Een kwart van het landoppervlak van het noordelijk halfrond heeft permafrost in de bodem, vooral in Canada en Siberië. De permafrost vormt een meters dikke, ondoordringbare laag. Alleen de bovenste decimeters van de toendra ontdooien in de zomer. Maar dit gebied is erg kwetsbaar voor verstoring. Een kleine verandering kan een groot effect hebben. Dat ontdekten Monique Heijmans en haar collega’s van de leerstoelgroep Natuurbeheer en Plantenecologie. Zij verwijderden de struikjes in een vijftal proefveldjes en volgden die percelen een aantal jaren. Het effect was dramatisch: de permafrost, de permanent bevroren ondergrond, begon te ontdooien en de toendra zakte in elkaar

Beintema, N.

Heijmans, M.M.P.D.

Name not available

De toendra smelt

NARCIS 

Wageningen Yield 


ECOLOGIE EN KLIMAAT
De toendra 
smelt
Verstoring van de vegetatie heeft een dramatisch effect op de toendra.  
Al binnen een paar jaar wordt de permafrost aangetast en stort de 
bodem letterlijk in. Het gevolg is een flinke extra uitstoot van het 
broeikasgas methaan. TEKST NIENKE BEINTEMA  FOTOGRAFIE BINGXI LI, WAGENINGEN UR
 Het lijkt een onveranderlijk landschap, letterlijk  bevroren in de tijd: de uitgestrekte toendra van het noordpoolgebied. Maar dit gebied is erg 
kwetsbaar voor verstoring. Een kleine verandering  
kan een groot effect hebben. Dat ontdekten Monique 
Heijmans en haar collega’s van de leerstoelgroep 
Natuurbeheer en Plantenecologie. Zij verwijderden  
de struikjes in een vijftal proefveldjes en volgden die  
per celen een aantal jaren. Het effect was dramatisch: de 
permafrost, de permanent bevroren ondergrond, begon 
te ontdooien en de toendra zakte in elkaar. Het gebied 
begon methaan uit te stoten, een broeikasgas dat dertig 
keer sterker is dan koolstofdioxide. Die ontdekking was 
afgelopen november een publicatie waard in het gezag-
hebbende Nature Climate Change.
Een kwart van het landoppervlak van het noordelijk half-
rond heeft permafrost in de bodem, vooral in Canada  
en Siberië. De permafrost vormt een meters dikke,  
ondoordringbare laag. Alleen de bovenste decimeters 
van de toendra ontdooien in de zomer. Plantenwortels, 
dierenleven, schimmels en bacteriën: alles blijft beperkt 
tot die bovenste laag. De permafrost verklaart waarom 
de Arctische bodem op veel plekken zo zompig is. De 
bovenlaag is door de bevroren ondergrond slecht gedrai-
neerd. Het resultaat is het typische ecosysteem van de 
Arctische laaglandtoendra, met struikjes, grassen,  
mossen en meertjes.
LATEN INSTORTEN
‘Dat de toendra kwetsbaar is, is niet nieuw’, vertelt 
Monique Heijmans. ‘Mensen die er wonen of er onder-
zoek doen, weten dat wel. Maar onze studie heeft nu in 
veel bredere kring verraste gezichten opgeleverd. Uit de 
resultaten blijkt dat er maar heel weinig voor nodig is  
om de boel letterlijk te laten instorten.’
Heijmans en haar collega’s werken sinds 2007 in het  
afgelegen Kytalyk Wildreservaat in de regio Jakoetië, 
Noordoost-Siberië, zo’n 6500 km ten oosten van 
Moskou. Het is een weids, uitgestrekt gebied met veel 
meren, rivieren en bijbehorende vloedvlakten. ‘Ik vind 
het er prachtig’, zegt Heijmans. ‘Er is een klein beetje  
reliëf, dankzij oude rivierlopen en voormalige meertjes. 
En de luchten zijn heel mooi. Vooral middenin de nacht, 
als de zon niet ondergaat.’
In het reservaat richtten de onderzoekers een langlopend 
