De vergroening van de aarde

Bron:  NASA

De aarde is de laatste decennia groener geworden. Bovenstaande figuur toont de globale verandering van het bladoppervlak van 1982 tot 2015.  Grosso modo is er sprake van vergroening van de aarde, dus van toename van het bladoppervlak. Met name door de komst van  GEOV1  zijn er nauwkeurige satellietdata beschikbaar gekomen over verandering in het bladoppervlak.  De data kunnen gebruikt worden voor het berekenen van de LAI (Leaf Area Index), die uitgedrukt wordt in het bladoppervlak per m2 grond. De figuur hieronder is gemaakt met data van GEOV1.

Bron:  Munier et al

Munier et al laten in een recente publicatie zien dat er weer een flinke stap voorwaarts gemaakt is in de interpretatie van de satellietbeelden. De recente ontwikkelingen in remote sensing maken het mogelijk om seizoensgroei te bestuderen.  Nadeel bleef wel dat vanwege de grote resolutie het niet mogelijk was om onderscheid te maken tussen vegetatietypen. Op onderstaande kaart is de heterogeniteit van de vegetatie weergegeven.  Blauw (~1) betekent een homogene vegetatie; hoe dichter bij de 0 des te heterogener is de vegetatie.

Doordat het tot nu toe alleen maar mogelijk was aan een pixel (5×5 km op bovenstaande kaart) aan gemengde pixels één dominant vegetatietype toe te wijzen werden veel andere over het hoofd gezien.  Zo werd 12% van het grasland, 23% van het altijdgroene loofbos, 36% van de naaldbomen en maar liefst 72% van het breedbladig loofbos over het hoofd gezien.

Munier et al hebben aangetoond dat met een speciale techniek, de Kalman Filtering,  nu op kleiner pixelniveau ( 1×1 km) onderscheid gemaakt kan worden tussen diverse vegetatietypen, inclusief landbouwgewassen. Globaal gezien is er sinds 1999 sprake van een toename van het bladoppervlak, globaal met 1,31 m2 blad per m2 grondoppervlak. In de figuur hieronder is de verandering in de LAI te zien voor 3 bosvegetatietypen: naaldbos in de boreale zone, breedbladig loofbos o.a. in de gematigde zone en altijdgroen loofbos in de tropische zone:

Bron: Munier

Minstens zo interessant is het verloop van de LAI in landbouwgerelateerde vegetatietypen, de zomergewassen, wintergewassen en grasland.  Vrijwel overal op aarde is er in landbouwgewassen een toename van de LAI. Alleen in enkele regio’s met als beperkende factor water is er sprake van een afname:

Plantengroei hangt sterk samen met de beschikbaarheid van water, zonlicht, CO2, luchttemperatuur en voedingsstoffen.  Dat laatste kan een rol spelen bij zomer- en wintergewassen. Zonlicht is over het algemeen een vrij constante factor. De beschikbaarheid van water (neerslag is met name een beperkende factor in (semi-)aride gebieden. Neerslagschommelingen in (semi-)aride gebieden zijn vaak het gevolg van regionale klimaatveranderingen. Voorbeeld daarvan is de verhoging van de LIA in de Sahel. Door toename van de neerslag is vooral de LAI van bladverliezend loofbos toegenomen en in mindere mate van grasland. Zie hier.

Er zijn gebieden die in de bestudeerde periode een toename van de droogte hebben laten zien, zoals in Centraal-Azië en semi-aride gebieden in Zuid-Amerika. De negatieve LAI in Brazilië is grotendeels het gevolg van grootschalige ontbossing in het Amazonewoud, zoals op onderstaande kaartjes te zien is:

Blijven over de temperatuur het CO2.  Als we het temperatuurverloop in de periode bezien dan is er globaal gesproken sprake van een toename.  Maar de verschillen zijn groot, zoals onderstaande grafiek laat zien:

Bron: MSU

De grootste trend toont het temperatuurverloop op de noordpool: 0,264 °C /decennium.  De trend in de gematigde zone op het noordelijk halfrond is bijna een factor 3 lager, namelijk 0,096 °C /decennium. Dat heeft vooral te maken met de arctische amplificatie, zie elders op deze site. De trends van de gematigde zones op het NH en ZH als ook die van de tropen ontlopen elkaar nauwelijks. Die van de zuidpool is nagenoeg vlak.

Munier et al hebben in onderstaande figuur de LAI-trends afgezet tegen de breedteligging:

De trends zij het grootst in de gematigde zones. Dat lijkt logisch: de poolgebieden zijn zeer koud en een lichte verhoging van de temperatuur zal weinig effect hebben,  het temperatuurtraject in de tropen is voor planten al optimaal.

Blijft over de factor CO2.  CO2 is een ‘well mixed gas’, en de concentratie ervan in de atmosfeer is daardoor overal ongeveer gelijk. Waarschijnlijk is dit de belangrijkste verklaringsfactor voor de toename van het bladoppervlak op aarde van 1999 t/m 2015. In onderstaande grafiek is die toename afgebeeld. De jaarlijkse golfjes ontstaan door het seizoenseffect op het noordelijk halfrond. Van 1999 t/m 2015 is het CO2-gehalte van de atmosfeer gestegen van 368 ppm tot bijna 403 ppm, een toename met 9,5%. Planten zijn dol op CO2!