Nieuw onderzoek toont aan dat menselijk ingrijpen en de opwarming van de aarde zoetwaterbronnen zo hebben veranderd dat hun capaciteit om vitale ecologische en klimatologische processen te reguleren, in gevaar is.
Het onderzoek is gedaan door onderzoekers van de Finse Aalto Universiteit. De studie toont aan dat gedurende de afgelopen eeuw mensen het zoetwatersysteem van de aarde uit balans hebben gebracht die er nog wel was vóór de industrialisatie.
Dit is de eerste keer dat veranderingen in de mondiale watercyclus over zo'n lange periode zijn beoordeeld met een passende referentiebasislijn. De bevindingen, gepubliceerd in Nature Water, schetsen dat menselijke activiteiten, zoals damconstructie, grootschalige irrigatie en de opwarming van de aarde, zoetwaterbronnen zó hebben veranderd dat hun capaciteit om vitale ecologische en klimatologische processen te reguleren, in gevaar is.
Het internationale onderzoeksteam berekende voor de gehele aarde de maandelijkse waterafvoer en de hoeveelheid bodemvocht in een grid van ongeveer 50 x 50 km, met behulp van gegevens uit hydrologische modellen die alle belangrijke menselijke invloeden op de zoetwatercyclus combineren. Als basislijn bepaalden ze de omstandigheden tijdens de pre-industriële periode (1661-1860). Ze vergeleken vervolgens de industriële periode (1861-2005) met deze basislijn.
Meer extremen op meer plekken
De analyse toont een toenemende frequentie van uitzonderlijk droge of natte omstandigheden, afwijkingen in debiet en bodemvocht. Droge en natte afwijkingen zijn sinds het begin van de 20e eeuw consistent voorgekomen over aanzienlijk grotere gebieden dan in de pre-industriële periode. Over het algemeen is het wereldwijde landoppervlak waar afwijkingen zich voordoen, bijna verdubbeld in vergelijking met de pre-industriële omstandigheden.
“We hebben vastgesteld dat uitzonderlijke omstandigheden nu veel frequenter en wijdverbreider zijn dan voorheen, wat duidelijk aantoont hoe menselijke acties de staat van de mondiale zoetwatercyclus hebben veranderd”, zegt Vili Virkki, doctoraal onderzoeker aan de Aalto Universiteit en een van de hoofdauteurs van het artikel.
Samenhang met klimaatverandering
Omdat de analyse op basis van een gedetailleerde en hoge frequente waarnemingen is uitgevoerd, konden de onderzoekers geografische verschillen in de afwijkingen onderzoeken. Uitzonderlijk lage rivierafvoer- en bodemvochtomstandigheden kwamen vaker voor in veel tropische en subtropische regio's, terwijl veel boreale en gematigde regio's een toename zagen van uitzonderlijk natte omstandigheden, vooral wat betreft bodemvocht. Deze patronen komen overeen met veranderingen in de beschikbaarheid van water als gevolg van klimaatverandering.
Er bleken complexere patronen te zijn in regio's met een lange geschiedenis van menselijk landgebruik en landbouw. Zo hebben de stroomgebieden van de Nijl, Indus en Mississippi uitzonderlijk lage rivierafvoer en natte bodemvochtomstandigheden ervaren, wat wijst op veranderingen die zijn veroorzaakt door irrigatie.
"Het gebruik van een methode die consistent en vergelijkbaar is voor alle hydrologische variabelen en geografische schalen is cruciaal voor het begrijpen van de biologische processen en menselijke acties die de veranderingen in zoetwater veroorzaken die we zien", legt Miina Porkka uit, die het onderzoek mede heeft geleid.
Druk op zoetwatersystemen verminderen
Met dit integrale beeld van de veranderingen in stroomafvoer en bodemvocht zijn onderzoekers beter in staat om de oorzaken en gevolgen van de veranderingen in de zoetwatercyclus te onderzoeken. "Het in meer detail begrijpen van deze dynamiek kan helpen bij het sturen van beleid om de schade te beperken. Maar onze eerste prioriteit moet zijn om de door de mens veroorzaakte druk te verminderen op zoetwatersystemen die essentieel zijn voor het leven op aarde", zegt Matti Kummu, universitair hoofddocent aan de Aalto Universiteit en senior auteur van de studie.
