, stekelige en dorre vegetatie plaats te laten maken voor nieuwe groene uitlopers. Deze situatie bestaat al eeuwen en wellicht al millennia. In die tijd is er veel losse bodem weggespoeld. In feite is dit een vicieuze cirkel: De bodem erodeert en wordt dunner en steenachtiger door een slechte vegetatiebedekking en een dunnere bodem draagt op zijn beurt een minder ontwikkelde vegetatie.

De degradatie van de vegetatie en van de bodem kenmerkt dus de verwoestijning op Kreta. De achteruitgang van de bodemgesteldheid gaat langzaam en laat zich moeilijk meten. Daarentegen is het eenvoudig om vast te stellen hoe laag de bedekkingsgraad is en daarmee hoe veel groter het risico op verdere degradatie is. Of verdere achteruitgang optreedt, hangt sterk af van het beheer door de mens. De situatie lijkt de afgelopen tientallen jaren verslechterd. De Europese Unie heeft daar de hand in, al zal dat niet haar bedoeling zijn. Het is aannemelijk dat de achteruitgang voortkomt uit een toenemend aantal schapen en geiten. Als onderdeel van een strategie om de ontvolking van het platteland tegen te gaan door inkomensverbetering keert de EU per schaap of geit een bedrag uit. De boeren hebben dus direct baat bij een grote kudde. Hoe wenselijk dat vanuit een sociaal-economisch standpunt ook moge zijn, de natuur stelt zo haar grenzen.

Kreta zou moeten weten hoeveel stuks vee een bepaald gebied kunnen begrazen zonder dat er verdere schade aan het ecosysteem ontstaat. Dit getal, de begrazingscapaciteit, laat zich bij benadering bepalen. De Utrechtse groep heeft dat gedaan met computersimulaties en drukt het uit in het aantal hectare grond dat nodig is om één gemiddelde begrazer over langere tijd in leven te houden. Er zijn meerdere manieren om de begrazingscapaciteit vast te stellen. Uitgebreide, langjarige experimenten op omheinde onderzoeksgebieden geven het betrouwbaarste beeld. Om redenen van geld en tijd genieten modellen echter de voorkeur. Zo’n model is aan de Universiteit Utrecht, in samenwerking met de universiteit van Kreta, gemaakt. Met het model schatten de onderzoekers de draagkracht van het eiland voor begrazing.

Intermezzo

Ruimtelijk modelleren

In omgevingswetenschappen, zoals fysische geografie, maken de onderzoekers veelvuldig gebruik van modellen. Ze hopen daarmee een beter begrip te krijgen van de omstandigheden en processen die tot een bepaalde situatie aan het aardoppervlak kunnen leiden. Zo’n model kan helpen te voorspellen wat het effect zal zijn van een menselijke ingreep op het landschap, bijvoorbeeld het kappen van een bos of de aanleg van een weg.

De natuur om ons heen is zowel in de ruimte als in de tijd variabel. Daarom is het soms noodzakelijk om deze variatie in het model in te bouwen. Dat vereist een computerpakket waarop dit zonder al te veel problemen mogelijk is. PCRaster is een ruimtelijke modelleertaal die hiervoor uitstekend geschikt is. De Universiteit Utrecht ontwikkelde het programma.

In toenemende mate dringt het gebruik van zogenaamde geografische informatiesystemen door bij de verwerking van ruimtelijke gegevens. Een geografisch informatiesysteem (GIS) omvat allerlei kaartinformatie waaraan een database hangt. Het is heel gemakkelijk om in een GIS aanpassingen te maken van in de tijd veranderde ruimtelijke informatie. Dit soort systemen is tegenwoordig alom in gebruik bij overheden. Ook voor onderzoek is het een gemakkelijk hulpmiddel. Ruimtelijke verbanden kunnen er immers mee worden geanalyseerd en gepresenteerd.

PCRaster maakt gebruik van kaarten en/of tabellen met tijdreeksen als input voor het model. Het pakket kan alle mogelijke rekenkundige bewerkingen uitvoeren op een of meer kaarten of gedeelten van een kaart. Voorbeelden hiervan zijn het berekenen hoe materiaal zich verspreidt als functie van vormen in het landschap of berekenen hoe kosten ruimtelijk variëren als functie van in kaart gebrachte karakteristieken. Het aantal toepassingen en schaalniveaus is bij zo’n ruimtelijk model ontzettend groot en varieert van het simuleren van concurrentieverhoudingen tussen planten in een klein heideveldje tot het bestuderen van de stikstofbelasting van het oppervlaktewater in het gehele stroomgebied van de Rijn.

Einde intermezzo

Draagkrachtmodel

Het draagkrachtmodel voor Kreta bestaat uit drie hoofdcomponenten, te weten een waterbalansmodel, een biomassa-groeimodel en het uiteindelijke begrazingsmodel. Het waterbalansmodel berekent hoeveel bodemwater de vegetatie per tijdstap tot zijn beschikking heeft. Het groeimodel becijfert op grond van dit gegeven hoeveel nieuwe biomassa de planten kunnen voortbrengen. Tenslotte vergelijkt het begrazingsmodel voor iedere tijdstap de uitkomsten van het biomassa-groeimodel met de behoefte aan voedsel van schapen en geiten. Het houdt bovendien bij hoeveel vegetatie er op een bepaalde plek aanwezig is.

