Wetenschappers schatten dat 80 procent van het aardoppervlak nu de sporen draagt van menselijke activiteiten, van wegen tot gewassen tot torens voor mobiele telefoons.
Volgens de huidige praktijken van landgebruik, neemt de samenleving een steeds groter deel van de biologische hulpbronnen van de planeet in beslag om aan de menselijke eisen te voldoen. Er is een groeiende bezorgdheid dat de daaruit voortvloeiende veranderingen in het milieu de natuurlijke functies van terrestrische ecosystemen ernstig kunnen ondermijnen. Dit kan een bedreiging vormen voor hun langetermijncapaciteit om het leven op aarde in stand te houden door essentiële diensten te verlenen, zoals voedselproductie, water- en luchtfiltratie, klimaatregulering, bescherming van de biodiversiteit, erosiebestrijding en koolstofopslag.
"Uiteindelijk moeten we ons afvragen hoeveel van de productiviteit van de biosfeer we ons kunnen permitteren voordat planetaire systemen kapot gaan, " waarschuwen Jonathan Foley en een groep co-auteurs in een paper dat afgelopen juli werd gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences (PNAS ).
Foley, directeur van het Centre for Sustainability and the Global Environment van de University of Wisconsin-Madison, maakt gebruik van geavanceerde computermodellen en satellietmetingen om verbanden te analyseren tussen veranderingen in landgebruik en milieuomstandigheden over de hele wereld. Dit onderzoek heeft aangetoond dat landbouw tegenwoordig de dominante vorm van menselijk landgebruik is, waarbij ongeveer 35 procent van al het ijsvrije land nu wordt gebruikt om gewassen te verbouwen en vee te fokken. Dat is een stijging van slechts 7 procent in 1700.
De fysieke omvang van landconversie voor menselijke activiteiten is echter slechts een deel van het verhaal. De intensiteit van dergelijke activiteiten is ook belangrijk: intensiever landgebruik verbruikt meestal meer hulpbronnen.
Een van de beste beelden tot nu toe van de collectieve impact van de mensheid op terrestrische ecosystemen komt uit een nieuwe studie, ook in de PNAS van juli, door een team van Europese onderzoekers. Ze stelden ruimtelijk expliciete kaarten samen, in eenheden van 6, 2 vierkante mijl, die niet alleen aangeven welke soorten lokaal landgebruik over de hele wereld overheersen, maar grofweg hoeveel biomassa-energie - of natuurlijke productiviteit - de verschillende praktijken van landgebruik verbruiken. (De resterende biomassa-energie is beschikbaar om biologische functies in alle andere trofische niveaus of voedselwebben van ecosystemen te ondersteunen.)
"Onze resultaten laten zien dat mensen, slechts een van de 2 tot 20 miljoen soorten op de planeet, 25 procent van de trofische energie gebruiken die beschikbaar is in alle terrestrische ecosystemen, " zegt hoofdauteur Helmut Haberl van de Klagenfurt Universiteit in Wenen. "Dat is nogal een dramatische ongelijkheid."
Patronen van menselijk landgebruik variëren sterk over de hele wereld, beïnvloed door biofysische en sociaal-economische omstandigheden. In grote delen van Azië en Afrika bezuiden de Sahara, bijvoorbeeld, zijn zelfvoorzieningslandbouw en kleinschalige landbouwbedrijven nog steeds standaard. Maar over het algemeen is er tegenwoordig een gestage verschuiving naar intensiever landgebruik, aangedreven door de stijgende levensstandaard en bevolkingsgroei die de toenemende vraag naar goederen en diensten voeden.
De moderne landbouw is een goed voorbeeld. In de afgelopen 40 jaar is de wereldwijde graanoogst verdubbeld, hoewel het totale akkerland met slechts 12 procent is toegenomen. Meer output van landbouwgrond persen is mogelijk dankzij nieuwe graansoorten, kunstmest, mechanisatie en irrigatie. Maar het nadeel is grotere milieuschade, waaronder bodemdegradatie, toegenomen gebruik van pesticiden en watervervuiling door afvoer van voedingsstoffen.
Een ander nieuw onderzoek illustreert het soort enorme milieuschade dat moderne landbouwpraktijken op de lange termijn kunnen veroorzaken. Het rapport werd in augustus in PNAS gepubliceerd en suggereert dat de landbouwgrond van de planeet al kwetsbaarder is dan de maatschappij zich realiseert. Na het verzamelen van records van over de hele wereld, concludeerde David Montgomery van de Universiteit van Washington in Seattle dat conventionele ploeggebaseerde landbouwmethoden de wereldwijde bodemerosie dramatisch versnellen. Het gebeurt volgens hem 10 tot 100 keer hoger dan de snelheid waarmee nieuwe grond wordt aangemaakt.
"Dit betekent dat we over een paar honderd tot een paar duizend jaar de bovengrond kunnen verwijderen", zegt Montgomery. "De huidige snelheid van erosie is er een die de beschaving de komende eeuwen ongerust zou moeten maken, maar het probleem speelt zich zo langzaam af dat het moeilijk is voor mensen om er hun hoofd omheen te slaan."
Om dit probleem het hoofd te bieden, pleit Montgomery voor grootschalige acceptatie van no-till landbouw. Die benadering maakt het gebruik van een ploeg overbodig om de grond te draaien, waardoor de bovenlaag gevoeliger wordt voor erosie; in plaats daarvan, boeren kroppen licht stoppels in de bovengrond. Hoewel no-till farming onder bepaalde omstandigheden het gebruik van pesticiden en herbiciden kan vereisen, zou dit op de lange termijn opwegen tegen een aantal voordelen, zegt Montgomery. No-till landbouw, beweert hij, zou erosie verminderen tot tarieven die dichter bij die van natuurlijke bodemproductie liggen. Andere voordelen zijn verbeterde bodemvruchtbaarheid en verhoogde koolstofopslag naarmate meer organische stof zich ophoopt in de bodem.
Jarenlang hebben wetenschappers er alom van uitgegaan dat massale bodemerosie uit de landbouw een belangrijke rol speelt bij veranderde niveaus van koolstof in de atmosfeer. Toch is de precieze aard van dat verband niet goed begrepen, en bewijsmateriaal uit verschillende studies was zeer tegenstrijdig. Sommige studies hebben geconcludeerd dat mondiale bodemerosie uit de landbouw aanzienlijke hoeveelheden koolstof in de atmosfeer vrijgeeft; anderen vonden een aanzienlijk koolstof "zink" effect.
Een oktoberrapport in Science weerlegt beide claims. Met behulp van een nieuwe analysemethode ontdekte een internationaal team van wetenschappers onder leiding van Kristof Van Oost van de Katholieke Universiteit van Leuven in België dat wereldwijde bodemerosie van landbouwproducten een minimaal effect heeft op de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer. Het legt wel koolstof vast, zeggen deze onderzoekers, maar slechts een fragment, in hoeveelheden die ver onder sommige eerdere schattingen liggen.
Diana Parsell van Falls Church, Va., Schrijft vaak over onderwerpen in de wetenschap.
