Max Rietkerk: „Ik denk dat je ten minste 50 procent van de voorspelde kantelpunten kunt afschrijven.”

Foto Dieuwertje Bravenboer

Interview

‘Wees niet zo bang voor ecologische kantelpunten. Want die zijn er vaak niet’

Max Rietkerk | hoogleraar ruimtelijke ecologie Kunnen ecosystemen omslaan naar een nieuwe toestand, waar ze vervolgens niet meer uitkomen? Die grote vrees lijkt onterecht.

Door de opwarming van de aarde smelten de ijskappen. Als ze smelten, wordt er minder zonlicht weerkaatst, waardoor de aarde opwarmt en er nog meer ijs smelt. We naderen een kantelpunt, waarschuwen wetenschappers. Binnenkort smelt het ijs zo snel dat de aangroei in de winter er niet meer tegenop kan.

Kantelpunten zijn in de mode. De meeste aandacht trekken ze op dit moment in de klimaatwetenschappen en ecologie. Savannes die omslaan in woestijnen, ontdooiende permafrost waarbij broeikasgassen vrijkomen en meren die door vervuiling vertroebelen. Allemaal zouden ze de logica van het kantelpunt volgen: een zelfversterkend effect waardoor een systeem omslaat naar een nieuwe toestand, waar het vervolgens weer heel moeilijk uitkomt. Wetenschappers zien bepaalde veranderingen als een alarmsignaal dat er een kantelpunt nadert, zoals droge plekken op de savanne of kluwen algen in de zee.

Maar Max Rietkerk, hoogleraar ruimtelijke ecologie aan de Universiteit Utrecht, nuanceert de alarmistische geluiden over kantelpunten. „Ruimtelijke patronen – zoals droge plekken of kluwen algen – die kunnen ontstaan in verstoorde ecosystemen hoeven geen teken te zijn van een dramatisch kantelpunt. Ze kunnen zelf een nieuw, veerkrachtig en stabiel systeem vormen.” Hierover publiceerde een onderzoeksgroep onder leiding van Rietkerk en de Leidse wiskunde hoogleraar Arjen Doelman begin oktober een wetenschappelijk artikel in Science. „Complexe systemen zoals ecosystemen en klimaat kunnen kantelpunten ontwijken.”

Zijn er dan geen kantelpunten?

„Er zijn wel kantelpunten, zoals bij het troebel worden van kleine en ondiepe meertjes, maar in grote systemen worden er zelden echt kantelpunten gezien. Er verschijnen veel wetenschappelijke artikelen die waarschuwen dat systemen een kantelpunt naderen, maar die beschrijven vooral veranderingen, wat nog niet betekent dat je naar een kantelpunt toe beweegt. In zee zie je bijvoorbeeld dat er lokale algengroei kan zijn, zonder dat de hele zee troebel wordt.

„Ik dacht zelf ook lang in kantelpunten, zoals dat savannes een kantelpunt waren naar woestijn. Maar het enige voorbeeld daarvan is de grootschalige verwoestijning in de Sahel, in Afrika, in de jaren zeventig door droogte en overbegrazing. Maar we zien nu dat het daar minder droog wordt. Het systeem lijkt zichzelf te herstellen. Dat betekent niet dat we kantelpunten in het klimaat of grote ecosystemen kunnen uitsluiten, maar ze lijken wel onwaarschijnlijk.”

Een savanne met een aantal groene plukjes slaat niet noodzakelijk om in een woestijn

Hoe ontstond uw nieuwe blik op kantelpunten?

„Dat heb ik te danken aan wiskundigen. Ik werkte aan modellen die het beeld schetsten van een kantelpunt van savanne naar woestijn door een vermindering van de begroeiing – bijvoorbeeld door overbegrazing. De begroeiing zorgt dat de bodem het water beter kan vasthouden. Minder begroeiing betekent dus minder water in de bodem waardoor er nog meer begroeiing verdwijnt tot je een woestijn hebt. In die tijd ontmoette ik een wiskundige die me aanraadde om niet naar een klein homogeen gebied, maar naar een groter gebied in een ruimtelijke context te kijken. Toen ik dat met zijn hulp deed, zag ik geen kantelpunt. Het bleek dat de savannebegroeiing zichzelf op grotere schaal organiseert in regelmatige patronen. Dat kunnen strepen zijn, zoals op de vacht van een tijger, maar ook vlekken zoals bij een luipaard.

