Wie denkt aan de gevolgen van klimaatverandering, denkt waarschijnlijk niet als eerste aan de invloed op bodems. Toch staat of valt de toestand van allerlei ecosystemen mede hiermee. Zo leveren landbouwgronden met minder voedingsstoffen in de bodem minder voedsel op, en gaan in natuurgebieden met ongezonde bodems ook de planten en dieren achteruit. Bovendien zijn bodems onder de juiste omstandigheden in staat koolstof vast te leggen en zo de hoeveelheid CO₂ in de lucht en daarmee de klimaatverandering te dempen.

Rol van micro-organismen

Die gezondheid van bodems wordt weer voor een belangrijk deel bepaald door micro-organismen: de miljoenen bacteriën en schimmels die in elke handvol aarde leven. Het zijn deze microben die in de bodem voedingsstoffen vrij maken uit organisch materiaal en die sterk beïnvloeden hoe veel CO₂ bodems kunnen vasthouden – of juist uitstoten. Een team van biologen uit verschillende Europese landen besloot daarom te onderzoeken hoe klimaatverandering micro-organismen in allerlei soorten bodems beïnvloedt. Het team werd geleid door Franciska de Vries van de Universiteit van Amsterdam, die ten tijde van de experimenten nog voor de Britse University of Manchester werkte.

Hitte, droogte, overstromingen, vorst

De wetenschappers namen bodemmonsters uit dertig verschillende gebieden verspreid over Europa. In hun laboratoria keken ze vervolgens wat er gebeurde met de aanwezige bodemmicroben als ze de bodemmonsters blootstelden aan nagebootste hittegolven, droogte, overstromingen en aan vorst. Niet alleen aan hogere temperaturen; klimaatverandering is tenslotte meer dan dat. Een belangrijk gevolg is ook een toename van extremer weer, met onder andere dus zowel vaker droogtes als overstromingen. De resultaten van dit grootschalige onderzoek zijn nu verschenen in Nature.  

Franciska de Vries: ‘Wat bijzonder is aan ons onderzoek, is dat het de eerste keer is dat dit experimenteel is onderzocht, en op zo’n grote schaal. Eerdere onderzoeken naar het effect van klimaatverandering op bodemmicroben waren vaak lokale, observationele studies of ze werkten met modellen. Terwijl wij dus echt hebben gekeken wat er met allerlei verschillende gemeenschappen van bodembacteriën en schimmels gebeurt als ze tijdelijk worden blootgesteld aan extreme omstandigheden.’ 

Voorspelbaar

De belangrijke conclusie van het onderzoek is dat het effect van de verschillende aspecten van klimaatverandering op de micro-organismen goed voorspelbaar is. Onder invloed van de weersextremen worden sommige microben minder actief en gaan ze vaker in ‘slapende’ toestand, terwijl andere juist in ‘overdrive’ gaan en bijvoorbeeld kunnen zorgen voor een versnelde afbraak van organisch materiaal. Ze maken dan dus bijvoorbeeld minder voedingsstoffen vrij, wat invloed zal hebben op de planten die in zo’n bodem groeien. Of ze zorgen juist voor meer CO₂-emissie uit de bodem, wat een versterkend effect heeft op de klimaatverandering.   

Lokale omstandigheden

‘Om te kunnen voorspellen hoe bodems op een bepaalde plek beïnvloed zullen worden door klimaatverandering, blijft het wel nodig om karakteristieken van de microbiële gemeenschap op die plek te kennen.’, zegt de Vries. ‘We zagen bijvoorbeeld wel dat bodems van plekken waar het heet is micro-organismen bevatten die minder gevoelig zijn voor die hitte. Van alle bodemtypen die we hebben onderzocht, bleken micro-organismen in bodems uit koudere, nattere gebieden het meest gevoelig te reageren op de verschillende aspecten van klimaatverandering. Dat betekent dat de gevolgen voor de gezondheid van bodems in bijvoorbeeld ons land best eens groter kunnen zijn dan elders. Ons onderzoek biedt belangrijke nieuwe inzichten die als leidraad kunnen worden gebruikt voor verder onderzoek en strategieën voor bodembeheer. Zo kunnen we hopelijk ook met alle verwachte uitdagingen op het gebied van klimaat toch de gezondheid van onze ecosystemen waarborgen.’

Details van de publicatie

Christopher G. Knight, (…) Franciska de Vries, Soil microbiomes show consistent and predictable responses to extreme events, in: Nature, 2024, DOI: 10.1038/s41586-024-08185-3.