Belangrijke Verandering in het Amerikaanse Landschap: ‘Natuurlijke’ Verstoringen Overtreffen Menselijke Invloeden

Verstoringen van het landschap in de VS (1988–2022)

Als het je lijkt dat krantenkoppen over 100- of 1.000-jaar overstromingen en megabranden de laatste tijd frequenter lijken te worden, dan is dat geen verbeelding.

Een project geleid door onderzoekers van het Global Environmental Remote Sensing (GERS) Lab van de UConn heeft verrassende inzichten opgeleverd over landverstoringen en rampen in de Verenigde Staten sinds de late jaren ’80. Dit omvat een verschuiving in de oorzaken van deze verstoringen en hoe ze met schrikbarende intensiteit en frequentie toenemen. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Geoscience.

Het onderzoek is het resultaat van een project van tien jaar om een classificatie- en mappingproject voor verstoringsagenten in de aaneengeschakelde Verenigde Staten (CONUS) uit te voeren, legt GERS-directeur en universitair hoofddocent in de afdeling Natuurlijke Hulpbronnen en Milieu van de College of Agriculture, Health and Natural Resources (CAHNR), Zhe Zhu, uit. Dit ambitieuze project omvatte een zorgvuldige analyse van Landsat-satellietgegevens die meer dan 40 jaar beslaan.

Verstoringen zoals orkanen en branden herstructureren het landschap en spelen een cruciale rol in de systemen van de aarde. Het is daarom belangrijk om te begrijpen wat deze soorten verstoringen aandrijft om te kunnen voorspellen welke veranderingen er mogelijk in het verschiet liggen.

Bij het praten over verschillende soorten verstoringen is de woordkeuze cruciaal, omdat de definitie van “natuurramp” misleidend kan zijn. De auteurs zijn voorzichtig in het definiëren van de trends die we nu zien. “Veel verstoringen zijn niet langer puur natuurlijk, en er is geen duidelijke scheidslijn meer tussen menselijke en natuurlijke verstoringen,” zegt Zhu. “Bijvoorbeeld, er zijn tegenwoordig zoveel bosbranden en veel daarvan worden niet meer door bliksem veroorzaakt.”

In het geval van overstromingen kunnen menselijke activiteiten zoals houtkap, ontbossing, constructie, ondoordringbare oppervlakken of dambreuken deze verstoringen versterken. Ze worden daarom indirect beïnvloed door mensen en door antropogene klimaatverandering. De onderzoekers noemen deze categorie “wilde” verstoringen.

“We voelen dat we deze verstoringen niet langer ‘natuurlijke verstoringen’ kunnen noemen, dus hebben we dit nieuwe kader gemaakt dat menselijke verstoringen vergelijkt met ‘wilde’ verstoringen zoals vegetatiestress, georisico’s, wind en brand, die we in een andere categorie plaatsen omdat ze ook sterk indirect door mensen worden beïnvloed,” zegt Zhu.

Hoofdauteur en universitair docent in de afdeling Natuurlijke Hulpbronnen en Milieu, Shi Qiu, legt uit dat de studie zich richt op landverstoringen die voorkomen in verschillende type landoppervlakken, omdat veel van het onderzoek op dit gebied zich alleen op bosverstoringen heeft gericht.

Met behulp van een geavanceerd algoritme genaamd COLD, ontwikkeld door Zhu, hebben de onderzoekers Landsat-gegevens geanalyseerd van 1982 tot 2023 om de context waarin verschillende verstoringen plaatsvonden beter te begrijpen. Dit omvatte het moment en de plaats van de verstoring, evenals de oorzakelijke agenten zoals houtkap, constructie, brand of vegetatiestress.

“Bijvoorbeeld, we kunnen wilde verstoringen vastleggen, zoals bosbranden of orkanen, maar we kunnen ook menselijke verstoringen vastleggen, zoals houtkap, constructie en landbouw. We hebben langdurige Landsat-satellietgegevens gebruikt om deze verstoringen in de afgelopen decennia vast te leggen en te zien hoe deze verstoringen in de VS zijn verschoven,” zegt Qiu.

Voor het eerst kunnen ze, zegt Zhu, de oorzaak van de verstoring onderscheiden en het getroffen gebied door verschillende oorzakelijke agenten analyseren en kwantificeren, evenals trends volgen, wat de onderzoekers als behoorlijk verrassend ervaren. “We hebben ontdekt dat menselijke verstoringen enorm zijn in de VS, maar we hebben waargenomen dat menselijke verstoringen in de afgelopen decennia zijn afgenomen. Ondertussen hebben we ontdekt dat wilde verstoringen toenemen. Dat is een belangrijke bevinding,” zegt Zhu.

Het is nuttig om huidige en voortdurende rampen te bekijken om de omvang van deze bevindingen te begrijpen, zegt Zhu. Bijvoorbeeld, de recente overstromingen in Texas die meer dan 100 mensen het leven kostten, of de snelgroeiende branden in Californië en Oregon, tot lokale voorbeelden van jarenlange droogte en plagen van de spintmot die de bomen in de regio hebben beïnvloed.

“Ze zijn allemaal met elkaar verbonden: ons land veranderen veroorzaakt grote rampen en veranderingen in het landschap op een schaal die we nog niet eerder hebben gezien,” zegt Zhu. “Veel van hen zijn extreme weersomstandigheden, maar een vraag die we hebben is wat de oorzaken zijn die ze veroorzaken? Worden ze groter of kleiner in het getroffen gebied? Worden ze frequenter dan voorheen? We konden de trends zien, inclusief de versnelling of vertraging van de trends.”

De onderzoekers ontdekten dat wilde verstoringen niet alleen in frequentie toenemen, maar ook in ernst. “Ze worden wild en daarom vinden we ‘wild’ een nuttige term om deze verstoringsagenten te beschrijven.” Om dit belangrijke werk voort te zetten, zeggen de onderzoekers dat ze op zoek zijn naar mogelijkheden om samen te werken om deze methode in andere regio’s toe te passen.

“Dit is geen eenvoudig onderzoek dat één persoon of een paar mensen kunnen doen. We hebben veel samenwerkingen met experts in de remote sensing aan andere universiteiten en uitstekende ecologen. We hebben allemaal samengewerkt om dit te realiseren,” zegt Qiu. “Om deze dataset te analyseren, heeft de UConn High-Performance Computing-faciliteit ons ook veel ondersteuning geboden.”

De toenemende trends die de onderzoekers hebben waargenomen, zijn niet lineair, zegt Zhu, wat het moeilijk maakt om de ernst van toekomstige verstoringen te voorspellen. Nu is het tijd voor meer onderzoek zoals dit om het beheer van veerkracht te helpen sturen.