Bioloog Kevin Van Sundert ziet graag het grote geheel, en onderzoekt klimaateffecten op vegetatie, afhankelijk van de voedingsstoffen in de bodem. Met zijn openbaar toegankelijke databank van gegevens uit experimenten die de klimaatverandering nabootsen, wil hij onderzoek de wind in de zeilen geven. ‘Deze verzameling van data vermijdt dat wetenschappers telkens van nul moeten beginnen.’
De klimaatopwarming gaat snel, en de gevolgen ervan voor natuur en landbouw met experimenten inschatten gaat – volgens de wetenschappers die het doen – vaak te traag. Kevin Van Sundert bestudeerde aan de UAntwerpen de effecten van de klimaatopwarming op graslanden, en de verschillen daartussen naargelang de bodem waarop ze groeiden.
Tijdens de droogte van 2018 kon hij een experiment laten uitvoeren door de natuur. Hij gebruikte het wereldwijde Nutrient Network in graslanden, dat regelmatig metingen opslaat in een databank, en kon zo het effect van de droogte op de productiviteit en de biodiversiteit in de graslanden met elkaar vergelijken. ‘Toen bleek dat de bemeste graslanden gevoeliger waren voor de droogte dan de minder bemeste.’
‘Onze databank is niet alleen interessant om meta-analyses te doen, maar ook om verborgen patronen te herkennen’
Het klimaat dat verandert registreren op zich is tamelijk eenvoudig, voorspellen hoe temperatuur en neerslag gaan stijgen of dalen is ingewikkelder, zeker als je de lokale evolutie wil kennen. Maar als je wil weten wat de gevolgen zijn voor ons en onze omgeving, dan wordt het pas echt ingewikkeld. Van Sundert geeft een voorbeeld. ‘Echt extreme hitte en droogte gaan vaak samen. Dan daalt de fotosynthese, groeien de planten dus minder en nemen ze dan ook minder CO2 op. Ook de respiratie, die ademhaling van het hele ecosysteem, neemt af.’ Maar de opname van CO2 door de vegetatie daalt meer dan de respiratie. ‘De netto-balans is dus dat er zelfs CO2 kan vrijkomen, dat je vegetatie tijdelijk een bron van CO2 wordt.’
Bos inpakken
Van Sundert had geluk: er bestaat zoiets als het Nutrient Network, en er was een grote droogte die gevolgen had op verschillende continenten. Maar wat doe je als je de gevolgen van de klimaatverandering wil voorspellen op graslanden, bossen en veengebieden, om maar enkele biotopen te noemen, over de hele wereld? Wat er gebeurt met een grasland hier, zegt immers nog niets over wat er gebeurt in Noord-Amerika of in de tropen.
‘Daarvoor doen onderzoeksgroepen wereldwijd global change-manipulatie-experimenten, waarbij ze de klimaat- en andere veranderingen nabootsen op kleine schaal.’ De wetenschappers gaan CO2 toevoegen, opwarming veroorzaken of de regen tegenhouden om een droogte te simuleren. ‘Of net beregenen, of bemesten met stikstof, fosfor, kalium of micronutriënten. Hier hebben we een droogte-experiment in combinatie met opwarming.’
De onderzoekers meten de effecten van hun experimentele klimaatsituatie op de plantengroei: hoeveel groeien planten en hoeveel biomassa produceren ze dus? ‘Maar je kan ook meten wat de CO2-balans is en hoeveel CO2 dat systeem nog opneemt door die veranderingen, of eventueel zelfs uitstoot.’ Om in te schatten wat het effect van de opwarming wereldwijd is, zijn er eigenlijk duizenden van zulke experimenten wereldwijd nodig.
Van Sundert toont op het internet een zogeheten FACE-experiment in het Amazonewoud. Enorme torens staan in een kring rond een deel van het bos. ‘Zij doen aan Free-Air CO2 Enrichment. Die torens voegen gewoon CO2 toe aan de lucht midden in dat bos. Een ideale oplossing, want je hebt weinig neveneffecten.’ Er zijn ook wetenschappers die gewoon het bos inpakken in een grote tent. ‘Dat is goedkoper, maar die tent kan ook effect hebben op lichtinval en temperatuur.’ Hoe dan ook: zulke experimenten kosten veel geld en tijd. Zoveel, dat je niet twee keer hetzelfde experiment wil doen.