experiment in. ‘We hadden tien ronde proefveldjes van 
tien meter doorsnede’, vertelt Heijmans. ‘In de helft 
daarvan knipten we de struikjes bovengronds af.’ Het 
ging om Betula nana, de dwergberk, die matten vormt 
van hooguit twee decimeter hoog. ‘Andere struiken en 
grassen lieten we staan.’
Ze kozen voor dit experiment omdat duidelijk was dat er 
een interactie is tussen struiken, klimaat en de staat van 
de toendra. Heijmans: ‘Op sommige plekken is de grond 
door de ontdooiende permafrost aan het inzakken, 
waarna de struiken verdrinken in poeltjes water. Welke 
gevolgen heeft het verdwijnen van die struiken? Gaat het 
ontdooien dan nog sneller?’ Die vraag is ook relevant  
in de context van directe menselijke verstoring van de 
toendra. Op plekken waar oliewinning plaatsvindt, of 
waar met seismisch onderzoek naar olie wordt gezocht, 
wordt de toendra over grote oppervlakken van zijn vege-
tatie ontdaan. Dat gebeurt ook voor andere infrastructuur, 
zoals wegen, bebouwing en vliegvelden. Daarom wilden 
de Wageningers experimenteel onderzoeken wat precies 
de rol is van die struiken.
ISOLERENDE DEKEN
Al binnen een jaar traden er onder de kale veldjes grote 
veranderingen op. De permafrost ontdooide tot 5 centi-
meter dieper dan normaal, in de vier jaar daarna liep dat 
op tot 15 centimeter. Bovendien begonnen de veldjes te 
verzakken en kwamen ze onder water te staan. Na vijf 
jaar waren ze ruim 16 centimeter ingezakt. In die depres-
sies bleef in de winter ruim een decimeter meer sneeuw 
liggen dan op de controleplots. ‘Die sneeuw werkt als 
een isolerende deken’, vertelt Heijmans. ‘De bodem  
bevriest daardoor in de winter minder sterk dan normaal’. 
Met andere woorden: er was een zichzelf versterkend 
proces in werking gezet.
En niet alleen door de isolerende sneeuw. De nieuw  
ontstane meertjes zijn ook nog eens donkerder dan de 
omringende toendra, waardoor ze meer zonlicht en dus 
meer warmte absorberen. Dat versterkt de opwarming 
en dus de dooi van de permafrost.
‘Bovendien maten we dat die natte, verstoorde toendra 
methaan uitstoot’, zegt Heijmans, ‘terwijl de controle-
veldjes juist netto methaan vastleggen. Op wereldschaal 
‘Kleine ingrepen kunnen 
grote klimaateffecten 
teweegbrengen’
30 WAGENINGENWORLD
ECOLOGIE EN KLIMAAT
zie je dus ook in dat opzicht een zichzelf versterkend  
effect van klimaatopwarming.’
In de permafrost ligt een gigantische hoeveelheid orga-
nisch materiaal opgeslagen. Die bevat evenveel koolstof 
als álle nu levende planten en dieren ter wereld bij elkaar: 
ruim 1.600 gigaton. Als de permafrost ontdooit, komt 
een deel daarvan geleidelijk als broeikasgas in de lucht 
terecht. In de ontdooide bodem breken schimmels en 
bacteriën namelijk het organisch materiaal af dat eerder 
lag ‘opgesloten’ in de permafrost. Daarbij komt niet  
alleen koolstofdioxide vrij, maar ook methaan.
MOTIE AANGENOMEN
Het nieuws werd afgelopen november groot opgepikt 
door onder meer de Volkskrant. De volgende dag dienden 
de Partij voor de Dieren en de SP een motie in, die ver-
volgens ook werd aangenomen. De motie vraagt de 
Nederlandse regering tijdens internationale klimaat-
onderhandelingen te pleiten voor een vrijwaring van het 
noordpoolgebied van olie- en gaswinning. ‘Daar hoeven 
we op zichzelf niet zo gek veel van te verwachten’, zegt 
hoogleraar Frank Berendse, groepsleider en senior  
auteur van het artikel in Nature Climate Change. ‘De eco-
