Bodem afgelopen veertig jaar 1,5 graad opgewarmd

Hoe kwam je op het idee om de bodemtemperatuur te onderzoeken?

‘Ik heb me meer dan 25 jaar beziggehouden met geothermie en koude- en warmteopslag bij IF Technology, een adviesbureau op het gebied van bodemenergie. Daar komt mijn liefde voor temperatuuronderzoek vandaan. Ik hield me bezig met diepere lagen in de ondergronden en wist uit verschillende onderzoeken dat de ondergrond wordt beïnvloed door klimaat en klimaatverandering. Zo zijn er onderzoeken waarin temperatuurdata gemeten in peilbuizen uit de jaren zeventig vergeleken zijn met recente metingen. Hieruit blijkt dat de ondergrond tot op zo’n veertig à vijftig meter aan het opwarmen was. Het onderzoek dat ik het afgelopen jaar voor de WUR heb gedaan, richt zich op de bovenste twee meter van de bodem. Er was in Wageningen eigenlijk niemand die daar onderzoek naar deed en er was ook geen vraag naar vanuit het bedrijfsleven of andere partijen. Ik was zelf gewoon heel benieuwd hoe die bovenste laag wordt beïnvloed door klimaatverandering, en ben dus vanuit mijn eigen interesse mensen binnen de WUR gaan motiveren om samen dit onderzoek te gaan doen.’

Wat is de belangrijkste vraag die je hebt onderzocht?

‘Uiteindelijk willen we met het onderzoek antwoord krijgen op twee vragen: in hoeverre verandert de bodemtemperatuur als gevolg van klimaatverandering? Is dat meer of minder dan de luchttemperatuur? En de tweede vraag is: wat is de invloed van de verandering van de bodemtemperatuur op de natuur en op bodemprocessen zoals veenoxidatie? Dit onderzoek is een eerste verkenning. Er is hierna meer onderzoek nodig om deze vragen te kunnen beantwoorden.’

Kun je al iets concluderen uit het onderzoek dat je het afgelopen jaar hebt gedaan?

‘Jazeker. Uit ons onderzoek blijkt dat de bodemtemperatuur de afgelopen veertig jaar met 1,5 °C is gestegen en dat dit sterk verband houdt met de luchttemperatuur. De stijging van de bodemtemperatuur hangt wel af van de vegetatie: in sommige gebieden kan het meer zijn, in andere gebieden juist weer minder. Daarnaast kunnen bodemprocessen door een stijging van de temperatuur versnellen. Dat kan grote gevolgen hebben voor de natuur en de landbouw.’

‘Uit ons onderzoek blijkt dat de bodemtemperatuur de afgelopen veertig jaar met 1,5 °C is gestegen.’

Op welke plekken heb je de bodemtemperatuur onderzocht?

‘We hebben de bodemtemperatuur geanalyseerd op vier KNMI-weerstations: in Willeminadorp, De Bilt, Nieuw Beerta en Marknesse. Op die plekken is de grond bedekt met gras. Mijn eerste hypothese was dat de bodemtemperatuur sneller aan het stijgen was dan de luchttemperatuur, maar dat bleek op die plekken niet het geval. De temperatuurstijging van de lucht en de bodem bleek eigenlijk hetzelfde te zijn. Mijn tweede hypothese is dat de bodemtemperatuur in gebieden met weinig vegetatie een stuk hoger is, waardoor daar een natuurlijk hitte-eiland kan ontstaan. Denk aan gebieden met heidevelden, duinen en zandverstuivingen. We verwachten op basis van buitenlands onderzoek dat de temperatuur van de bodem daar in de toekomst zou kunnen stijgen met 3 of 4 °C, wat een groot effect heeft op de vegetatie. Of dit klopt, gaan we het komende jaar onderzoeken.’

Hoe belangrijk is vegetatie voor de bodemtemperatuur?

