Het belang van bodembiodiversiteit
Bodems staan in de schijnwerpers. Ze staan volop in de belangstelling vanwege de vele diensten die ze leveren, en de belangrijke rol die ze vervullen in het functioneren van ecosystemen. Bodems slaan meer koolstof op dan vegetatie en de atmosfeer samen, en produceren 95% van ons voedsel. Maar we vragen nog meer van onze bodems: om klimaatverandering af te remmen moeten ze nog meer CO2 opnemen en opslaan dan ze nu doen, ze moeten het herstellen van ecosystemen en bovengrondse diversiteit mogelijk maken, en ze moeten ons voorzien van gezond voedsel dat duurzaam wordt geproduceerd. En dat alles onder toenemende klimaatverandering. Tegelijkertijd is er steeds meer interesse in het ontdekken en gebruiken van bodemmicro-organismen die planten helpen groeien en omgaan met stress, zoals stikstof-fixerende bacteriën en mycorrhiza-schimmels. De bodem is belangrijk, dat is duidelijk, maar toch vooral omdat de bodem veel voor ons kan – of moet – doen.
De biodiversiteit in de bodem is cruciaal in het leveren van al die functies. Bodems huisvesten 59% van de wereldwijde biodiversiteit, en er is steeds meer aandacht voor het begrijpen van de verspreiding en het beschermen van die biodiversiteit. Er zijn nu kaarten van de wereldwijde verspreiding van bodembacteriën, schimmels, regenwormen, springstaarten, protisten, en mycorrhiza-schimmels. Dankzij deze studies begrijpen we welke factoren bepalen waar welke bodemorganismen voorkomen, en weten we dat ondergrondse biodiversiteit vaak niet hetzelfde patroon volgt als de biodiversiteit boven de grond. De verspreiding van veel groepen bodemorganismen, zoals bacteriën, schimmels, protisten, nematoden (aaltjes), en regenwormen, wordt bepaald door klimatologische factoren zoals de gemiddelde temperatuur en regenval. Ook bodemeigenschappen zoals de pH en de beschikbaarheid van calcium, en het type planten wat ergens groeit, zijn belangrijk.
De meeste studies die kijken naar de wereldwijde verspreiding van bodemorganismen focussen op het aantal organismen (de biomassa) of het aantal soorten (alfa-diversiteit) op een bepaalde plek. Daardoor missen ze welke bodems de zeldzaamste of meest unieke soorten bevatten – dat zijn niet noodzakelijkerwijs de bodems met de meeste soorten. Bovendien kijken deze studies vaak wel naar de invloed van menselijke verstoring en het type vegetatie, maar zelden expliciet naar landgebruik. En dat terwijl we weten dat, net als bij bovengrondse diversiteit, het vernietigen van leefgebieden de allerbelangrijkste bedreiging is van ondergrondse diversiteit.
Bodemvorming kost tijd
Bodems vormen zich gedurende honderden tot duizenden jaren onder invloed van een complex samenspel van klimaat, landschap, moedermateriaal, planten, en andere organismen. Door de jaren heen vormt zich een complexe, verfijnde, driedimensionale structuur die bestaat uit plantenwortels en schimmeldraden die diep de aarde in rijken en bodemdeeltjes omkleden. Zo creëren ze micro-leefgebieden of micro-habitats die verschillen van bodemporie tot bodemporie. Dode wortels die worden afgebroken laten tunnels rijk in organisch materiaal achter, terwijl regenwormen gangen graven waardoor nieuwe plantenwortels zich vrij kunnen bewegen. Door deze poriën kronkelen nematoden en scharrelen springstaarten, terwijl ze liftende bacteriën op hun huid en in hun ingewanden meenemen de bodem door. De topjes van plantenwortels barsten van het leven, van bacteriën tot schimmels, protisten, en nematoden, die allemaal klaar staan om de suikers die de jonge wortels uitscheiden op te slobberen, of om de organismen die daarop groeien op te eten. In ruil voor die suikers krijgen de planten voedingsstoffen van schimmels, die door een vernuftige samenwerking het bereik van de wortels in de steeds heterogenere bodem vergroten, terwijl bacteriën bio films vormen die de wortels vochtig houden als het droog is. Deze unieke, delicate, ondoorzichtige, en driedimensionale structuur van de bodem vormt door de tijd steeds meer unieke niches of leefruimtes, en zorgt ervoor dat planten, micro-organismen, en andere bodemorganismen samen evolueren.
Fig. 1. Verstoorde bodems (links) hebben een compactere en homogenere bodemstructuur, minder bodembiodiversiteit en unieke soorten, en minder potentieel voor co-evolutie en co-adaptatie. Oude, onverstoorde bodems (rechts) hebben meer tijd gehad om bodemstructuur en leefruimtes voor verschillende soorten te ontwikkelen, en meer potentieel voor co-evolutie en co-adaptatie, waardoor er meer unieke soorten voorkomen.
Er zijn steeds minder onverstoorde bodems
Een bodem kan binnen een paar seconden vernietigd worden als een bos wordt gerooid of een grasland geploegd. De talloze studies die hebben gekeken naar het effect van landbouwmaatregelen op het bodemleven laten heel duidelijk zien dat ploegen de biomassa en soortenrijkdom van bodemorganismen vermindert, en de bodemstructuur totaal verandert. Het verpulvert bodemaggregaten, snijdt door schimmeldraden, en mixt en homogeniseert de bodem. Het zijn de schimmels en grotere bodemorganismen die daar het meeste last van hebben, maar ál het bodemleven verandert. In een al verstoorde akkerbodem zijn de effecten van ploegen al heel duidelijk, maar het effect is nog veel groter wanneer een onverstoorde bodem wordt omgeploegd. De bodems van oude graslanden huisvesten meer schimmels en bacteriën en bevatten meer koolstof dan recent omgeploegde graslanden, en het kappen en vrijmaken van bossen resulteert in een verlies, en homogenisering, van het bodemleven en een blijvend verlies van bodemkoolstof. Het omzetten van oorspronkelijke ecosystemen naar landbouw is wereldwijd de hoofdoorzaak van biodiversiteitsverlies – bovengronds én ondergronds – maar ondergronds is het effect waarschijnlijk nog extremer. In onverstoorde bodems met een goed ontwikkeld voedselweb vernietigt ploegen niet alleen de leefomgeving van bodemorganismen, het vermaalt ze, mixt ze, en laat ze achter in een vernielde leefomgeving, waar ze vervolgens langzaam vergaan. Stel je eens voor hoe dat er bovengronds uit zou zien.
