Droogtes hebben op tal van manieren invloed op ecosystemen. Zo kunnen sommige planten zich beter aanpassen aan droogte dan andere, waardoor de samenstelling van de vegetatie kan veranderen. Ook heeft droogte invloed op de microbiële samenstelling van bodems, en daarmee op o.a. de afbraak van dode plantenresten en hoeveel voedingsstoffen hieruit vrijkomen. Bovendien kan er zo een zelfversterkend effect optreden: planten die minder hard groeien nemen minder koolstofdioxide (CO₂) op uit de lucht, en ook de veranderde bodems kunnen minder koolstof gaan vastleggen of zelfs netto CO₂ gaan uitstoten. Dat leidt dan tot een versterking van het broeikaseffect, en daarmee tot meer of langere periodes van (ernstige) droogte.

Langjarig

Veel wetenschappelijke studies naar het effect van droogte op ecosystemen kijken naar korte termijn effecten van losse periodes van droogte. Biologen van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam besloten 25 jaar geleden al om dit anders aan te pakken: zij zijn toen een langjarig experiment gestart in een Nederlands heidegebied, om te kijken wat droogte doet met deze kwetsbare natuurgebieden. Heides hebben het zwaar in ons land omdat de hoge stikstofdepositie ervoor zorgt dat grassen de heideplanten verdringen. Daar komt de invloed van klimaatverandering, met onder meer dus meer periodes van droogte, nog eens bovenop.

Voor de nieuw gepubliceerde resultaten keken Franciska de Vries, Mariana Gliesch en hun team wat er gebeurt als heide na een langdurige droogte een aantal jaar de kans krijgt om te herstellen, en vergeleken die respons met heide die nog steeds aan droogte wordt blootgesteld. Daarbij vergeleken ze het effect bij jonge heideplanten, op een stuk heide dat in 2020 is gemaaid, met het effect op oude heideplanten. Ook keken ze naar de samenstelling van de bacterie- en schimmel gemeenschappen in de onderliggende bodems.

Verrassend

‘Een van de meest opvallende dingen die we ontdekten is dat de microbiële gemeenschap in de bodem langdurig verandert door droogte’, vertelt De Vries. ‘We wisten uit eerdere experimenten al dat droogte er vaak voor zorgt dat schimmels gaan domineren, ten koste van bacteriën. Ook verandert welke soorten domineren. Tot onze verrassing blijkt dit dus een langdurig effect te zijn. Ook als we de heidebodem een herstelperiode van vijf jaar boden, zonder grote droogte, herstelde de oude microbiële samenstelling van de bodem niet.’

Van tevoren verwachtte het team dat die veranderde samenstelling van de microben in de bodem invloed zou hebben op hoeveel CO₂ het heidesysteem opneemt en vastlegt. De Vries: ‘Dat was verrassend genoeg niet zo. Zowel niet tijdens de eerste periode van langdurige droogte, als niet tijdens de tweede periode na de herstelfase. De aanwezige vegetatie blijkt bij dit type heide van veel grotere invloed op hoeveel koolstof het systeem opneemt en vastlegt dan het aanwezige microbiële bodemleven.’

Jonge vs oude heide

Wel vond het team dat droogte de vegetatie verandert, met duidelijke verschillen in de invloed van de droogtes op de jonge versus de oude heideplanten. Gliesch: ‘We zagen duidelijk dat jonge heide beter bestand is tegen droogte dan oude. Bij zowel de jonge als de oude heide kreeg het systeem het zwaar, groeide de heide minder hard, maar bij de oude heide was dit effect het grootst. Bovendien bleken de jonge planten na de herstelfase veel beter tegen de nieuwe periode van droogte te kunnen dan de oude planten. We vermoeden dat de jonge planten zich onder invloed van die eerste fase beter hebben aangepast, bijvoorbeeld door diepere wortels te ontwikkelen. Bij de oude heide nam het oppervlak aan heideplanten door de tweede droogte het sterkste af. Ook was bij de oude heide de grootste verandering in CO₂ opname te zien.’

De Vries vat samen: ‘Een heel belangrijk resultaat is dat langdurige droogte planten- en bodemgemeenschappen zo sterk verandert dat ze niet herstellen, en dat langdurige droogte ervoor zorgt dat planten en bodems minder CO2 opnemen en vastleggen. Door deze verminderde CO2 opname draagt droogte dus bij aan klimaatverandering. Om de heide te behouden en CO2 opname te stimuleren is het belangrijk om heidebeheer toe te passen wat gericht is op het regelmatig verjongen van de heide.’