nomische belangen zijn enorm, en bovendien zijn er in 
dat debat machtige partijen zoals de VS en Rusland die 
zich niet al te welwillend opstellen, om het zachtjes te 
formuleren. Maar het is toch heel belangrijk dat er nu 
eens op politiek niveau aandacht is voor onverwachte 
feedbackeffecten. En voor het feit dat kleine ingrepen 
grote klimaateffecten teweeg kunnen brengen.’
Heijmans beaamt dat. ‘Het is een heel helder eerste  
signaal’, zegt ze, ‘maar nu willen we hier natuurlijk ver-
der mee. We willen kijken wat er op de langere termijn 
gebeurt. En collega’s uit Amsterdam en Zwitserland  
zijn bezig methaanuitstoot op veel grotere schaal te  
meten. Je wilt deze kleinschalige experimenten natuur-
lijk kunnen vertalen naar een grotere schaal; en liefst 
ook naar andere ecosystemen.’ Zelfs binnen het toendra-
ecosysteem zie je grote verschillen, benadrukt ze.
WARMTE ABSORBEREN
In Alaska breidt de struikvegetatie zich bijvoorbeeld  
juist uit nu het warmer wordt, zonder dat daar de toen-
dra instort. ‘Dat komt doordat dat een hogere, drogere 
toendra is’, zegt Heijmans, ‘waar de planten niet ver-
drinken als de permafrost ontdooit. Het gaat ook om  
andere, hogere struiken.’ Die struiken zorgen in Alaska 
overigens op hun manier voor een versterkend effect: ze 
zijn donkerder dan hun omgeving, waardoor ze warmte 
absorberen. En ze houden meer sneeuw vast dan kale 
toendra, waardoor de bodem minder sterk bevriest.  
‘Je kunt dus moeilijk generaliseren’, besluit Heijmans. 
‘Per gebied zul je experimenten moeten doen. Dat laat 
wel mooi zien hoe ongelooflijk complex die ecologie  
in elkaar zit.’
‘Dit onderzoek illustreert het enorme belang van lange-
termijnonderzoek’, zegt begeleider Berendse. ‘Wij heb-
ben deze toendraveldjes zeven jaar gevolgd, en daar gaan 
we nog steeds mee door. Maar voor zulk onderzoek zijn 
steeds minder middelen beschikbaar.’ Alles moet meteen 
resultaat opleveren, merkt hij. ‘Vooral met langzaam 
groeiende ecosystemen, zoals de toendra, is het vaak  
een kwestie van een lange adem.’ W
‘EEN KORTE BROEK IS GEEN OPTIE’
Monique Heijmans en een vijftal collega’s brengen elke zomer een  
paar weken door in een uiterst afgelegen stuk van Noordoost-Siberië. 
‘We verblijven in een veldstation in een wildreservaat waar je alleen  
per boot kunt komen’, vertelt ze. Je kunt je verder alleen te voet  
verplaatsen, want het is een erg moerassig gebied.’
De onderzoekers werken er tussen de watervogels. Nu en dan zien  
ze Siberische kraanvogels, rendieren, poolvossen, wolven en muskus-
ossen. Af en toe komt er een bruine beer voorbij. ‘Maar we zien vooral 
veel muggen’, lacht Heijmans. ‘Je moet permanent een muggennetje 
dragen, anders is het onwerkbaar. En dat is nog best een opgave.  
Het kan er in de zomer zomaar 30 graden worden. Een korte broek  
is dan geen optie.’
Het veldstation bestaat uit een aantal houten hutjes en containers. 
Elektriciteit komt van zonnepanelen, water uit de beek. Een lokale  
kokkin bereidt maaltijden op een houtkachel. In de zomer is er in  
het gebied nauwelijks menselijke activiteit. Heel af en toe komen er  
dorpelingen langs om bessen te plukken of te vissen. ‘Vaak delen  
ze wat van hun vangst met ons. Superlekkere vissen.’
WAGENINGENWORLD 31


De toendra smelt

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Name not available

NARCIS

Wageningen Yield