Als onderzoekers grote patronen willen analyseren, gaan ze dus zoeken in de wetenschappelijke literatuur op basis van trefwoorden. ‘Ze verzamelen publicaties en steken de gegevens daaruit in hun databank. Daarop doen ze meta-analyses, en die publiceren ze weer.’ Over het algemeen stellen wetenschappers die verzamelde data niet zomaar beschikbaar. De onderzoeksgroep waar Van Sundert in werkt, wilde het anders aanpakken.
‘De bemeste graslanden zijn gevoeliger voor de droogte dan de minder bemeste’
‘We hebben soms het gevoel dat het onderzoek de klimaatverandering niet kan bijhouden, dus we wilden de wereldwijde onderzoekscommunity een beetje voorsprong gunnen.’ Zij hadden al een database gemaakt met gegevens van heel veel klimaatmanipulatie-experimenten wereldwijd. ‘We zeiden: we willen de grootste databank ooit maken, de meest complete, en we stellen die gewoon beschikbaar. Zo moeten onderzoekers die zulke meta-analyses willen doen, niet steeds van nul beginnen.’
Verborgen patronen
De toegankelijke databank heeft zijn nut al bewezen. ‘Begin april verscheen er een publicatie in Nature Climate Change. Chinese wetenschappers onderzochten de economische waarde van het CO2-bemestend effect met gegevens uit de databank die ze in een model staken. Andere onderzoekers gebruiken de databank dus voor vragen die wij misschien zelf niet zouden stellen.’
Ook voor zijn eigen onderzoek heeft Van Sundert al conclusies kunnen trekken uit al die data op één plaats. ‘Een interessante zaak. We weten al dat het CO2-bemestend effect kleiner is als de bodem armer is. Dat is nog steeds waar, maar het blijkt genuanceerd: door de verhoogde CO2 daalt ook de vraag naar stikstof op bladniveau.’ Planten komen dus toe met minder mest. ‘Hoe het juist zit, moeten we nog verder uitzoeken, maar het blijkt dat die databank dus niet alleen interessant is om meta-analyses te doen, maar ook om verborgen patronen te herkennen.’
Ondertussen zoekt Van Sundert manieren om van de databank een levend iets te maken. ‘Ze is klaar, mensen kunnen ze gebruiken. Maar in de mate van het mogelijke willen we wel verder blijven updaten.’ Hij kan zelf ook niet alle publicaties van alle experimenten ter wereld bijhouden. ‘We willen dus dat mensen van buitenaf zelf data kunnen toevoegen. Begin deze week had ik nog een professor uit Minnesota in de VS, met een experiment rond verhoogde CO2 en opwarming in een sparrenbos op een veenbodem. Die kan zelf zijn gegevens toevoegen.’
Zelf wil de bioloog op basis van de databank nog verder onderzoek doen, maar dan naar bossen. ‘Ik wil weten of bossen op rijkere bodems ook anders reageren op CO2 en opwarming dan bossen op armere bodems.’ Op lange termijn wil hij zelf een global change-experiment opzetten in bos. ‘Zaken die ik de voorbije jaren tijdens mijn onderzoek heb gemerkt, samenbrengen en onderzoeken. Zoals het effect van een pulsvrijstelling van voedingsstoffen bij sterke regen na lange droogte.’ Hij vermoedt dat hij in Vlaanderen niet zo gemakkelijk een bos zal vinden dat groot genoeg is, maar de wereld is groot. ‘Misschien vind ik wel een bos in Indonesië, dan trek ik gewoon daar naartoe.’
BIO
Kevin Van Sundert (1993) studeerde biologie aan de UAntwerpen, en doctoreerde op de effecten van de klimaatopwarming op graslanden op rijkere en arme bodems. Als kind hield hij van planten, was hij onder de indruk van naaldbossen en had hij een eigen weerstation, mét lokale statistiek. Nu combineert hij zijn oude passies in zijn onderzoek en analyseert hij interacties tussen landecosystemen en klimaatopwarming.