„Ik dacht eerst dat die patronen een voorbode waren voor een kantelpunt. Maar in de loop van de tijd is de wiskunde verder ontwikkeld en kunnen we dankzij de samenwerking tussen ecologen en wiskundigen ook de stabiliteit van die ruimtelijke patronen bekijken. Die blijken veel stabieler dan we dachten. Dat betekent dat een savanne met een aantal groene plukjes niet noodzakelijk omslaat in een woestijn, maar zelf heel stabiel kan zijn. Het patroon kan zich bovendien herorganiseren en her-herorganiseren; een plukje minder of meer veroorzaakt geen omslag.”

Een gebied helemaal vol planten, werkt niet. Je kunt beter plukjes groen aanleggen

Zijn de ruimtelijke patronen uit uw modellen ook in het echt te zien?

„Ongeveer twintig jaar geleden zagen we die ruimtelijke patronen voor het eerst op ons computerscherm. We wisten pas dat ze echt voorkomen toen ik de simulaties liet zien aan een Amerikaanse collega. Hij zei: Max, die patronen bestaan in het echt, en trok een la open met luchtfoto’s van ecosystemen met zulke patronen. Die had hij in zijn la bewaard omdat hij de patronen niet kon verklaren met bestaande modellen. De patronen bleken een-op-een te passen met ons model.

„In 2018 hebben we uitgebreider onderzoek gedaan met satellietbeelden van droge gebieden in Somalië over een periode van dertig jaar. Ook daarin vonden we wat onze modellen voorspellen: onder gelijke omstandigheden kunnen verschillende begroeiingspatronen ontstaan omdat er veel stabiele evenwichten zijn. We zagen ook dat de patronen stabiel blijven ondanks veranderingen in de omgeving. Toen besefte ik dat kantelpunten een genuanceerder verhaal zijn dan gedacht. Het was een kantelpunt in mijn denken over kantelpunten.”

Kunnen we iets doen met kennis over de stabiele ruimtelijke patronen?

„Je kunt ze een handje helpen door ze de ruimte te geven en te voorkomen dat veranderingen te snel gaan, bijvoorbeeld door overbegrazing te voorkomen. Daarnaast kun je de ruimtelijke patronen gebruiken om begroeiing te herstellen in een kaal gebied. Een gebied helemaal vol planten, werkt niet. Je kunt beter plukjes groen aanleggen om de natuurlijke ruimtelijke processen in stand te brengen. Daarom denk ik dat de 8.000 kilometer lange Grote Groene Muur van planten die in de Sahel en Sahara aangelegd moet worden, een bizar idee is.

„In Burkina Faso in West-Afrika zag ik lokale kennis over het volgen van ruimtelijke patronen. Ze bouwen bijvoorbeeld stenen dijkjes langs kale natuurlijke hellingen om daar het water van het onbegroeide hellinggebied erboven op te vangen. Daardoor begint er vegetatie achter die dijkjes te groeien. Er is te weinig water om alles groen te maken, maar als je het water verzamelt en het groen daar concentreert, dan is er meer dan genoeg.”

Dat we die ruimtelijke patronen zien betekent nog steeds dat er iets aan de hand is

Betekent dit dat we ons geen zorgen hoeven te maken over kantelpunten?

„Dat we die ruimtelijke patronen zien betekent nog steeds dat er iets aan de hand is. Het is goed om niet meer a priori aan te nemen dat een systeem een kantelpunt heeft. Maar we moeten nu onderzoeken onder welke omstandigheden kantelpunten zich wel of niet voordoen. Ik denk dat je ten minste 50 procent van de voorspelde kantelpunten kunt afschrijven. Zoals voorspellingen over wereldwijde kantelpunten die kunnen leiden tot een Hothouse Earth, een hete broeikas aarde. Ik denk dat die wereldwijde kantelpunten zich niet voordoen. Maar lokaal kan klimaatverandering wel voor ernstige problemen zorgen, zoals overstromingen, orkanen, en hittegolven. Het is goed nieuws dat dramatische kantelpunten minder optreden dan we dachten, maar klimaatverandering blijft een serieuze zaak zoals ook duidelijk blijkt uit het laatste IPCC-rapport, van het klimaatpanel van de Verenigde Naties.”