Interactie bodemvocht en vegetatie in de Rijn

Gepubliceerd: 16 november 2021

Hydroloog Joost Buitink van Deltares deed in zijn proefschrift "Capturing hydrological variability: spatio-temporal aspects of the Rhine basin" onlangs onderzoek naar de interacties tussen verschillende hydrologische processen in het Rijnstroomgebied.

Joost startte in 2016 het onderzoek aan de Wageningen University & Research. “Ik heb verschillende variabelen van de hydrologische cyclus in de Rijn onderzocht, zoals neerslag, verdamping, bodemvocht, vegetatie en grondwaterstanden, en hoe deze de afvoer beïnvloeden”, vertelt Joost. “We hebben bijvoorbeeld gekeken naar het effect van een veranderde sneeuw en verdampings-dynamiek op de afvoer van de Rijn als gevolg van een toename in temperatuur. Afhankelijk van het moment in het jaar, kunnen deze elkaar deels opheffen of juist versterken.”

CO2-concentratie

Ook onderzocht Joost de gevoeligheid van vegetatie-feedbacks, als gevolg van een toename in CO2-concentratie, op de afvoer van de Rijn. “In de toekomst neemt de CO2-concentratie toe. We weten dat de vegetatie daarop reageert, want die haalt CO2 uit de atmosfeer om te kunnen groeien. Een verandering in CO2-concentratie heeft daarom effect op de groei van planten. Aangezien planten een belangrijke rol spelen in het verdampen van water, is het belangrijk om te begrijpen hoe dit de verdamping beïnvloedt. Ik heb onderzocht hoe groot de effecten van veranderingen in de huidmondjes van bladeren en veranderingen in het bladoppervlak op de afvoer van de Rijn zijn.”

Het kan er volgens Joost voor zorgen dat er minder water verdampt dan de modellen momenteel voorspellen. “Ik heb laten zien dat de verandering in de huidmondjes van bladeren een redelijk belangrijke rol speelt, en voor een afname in verdamping kan zorgen. Dat zou kunnen betekenen dat de afvoervoorspellingen voor de lange termijn – en dan praat je over 2100, en voornamelijk tijdens de zomer – aan de lage kant zijn, omdat we dit proces momenteel niet meenemen. Dit zou mogelijk goed nieuws kunnen zijn voor de laagwater voorspellingen, maar er is nog meer onderzoek nodig om dit proces echt goed in beeld te brengen.”

Gesimuleerde Rijnafvoer voor 2018 en het scenario met toegenomen CO2 concentratie, vergeleken met de observaties (a). De relatieve afvoer verschillen ten opzichte van 2018 (b) voor de drie individuele reacties (rs: hogere stomatal resistance, LAI: toename in leaf area index, T: toename in temperatuur) en de gecombineerde reactie van deze drie effecten. Getallen aan de rechterkant weergeven de verschillen in gemiddelde afvoer ten opzichte van de 2018 afvoer.

Bodemvocht

Ander onderzoek was de interactie tussen bodemvocht en vegetatie en hoe die twee op elkaar reageerden tijdens de droogte van 2018. Zichtbaar werd dat de condities van het bodemvocht, mede door de lange droogte, fors en ook snel daalde in vergelijking met de normale condities. Echter, de daling bij de vegetatie zette pas na enkele weken in. “Er zat een vertraging in van twee tot drie weken voordat je een reductie zag in de productiviteit van de vegetatie. Misschien dat we het signaal van verandering in bodemvocht kunnen gebruiken als een early warning om te voorspellen wanneer de productiviteit van planten vermindert.”

Joost promoveerde eind oktober 2021. Klik hier voor zijn volledige proefschrift.