Begrazing

Het behoeft geen betoog dat een begrazingsmodel als geheel buitengewoon complex is en dat vele factoren onbekend zijn. Zo weten de onderzoekers niet van iedere plant hoe ‘lekker’ schapen en geiten die vinden. Evenmin zijn er gegevens beschikbaar over de intensiteit van de regenval, waardoor de modelleurs niet nauwkeurig kunnen berekenen hoeveel water er over het oppervlak afstroomt.

Ondanks zijn beperkingen geeft het model een aantal interessante uitkomsten. In de afbeelding op de pagina hiernaast zijn de resultaten van een aantal scenarioberekeningen afgebeeld als vooruitgang of juist achteruitgang van de vegetatiebedekking. In de huidige toestand (scenario 1), met een geschatte begrazingsdruk van 1,2 dier per hectare, gaat de vegetatie op langere termijn achteruit. Dit komt overeen met de veldwaarnemingen, die voor de meeste plaatsen in het onderzochte gebied duiden op een te hoge begrazingsdruk. In de modelberekening zonder begrazing neemt de bedekking van de vegetatie logischerwijze toe (scenario 3). Interessanter is het tussenliggende scenario, waarin slechts zestig procent van het huidige aantal dieren graast. Daarin bereiken de aangroei en de begrazing een evenwicht. De modelstudies rechtvaardigen de conclusie dat de subsidies voor het houden van schapen en geiten de desertificatie van Kreta in de hand werken. Op grond van hun modelberekeningen adviseren de Utrechtse onderzoekers om het aantal dieren er met zeker de helft terug te brengen. Daarbij houden zij overigens geen rekening met de sociaal-economische effecten van de maatregel.

Evenwicht

Verwoestijning is een serie van processen die zich op verschillende schaalniveaus afspelen. Op het hoogste niveau, waarbij het erom gaat de regio’s te herkennen waar het natuurlijk milieu kwetsbaar is voor desertificatie en de achteruitgang van de vegetatie over grote oppervlaktes te signaleren, zijn satellietbeelden een krachtig hulpmiddel. Een analyse op dit niveau vertelt welke gebieden in aanmerking komen voor nader onderzoek naar de degradatieproblematiek.

Omdat desertificatie zoveel verschijningsvormen kent, moeten de onderzoekers telkens weer het veld in om daar te bekijken welke informatie de satellietbeelden nu eigenlijk geven en wat ter plaatse de belangrijkste oorzaak van de degradatie is. Met behulp van bijvoorbeeld begrazingsmodellen kunnen ze een schatting geven van het aantal dieren dat in een gebied kan grazen zonder dat dit verdere schade toebrengt aan het milieu. Elders moeten zij de toegepaste landbouwmethoden onder de loep nemen om te zien hoe de milieuschade kan worden beperkt.

Desertificatie is zeker geen verschijnsel van de laatste decennia. Al honderden of duizenden jaren kampt het gebied met degradatieverschijnselen. In veel gevallen heeft zich in de loop der tijd een soort evenwicht ingesteld tussen landgebruik en het natuurlijk milieu, waardoor de situatie min of meer stabiel is. Op andere plaatsen is het evenwicht verstoord. Nieuwe landbouwmethoden, subsidies en bouwactiviteiten op onverantwoorde plaatsen stellen het kwetsbare milieu in het Mediterrane gebied verder op de proef. Het is dan ook hoog tijd voor maatregelen wil deze schitterende regio ook voor toekomstige generaties leefbaar blijven.

Intermezzo

Modderstromen

Met de gevolgen van de verwoestijning rond de Middellandse Zee valt niet te spotten. De modderstromen die mei 1998 het gebied rond Sarno ten oosten van Napels troffen, maakten dat schokkend duidelijk. Dergelijke aardverschuivingen kunnen optreden op steile hellingen met een dikke bodem van fijn materiaal dat veel water kan opnemen. Wanneer zich onder deze losse bodem een laag bevindt die het regenwater slecht doorlaat, hoopt het zich op en ontstaat er een schijn-grondwaterspiegel. Daardoor neemt de kans op een modderstroom aanmerkelijk toe. Natuurlijk is daarvoor veel regen nodig.

Normaal houden onderlinge aantrekkingskrachten en wrijving de bodemdeeltjes stevig bij elkaar. Als nu de waterdruk in de poriën van de losse bodem toeneemt doordat er steeds meer water in komt,vermindert de wrijving en kan de bodem als een dikke vloeistof in beweging komen. Op zijn weg naar beneden sleurt de modderstroom alles mee en ook beneden in het dal, waar de stroom tot stilstand komt, kan de ravage enorm zijn.

Boomwortels stabiliseren de bodem. Het kappen van bos verhoogt dan ook meestal de kans op modderstromen. Ook de aanleg van wegen of andere bouwwerkzaamheden kan de stabiliteit van de helling verminderen, waardoor de grond eerder in beweging komt.

Einde intermezzo