‘Er is een wisselwerking tussen vegetatie en bodemtemperatuur. Zonder vegetatie warmt de bodem sneller op dan met vegetatie. Zo zorgt een bos voor veel beschutting, waardoor de bodem daaronder minder snel opwarmt. Dit kan een dilemma vormen voor natuurbeheerders. Om de biodiversiteit te stimuleren kan het namelijk soms nodig zijn om een lokaal bos te vervangen door heide en zandverstuivingen. Maar daarmee loop je als natuurbeheerder dus ook het risico dat je een soort miniwoestijnen creëert. Die wisselwerking tussen vegetatie en bodemtemperatuur zorgt er verder voor dat je in de natuur allerlei microklimaatjes kunt hebben. Dat betekent dat het op de ene plek een paar graden warmer kan zijn dan op de andere plek. Daar moet je rekening mee houden als je de bodemtemperatuur onderzoekt. Dat maakt het onderzoek complex maar ook interessant.’

Wat betekent het voor de natuur dat de bodemtemperatuur stijgt?

In het algemeen kun je zeggen dat een verandering van de bodem- en luchttemperatuur ervoor gaat zorgen dat de vegetatie verandert. Een ecoloog die betrokken is bij dit onderzoek stelt dat er al gebieden zijn waar andere vegetatie voorkomt doordat de temperatuur daar is gestegen. Als die temperatuur blijft stijgen, dan betekent het dat dit type vegetatie de overhand krijgt. De vraag is dan: wil je dat? Je hoort ook wel dat we ons moeten voorbereiden op temperaturen die nu normaal zijn in Bordeaux. In Nederlandse natuurgebieden bestaan al Bordeaux-achtige microklimaatjes. Die geven je een idee van hoe de vegetatie er in de toekomst uit kan zien voor het hele gebied. Welke planten komen er dan bij? En wat vinden we daarvan? Dat zijn belangrijke vragen voor het natuurbeheer.’

‘Dat bodems zonder veel vegetatie sneller opwarmen, kan een dilemma opleveren voor natuurbeheerders.’

Hoe gaat het onderzoek het komende jaar verder?

‘Samen met collega’s ben ik bezig om twee weerstations in natuurgebieden te onderzoeken, in Loobos en Veenkampen. Dat zijn weerstations van de WUR. Anders dan de KNMI-weerstations liggen deze niet in gras. De tijdreeks die we bij die twee weerstations bestuderen is wel korter dan die van ons onderzoek bij de KNMI-weerstations: twintig jaar in plaats van veertig jaar. Daarnaast gaan we het komende jaar vooruitkijken: hoe ontwikkelt de temperatuur zich? Daarvoor gebruiken we tijdreeksmodellen en bodemfysische modellen. Met de tijdreeksmodellen gaan we voor de meetstations mogelijke temperatuurstijgingen in de toekomst proberen te berekenen. Om dat voor verschillende bodem- en vegetatietypes in Nederland te doen, heb je ook een bodemfysisch model nodig. Daarmee kun je bijvoorbeeld iets meer zeggen over wat een temperatuurstijging betekent voor een bepaald natuurgebied met een specifieke bodem en vegetatie. In ons onderzoek richten we ons op duinen, beekdalen en bossen.’

Je zei al dat er meer onderzoek nodig is om antwoord te krijgen op jullie vragen over de stijging van de bodemtemperatuur en de invloed hiervan op de natuur en op bodemprocessen. Welke volgende stappen beveel je hiervoor aan?

‘Veel onderzoeken in Wageningen naar veenoxidatie en andere bodemprocessen gaan uit van een constante bodemtemperatuur. Een bodemtemperatuur dus die niet verandert. Maar al bij een kleine temperatuurverandering kunnen bodemprocessen exponentieel toenemen. Dus mijn aanbeveling zou zijn om bij toekomstig onderzoek naar bodemprocessen veel meer rekening te houden met veranderingen in de bodemtemperatuur. Verder zou ik de bodemtemperatuur op veel meer plekken gaan meten. Er zijn al tientallen meetstations van het KNMI die de luchttemperatuur meten. Ik zou adviseren om die meetstations zo aan te passen dat ze ook de bodemtemperatuur gaan meten. Dit is een relatief eenvoudige ingreep, die veel waardevolle extra kennis kan opleveren.’