Greppels en kanalen: een belangrijke, maar vaak over het hoofd geziene bron van broeikasgasemissies

Satelietbeelden van greppels en kanalen in Australië, Finland, Mexico en Nederland. Credit: INGI/Google (2024)

Het is een koude wintermorgen in de sombere en kale akkers van de Oost-Angliaanse moerassen. Aan de rand van een veld steekt een wetenschapper een lange staaf in een greppel. Wat doet een klimaatonderzoeker hier?

Wij meten de uitstoot van broeikasgassen uit greppels en kanalen door monsters van greppelwater te verzamelen en deze in het laboratorium te analyseren. We gebruiken ook drijvende kamers—een low-tech creatie (soms gecombineerd met high-tech sensoren) gemaakt van een plastic emmer en zwemvleugels in de vorm van een noedel die op het water drijven en de gassen verzamelen die eruit worden uitgestoten.

Als biogeochemici van zoetwater onderzoeken we hoe elementen zoals koolstof en stikstof door zoetwaterecosystemen zoals rivieren, meren en vijvers circuleren. We bestuderen hoe door mensen veroorzaakte druk, waaronder eutrofiëring—wanneer overtollige voedingsstoffen algenbloei veroorzaken die zuurstof verbruiken—en klimaatverandering deze cycli beïnvloeden.

In tegenstelling tot veel andere wetenschappers hebben wij een voorliefde voor greppels en kanalen (we zullen ze voortaan allemaal greppels noemen), die doorgaans weinig aandacht krijgen in de wereld van het zoetwateronderzoek.

Onderzoekers hebben eerder berekend dat greppels tot 3% van de totale wereldwijde methaanemissies uit menselijke activiteiten uitstoten. In onze nieuwe studie gepubliceerd in Global Change Biology, ontdekken we dat ze ook aanzienlijke hoeveelheden CO2 en lachgas uitstoten.

Bij het vergelijken van dezelfde oppervlakte stoten greppels meer CO2 en lachgas uit dan vijvers, meren en reservoirs—waarschijnlijk door de hoge voedingsinvoer die in greppels terechtkomt. Met een ruwe schatting van de wereldwijde oppervlakte van greppels, schatten we dat het opnemen van greppels de wereldwijde CO2-uitstoot uit zoetwater met tot 1% en de lachgasemissies met tot 9% zou verhogen.

Deze percentages lijken misschien klein, maar ze tellen op. Wanneer we rekening houden met alle drie de broeikasgassen, stoten de greppels in de wereld 333 Tg CO2e (teragrammen CO2-equivalenten—a common unit to express the total climate impact of all greenhouse gases) uit. Dit is bijna gelijk aan de totale broeikasgasemissies van het VK in 2023 (379 Tg CO2e).

Voor deze studie werkten we samen met greppelexperts uit het VK, Nederland, Denemarken, Australië en China. We verzamelden bestaande gegevens over broeikasgasemissies van 119 greppels in 23 verschillende landen, verspreid over alle belangrijke klimaatzones.

We schatten dat de wereldwijde greppels ongeveer 5.353.000 hectare beslaan—ongeveer 22% van de totale landoppervlakte van het VK, of het hele Costa Rica. Onderzoekers weten echter nog steeds niet definitief hoe groot de wereldwijde omvang van greppels is—ze kunnen in werkelijkheid een veel groter gebied beslaan.

Greppels zijn door mensen gemaakte, lineaire waterwegen die zijn aangelegd voor verschillende doeleinden. Door wetlands te ontwateren, kunnen ze helpen productieve bodems te creëren voor het verbouwen van gewassen of bomen.

Ze transporteren ook water voor irrigatie. Sommige zijn aangelegd om wenselijke waterfront-eigendommen te creëren. Grotere kanalen spelen een rol in de scheepvaart en transport, terwijl greppels langs de weg dienen om het afstromende regenwater te herverdelen.

De totale lengte van greppels wereldwijd is onbekend, maar zeer groot. In veel Europese landen evenaart de totale greppel lengte die van hun beken en rivieren. Nederland heeft 300.000 km greppels die door landbouwgrond lopen. In Finland bedraagt de totale lengte van bosdrains ongeveer 1 miljoen km.

Greppels kunnen grote hoeveelheden broeikasgassen (CO2, methaan en lachgas) uitstoten die bijdragen aan de opwarming van de aarde en klimaatverandering. Greppels bevatten vaak stilstaand water en worden vaak aangetroffen in landbouw- en stedelijke landschappen, wat betekent dat ze hoge voedingsinvoer kunnen ontvangen van agrarisch afspoelen met mest en kunstmest, en van afspoelen van regenwater met gazonmeststoffen, huisdieren- en tuinafval.

Dit creëert de omstandigheden met laag zuurstofgehalte en hoge voedingsstoffen die ideaal zijn voor de productie van broeikasgassen—vooral methaan en lachgas, waarvan de opwarmingspotentieel veel hoger is dan dat van CO2. Gezien hun omvang leveren greppels dus een opmerkelijke bijdrage aan de broeikasgasbalansen van zoetwater in veel landen over de wereld.

Omheinen, planten en baggeren
Door greppels mee te nemen in hun jaarlijkse rapportage van broeikasgasemissies, kunnen landen een nauwkeuriger beeld van het probleem opbouwen. Juiste kwantificatie kan ook onderzoekers helpen manieren te vinden om de broeikasgasemissies uit greppels te verminderen. Bijvoorbeeld, strengere wetgeving kan het gebruik van kunstmest en mest nabij greppels beperken.

In Australië heeft het installeren van hekken om te voorkomen dat vee toegang krijgt tot farmdams de methaanuitstoot van dammen met de helft verminderd. Een soortgelijke strategie zou op greppels kunnen worden toegepast om de hoeveelheid voedingsrijke mest die erin stroomt te minimaliseren.

Het planten van meer bomen langs de greppeloevers zou kunnen helpen om enkele van de voedingsstoffen op te nemen en de watertemperatuur te verlagen door schaduw, wat ook de productie van broeikasgassen vermindert. Het baggeren van greppels kan voedingsrijke sedimenten verwijderen, terwijl het beluchten van greppelwater de omstandigheden minder ideaal kan maken voor de productie van methaan.

Oplossingen bestaan dus, maar ze zullen pas worden toegepast en opgeschaald zodra de significantie van de emissies uit greppels is gekwantificeerd en breder wordt erkend.