Bemesting bedreigt de stabiliteit van het grasland

Bemesting is een grote bedreiging voor de stabiliteit van graslanden op lokale en grotere ruimtelijke schaal. Dat is de conclusie van een grote internationale studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit Utrecht. De onderzoekers onderzochten bijna 250 graslandgemeenschappen over de hele wereld en hun stabiliteit als reactie op fluctuaties in de omgeving. Een grotere diversiteit aan plantensoorten verbeterde de stabiliteit van de graslanden op lokale en grotere ruimtelijke schaal, maar door bemesting werd deze stabiliteit op beide schalen consequent afgezwakt. De onderzoekers publiceren hun bevindingen op 23 oktober in Nature Communications.

Graslanden zijn een van de meest wijdverspreide en diverse ecosystemen ter wereld. Graslanden leveren veel diensten en goederen aan de mens, waaronder voedsel voor vee, koolstofvastlegging en waterzuivering. De graslanden hebben wereldwijd echter te maken met klimaatverandering, met intensere en frequentere extremen, zoals droogtes en overstromingen.

Tegelijkertijd vermindert de eutrofiëring de diversiteit van de planten wereldwijd. "Dit is verontrustend omdat de diversiteit aan planten meestal de productiviteit van de planten verhoogt en de impact van de klimaatverandering op de biomassaproductie van grasland door de tijd heen vermindert, wat ten goede aan het vee en de mens", zegt hoofdauteur Yann Hautier van de Universiteit van Utrecht.

Opschaling van het effect

Hautier's laboratorium toonde eerder aan dat eutrofiëring van grasland door nabijgelegen industrieën en agro-ecosystemen meestal de lokale plantendiversiteit van het grasland vermindert en de biomassaproductie van het ene jaar op het andere destabiliseert. De vraag was echter of de effecten die ze op lokale schaal waarnamen, zich ook verspreidden naar grotere ruimtelijke schalen die het meest relevant zijn voor het beleid, het natuurbeheer en het behoud van de biodiversiteit.

Om dit te bepalen onderzochten de onderzoekers van de Universiteit Utrecht samen met een internationaal onderzoeksteam (het Nutrient Network) de relatie tussen plantendiversiteit en de stabiliteit van de biomassaproductie door de tijd heen. Zij bepaalden dit voor 243 plantengemeenschappen uit 42 graslanden over de hele wereld, en kwantificeerden ook het effect van chronische bemesting op deze relaties.

"We ontdekten dat de productie van biomassa door de tijd heen stabieler was bij een hogere plantendiversiteit, op zowel de lokale als de grotere ruimtelijke schaal", aldus Shaopeng Wang van de Universiteit van Peking. “Wanneer er meer plantendiversiteit is, is er ook meer kans is dat op zijn minst een van die soorten het goed doet onder de heersende condities en daarmee kan compenseren voor de verminderde productiviteit van andere soorten, zowel binnen als tussen lokale gemeenschappen.”

Klimaatextremen verminderen niet alleen de opbrengst op afzonderlijke graslanden, maar destabiliseren ook de voedselproductie door de tijd heen op grotere ruimtelijke schaal.

"Onze resultaten zijn zeer relevant voor agro-ecosystemen", zegt Yann Hautier van de Universiteit Utrecht. "Door het zaaien van monoculturen van gewassen en de hoge input van pesticiden en voedingsstoffen zijn agro-ecosystemen veel minder divers dan het natuurlijke ecosysteem dat ze vervangen. Klimaatextremen verminderen dus niet alleen de opbrengst op afzonderlijke velden, maar destabiliseren ook de voedselproductie door de tijd heen op grotere ruimtelijke schaal. Deze tekorten en overschotten leiden tot economische gevolgen voor boeren en consumenten.”

"Onze resultaten bevestigen dat een toenemende plantendiversiteit kan zorgen voor een betrouwbare productie door de tijd heen binnen de akkers. Bovendien laten ze zien dat een toenemende gewasdiversiteit tussen akkers (verschillende gewassen op verschillende velden in het landschap) kan zorgen voor een stabielere productie op landschappelijke, regionale, nationale of mondiale schaal. Wij pleiten voor een beleid dat de gewasdiversiteit binnen en tussen het landschap bevordert, omdat dit zal leiden tot een efficiëntere economie", zegt Hautier.

Eutrofiëring van ecosystemen is een grote bedreiging voor de stabiele voorziening van ecosysteemdiensten van graslanden.

"Een belangrijke ontdekking die we hebben gedaan is dat bemesting de bijdrage van plantendiversiteit consistent vermindert door de compensatie tussen soorten en gemeenschappen te verminderen, het positieve effect van biodiversiteit op de stabiliteit wordt dus verminderd door het reduceren van de compensatie in tijd en ruimte”, zegt Edwin Pos van de Universiteit Utrecht. "De toegenomen eutrofiëring van ecosystemen vormt dus niet alleen lokaal een grote bedreiging voor de stabiele voorziening van graslanddiensten maar ook op grotere ruimtelijke schaal onder de huidige en toekomstige milieuomstandigheden".