Dit model probeert 'misbruik' van de bodem tegen te gaan

Landdegradatie raakt 1,5 miljard mensen over de hele wereld. Het is dan ook niet gek dat één van de Sustainable Development Goals het stoppen en tegengaan van landdegradatie benoemt. De Universiteit Utrecht (UU) werkte mee aan de ontwikkeling van een nieuw model om bodemerosie, een belangrijke oorzaak van landdegradatie, te voorspellen.

Het is misschien wel één van de meest onderschatte natuurlijke hulpbronnen van onze planeet: de bodem. We weten er eigenlijk veel te weinig van en daarom wordt de bodem vaak slecht behandeld. Een grote veroorzaker van landdegradatie, de term voor het verlagen van de productieve capaciteit van de bodem, is bodemerosie. Dat is het verdwijnen van de bovenste, vruchtbare laag van de bodem.

Het verdwijnen van deze laag kan worden veroorzaakt doordat wind of ijs bodemdeeltje meenemen, maar in meer dan de helft van de gevallen is watererosie de boosdoener. Door langdurige en/of intense regenval, raakt de bodem verzadigd met water en ontstaat er afstroming van water dat langs de heuvel naar beneden stroomt. Bodemdeeltjes die zijn losgemaakt door het neervallen van regendruppels en door de stroming zelf, worden meegenomen tot deze in een rivier worden geloosd (afbeelding 1). Door dit proces raakt de bodem dus haar bovenste, vruchtbare laag kwijt.

Dit proces is al tientallen jaren bekend, alleen wordt het probleem steeds groter. Landdegradatie is er altijd al geweest want door aardverschuivingen, overstromingen en uitspoeling treedt ook erosie van de bodem op. Echter, door de toenemende bevolkingsgroei en de steeds groter wordende vraag naar voedsel is het aandeel van landdegradatie dat is veroorzaakt door de mens flink toegenomen. Overbemesting, ontbossing en het toepassen van onjuiste landbouwmethoden zijn bekende ‘drivers’ achter dit proces. In een kwart van dit soort gevallen is agrarisch mismanagement de oorzaak.

Nieuw model

Landdegradatie kan worden tegengegaan door water- en bodemconserveringsmaatregelen te nemen. Modellen berekenen of die maatregelen effect hebben. Het nieuwe model van Geert Sterk, onderzoeker aan de UU, is zo’n model. Met veelbelovende resultaten van het reproduceren van afstroming en in iets mindere mate bodemverlies, kan dit model een goede eerste schatting geven over de effecten van bodem- en waterconserveringsmaatregelen.

Sterk ontwikkelde een nieuwe versie van het MMF model (zie kader). Zijn model heeft drie nieuwe functies die tot nu toe nog niet eerder geïntroduceerd waren.

1. Het is nu mogelijk om re-infiltratie te simuleren. Re-infiltratie is het proces waarin afstroming weer de grond insijpelt wanneer het langs een heuvel stroomt. Dit is een belangrijk proces bij het implementeren van bodem- en waterconserveringsmaatregelen.
2. Het is nu mogelijk om hellingen met een onregelmatig profiel te modelleren. Voorheen was het alleen mogelijk om rechte, uniforme hellingen te onderzoeken.
3. Ruimtelijke variatie in gewas- en bodemeigenschappen kan nu in het model worden geïmplementeerd.

Het model bootst bodem- en waterconserveringsmaatregelen na. Hiervan zijn drie verschillende soort maatregelen gekozen: grass strips, stroken met begroeiing om de snelheid van afstroming te verlagen en meer afstroming te reïnfiltreren, bench en fanya juu terrassen (figuur 1). Na een analyse van de geproduceerde patronen in afstroming en bodemverlies van metingen uit de VS, bleek dat deze patronen in het model zeer realistisch zijn. Fanya juu terrassen bleken in dit geval de beste maatregel in het reduceren van de afstroming en bodemverlies. Echter, de grass strips zijn wel goedkoper om te implementeren en te onderhouden.

Dit model kan dus helpen door mogelijkheden te berekenen om landdegradatie tegen te gaan. Het is in de toekomst zeker nodig om het bodemverlies nog beter te kunnen voorspellen, het blijft een complex proces, maar eerste stappen om SDG nummer 15 te halen zijn gezet.