Fig. 2. Het bovengrondse equivalent van ploegen, waarbij planten, bomen, en dieren worden vermalen, gemixt, en achtergelaten.
Veel onderzoek naar de functies van bodembiodiversiteit richt zich op landbouwbodems. Want een gezond bodemleven is cruciaal voor gezonde, goed functionerende landbouwbodems. Maar ook in het karakteriseren en beschermen van bodembiodiversiteit, en in de communicatie van het belang van bodembiodiversiteit, richten we ons vooral op landbouwbodems. Terwijl deze biodiversiteit juist ten koste kan gaan van natuurlijke bodembiodiversiteit.
Het omzetten van oorspronkelijke ecosystemen naar landbouw homogeniseert bodemgemeenschappen, door te selecteren voor generalistische, algemene soorten, terwijl juist gespecialiseerde, zeldzame soorten het onderspit delven. Door de langzame, onverstoorde ontwikkeling van ontelbare micro-habitats, ook wel niches genoemd, is het aannemelijk dat de zeldzaamste, meest unieke soorten bodemorganismen voorkomen in de oudste bodems. Onder één oeroude boom, de Alerce Abuelo (Fitzroya cupressoides) die gezien wordt als een van de oudste bomen ter wereld met 2400 jaar, werden 361 unieke schimmelsoorten gevonden. Die opmerkelijke diversiteit van schimmels is waarschijnlijk het gevolg van beperkte verspreiding en kolonisatie door schimmels, en van lokale co-evolutie. Maar ondanks het grote potentieel van lokale co-evolutie in deze oude bodems, richt het meeste onderzoek zich op geologische tijdschalen, of juist op de korte tijdschalen van landbouwsystemen, waar snelle evolutie van bodemmicro-organismen plaatsvindt.
Uit een recente studie bleek dat wereldwijd de plekken waar de meest diverse en unieke schimmelgemeenschappen voorkomen niet binnen formeel beschermde natuurgebieden liggen. Dit benadrukt het belang van formele bescherming van bodembiodiversiteit, maar ook dat we veel beter moeten begrijpen wat precies de plaatsen zijn waar unieke en zeldzame bodemorganismen voorkomen, en hoe die zich herstellen na een verstoring. Want in tegenstelling tot veel bovengrondse biodiversiteit, herstelt ondergrondse biodiversiteit zich niet, of heel langzaam. Een zeer aansprekend voorbeeld hiervan was een paar maanden geleden in het nieuws. Onderzoekers volgden hoe de biodiversiteit zich herstelde nadat tropisch regenwoud dat was omgezet naar bosbouw of grasland de kans kreeg zich te herstellen. Deze studie werd in veel media aangehaald als bewijs dat de biodiversiteit van tropisch regenwoud snel herstelt. En inderdaad, voor veel groepen organismen – vogels, kevers, zoogdieren – herstelden de soortenrijkdom én de specifieke soortensamenstelling die bij een regenwoud hoort zich binnen 30 jaar. Maar ónder de grond herstelden de bacteriëgemeenschappen zich niet. Niet een beetje, gewoon totaal niet.
Maar we weten niet waar de oudste, onverstoorde bodems voorkomen, en hoe ze verschillen van verstoorde bodems. Terwijl bodems wereldwijd onder druk staan, er de noodzaak is om de koolstof die ze vasthouden te beschermen en waar mogelijk te vergroten, en om nieuwe micro-organismen te vinden en te isoleren die de landbouw duurzamer kunnen maken, is het verbazingwekkend dat er zo weinig aandacht is voor het beschermen van oorspronkelijke, onverstoorde bodems.
Oerbodems
Ik stel voor om het concept van oerbodems te gebruiken om meer bewustzijn te creëren van de waarde van oorspronkelijke, onverstoorde bodems en de biodiversiteit die zij huisvesten. Net als bij oerbossen gaat het hier niet om de leeftijd van de individuele organismen, maar om de leeftijd van het complexe systeem van structuren en interacties die over lange tijd zijn geëvolueerd. Oerbodems komen voor onder oerbossen en oergraslanden, maar er zijn veel meer plekken waar oude, onverstoorde bodems voorkomen, zoals onder moerassen, woestijnen, en toendra’s. We kunnen bodems blijven behandelen als een onzichtbaar deel van deze ecosystemen, maar we kunnen ook het oerbodem-concept gebruiken om de rol van de bodem in de vorming, het functioneren, en het herstel van deze ecosystemen te benadrukken. Het is breed geaccepteerd dat het beschermen van oorspronkelijke ecosystemen cruciaal is voor het beschermen van biodiversiteit en het opslaan van CO2, maar dit idee heeft zich niet vertaald naar betere bescherming van bodems. Ik denk dat het oerbodem-concept kan helpen om bodems te beschermen, en de ontdekking en het duurzame gebruik van nieuwe micro-organismen kan bevorderen.
Dit artikel is een bewerking van het artikel “Defining and protecting old-growth soils”.
