Extreme droogte doet graslanden wankelen

Onderzoekers bij het veldexperiment van het Semi-arid Grasslands Research Center in Noord-Colorado. Foto: Colorado State University College of Natural Sciences.

Bij matige droogte stabiliseren graslanden na een eerste schok, maar bij langdurig neerslagtekort daalt hun productie structureel.

Ecosystemen blijken opmerkelijk goed bestand tegen enkele jaren van droogte – tot de droogte extreem wordt. Dan raken graslanden en struikgebieden wereldwijd in een cumulatieve neerwaartse spiraal, waarbij de bovengrondse primaire productie na vier opeenvolgende droge jaren tot 77 procent kan afnemen. Dat blijkt uit het International Drought Experiment, waarvan de resultaten op 17 oktober verschenen in Science.

Het experiment is groots van opzet: 74 graslanden en struikgebieden op zes continenten werden drie tot vier jaar lang kunstmatig van regen onthouden met zogeheten rainout shelters, passieve overkappingen die natuurlijke neerslag wegleiden maar het microklimaat grotendeels intact laten. Elk veld kreeg een droogtebehandeling die varieerde in ernst: van matig, waarbij de neerslag iets onder het langjarig gemiddelde bleef, tot extreem, vergelijkbaar met een droogte die eens in de honderd jaar voorkomt.

PRODUCTIE

Bij milde of matige droogte bleven de ecosystemen opvallend stabiel. In het eerste jaar van droogte daalde de productie gemiddeld met circa 29 procent over alle locaties. Daarna vlakte die af en bleef de productie bij milde of matige droogte min of meer constant – een teken dat veel soorten zich aanpassen aan het beperkte wateraanbod. Maar zodra de droogte extreme proporties aannam, stortte dat evenwicht in: de afname werd elk jaar sterker, tot 2,5 keer zo groot na vier jaar. Volgens de onderzoekers komt dat waarschijnlijk door sterfte van droogtegevoelige soorten, mislukte vestiging van nieuwe planten en veranderingen in de gemeenschapsstructuur. ‘De weerstand van graslanden en struwelen tegen langdurige droogte brokkelt snel af zodra die droogte extreem wordt,’ schrijven zij. ‘Dat bedreigt de stabiliteit op lange termijn en de ecosysteemdiensten die deze gebieden leveren.’

Graslanden en struikgebieden beslaan ongeveer 40 procent van het aardoppervlak en zijn essentieel voor de wereldwijde koolstofcyclus. De onderzoekers waarschuwen dat de toename van extreme droogtes door klimaatverandering die stabiliteit verder onder druk kan zetten: ‘Wanneer droogtes langer én heviger worden, verschuift de werking van ecosystemen van beperkte verliezen naar toenemende en diepgaande schade.’