Bodem verslechtert door menselijke invloed

De kwaliteit van de bodem is flink afgenomen sinds de mens land gebruikt om gewassen te telen. Een gezonde bodem bestaat uit verschillende lagen en iedere laag in zo’n bodemprofiel bevat een unieke samenstelling van materiaal en nutriënten. Dat levert een gezonde, vruchtbare bodem op. Van der Meij ontdekte dat door menselijk gedrag steeds meer van die lagen uit de bodem verdwijnen. En dat brengt de voedselzekerheid, biodiversiteit en koolstofopslag in gevaar.

Erosie door ploegen

Ongeveer de helft van de bruikbare grond op aarde dient als landbouwgrond. En de agricultuur heeft enorme impact op de bodem, ontdekte Van der Meij. Machines zoals ploegen zijn daar deels schuldig aan, vooral wanneer de landbouwgrond zich op een helling bevindt. “Wanneer een ploeg de bodem dan omwoelt, rolt vruchtbaar bodemmateriaal naar beneden”, verklaart Van der Meij. Zo verliest de grond steeds meer van zijn bodemlagen. Die stapelen zich op onderaan de heuvel.

Vroeger zou zoiets geen groot probleem zijn geweest, omdat wortelstelsels van bomen de grond vasthielden. Maar omdat bossen moesten plaatsmaken voor akkers en steeds intensievere landbouw, werden zulke gronden ook gevoeliger voor zogenoemde ploegerosie.

Computersimulaties

Dat mensen de bodem zo intensief en snel aantasten, ontdekte de promovendus tijdens een veldstudie in Duitsland en met computersimulaties. De promovendus onderzocht welke bodemlagen er in de heuvelige landbouwgrond in het studiegebied in Duitsland aanwezig waren en hoe oud die lagen zijn. Op basis daarvan liet hij de computer berekenen hoe de samenstelling van die grond duizenden jaren geleden was. “Ik liet de computer daarbij rekening houden met verschillende natuurlijke factoren en scenario’s, zoals droogte of juist veel regen”, zegt Van der Meij. “Maar bij iedere berekening, simuleerde de computer intensieve landbouw de laatste vijfhonderd jaar”.

Op die manier simuleerde Van der Meij hoe de bodem er ruim 14 duizend jaar geleden uitzag en hoe deze geleidelijk veranderde tot het jaar 2020. Lange tijd veranderden de bodemlagen en -kwaliteit in een langzaam tempo. Tot vijfhonderd jaar geleden, toen intensieve landbouw zijn opmars maakte. De computer liet zien dat vanaf dat moment de bodem in rap tempo veranderde, de variatie in bodemlagen nam af.

Met deze computersimulaties kunnen wetenschappers niet alleen bepalen hoe de bodem er in het verleden uitzag. “We kunnen ook berekenen hoe de bodem zich in de komende tientallen tot duizenden jaren verder zal ontwikkelen”, zegt Van der Meij. “Daarbij kun je rekening houden met allerlei scenario’s, zoals verschillende mate van klimaatverandering.” Daar zal Van der Meij de komende jaren verder aan werken.

Nieuw tijdperk

Dit is niet de eerste keer dat de invloed van de mens op de natuur duidelijk wordt. Klimaatverandering, ontbossing, watervervuiling, verstedelijking en de aanleg van infrastructuur zijn hier ook duidelijke voorbeelden van. Mensen passen hun omgeving in zo’n snel tempo aan, dat wetenschappers het tijdperk waarin dat gebeurt zelfs een naam hebben gegeven, het Antropoceen.

Tekst: Marijn van der Meij en Jakob Walllinga, Wageningen University
Foto's: Geopräparator, CC BY-SA 4.0 (leadfoto: bodemprofiel gemaakt door eenmalig tachtig centimeter diep te ploegen om de bodem te verbeteren); Marijn van der Meij