Wat gebeurt er als het Amazonewoud opdroogt? Dit decennialange experiment biedt inzichten

Onderzoeker Mateus Cardoso Silva van de Universiteit van Exeter werkt in het bos aan het Esecaflor-project in het Caxiuana National Forest, Para staat, Brazilië, op donderdag 20 maart 2025. Een korte wandeling onder de dichte Amazone-kruin onthult een open plek. Vallen bomen verrotten, de bomen staan verder uit elkaar en de temperatuur stijgt op plaatsen waar zonlicht de grond bereikt. Dit is het resultaat van 24 jaar ernstige droogte in ’s werelds grootste regenwoud.

Dit stuk aangetast bos, zo groot als een voetbalveld, is een wetenschappelijk experiment. Opgericht in 2000 door Braziliaanse en Britse wetenschappers, is Esecaflor—afkorting voor “Project voor Bosdroogteonderzoek” in het Portugees—ontworpen om een toekomst te simuleren waarin het veranderende klimaat de regenval in de Amazone kan verminderen. Het project is het langstlopende experiment van zijn soort ter wereld en heeft geleid tot tientallen academische artikelen op gebieden variërend van meteorologie tot ecologie en fysiologie.

Inzicht in hoe droogte de Amazone beïnvloedt, een gebied dat twee keer zo groot is als India en zich uitstrekt over verschillende Zuid-Amerikaanse landen, heeft gevolgen die verder gaan dan de regio zelf. Het regenwoud slaat een enorme hoeveelheid kooldioxide op, een broeikasgas dat de belangrijkste oorzaak van klimaatverandering is. Volgens een studie slaat de Amazone de equivalente hoeveelheid koolstof van twee jaar wereldwijde koolstofemissies op, die voornamelijk voortkomen uit de verbranding van kolen, olie en benzine. Wanneer bomen worden gekapt of verwelken en sterven door droogte, geven ze de koolstof die ze opsloegen vrij in de atmosfeer, wat de opwarming van de aarde versnelt.

Om droogteomstandigheden na te bootsen, heeft het project, gelegen in het Caxiuana National Forest, ongeveer 6.000 doorzichtige plastic panelen op een hectare (2,5 acre) geplaatst, waarmee ongeveer 50% van de neerslag van de bosbodem wordt afgeleid. De panelen zijn 1 meter boven de grond geplaatst aan de zijkanten en tot 4 meter in het midden. Het water werd afgevoerd in goten en geleid door greppels die rond de omtrek van het perceel waren gegraven.

Naast dit perceel is een identiek stuk ongeëffend gelaten als controle. In beide gebieden zijn instrumenten aan bomen bevestigd, op de grond geplaatst en begraven om bodemvocht, luchttemperatuur, boomgroei, sapstroom en wortelontwikkeling te meten, naast andere gegevens. Twee metalen torens staan boven elk perceel. In elke toren meten NASA-radars hoeveel water er in de planten zit, wat onderzoekers helpt om de algehele stress van het bos te begrijpen. De gegevens worden naar het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Californië gestuurd, waar ze worden verwerkt.

“Het bos leek aanvankelijk bestand tegen de droogte,” zegt Lucy Rowland, een professor in de ecologie aan de Universiteit van Exeter. Dat begon echter ongeveer 8 jaar later te veranderen. “We zagen een grote afname van biomassa, grote verliezen en sterfte van de grootste bomen,” voegde Rowland toe. Dit resulteerde in het verlies van ongeveer 40% van het totale gewicht van de vegetatie en de koolstof die daarin was opgeslagen. De belangrijkste bevindingen werden gedetailleerd in een studie die in mei werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Ecology & Evolution. Het toont aan dat het regenwoud tijdens de jaren van vegetatieverlies verschuift van een koolstofput, dat wil zeggen een opslagplaats van kooldioxide, naar een koolstofemitter, voordat het uiteindelijk stabiliseert.

Er was één positief bericht: de decennialange droogte heeft het regenwoud niet veranderd in een savanne of grote grasvlakte, zoals eerdere modelgebaseerde studies hadden voorspeld.

In november werden de meeste van de 6.000 doorzichtige plastic dekens verwijderd, en nu observeren wetenschappers hoe het bos verandert. Er is momenteel geen einddatum voor het project. “Het bos heeft zich al aangepast. Nu willen we begrijpen wat er daarna gebeurt,” zegt meteoroloog João de Athaydes, vice-coördinator van Esecaflor en professor aan de Federale Universiteit van Para. “Het idee is om te zien of het bos zich kan regenereren en kan terugkeren naar de basislijn van toen we met het project begonnen.”

Tijdens een bezoek in april leidde Athaydes journalisten rond de locatie, die veel onderzoekers herbergde. Het gebied was zo afgelegen dat de meeste onderzoekers een volledige dag met de boot van de stad Belem hadden gereisd, waar later dit jaar de volgende jaarlijkse VN-klimaatconferentie plaatsvindt. Tijdens de dagen in het veld verbleven de wetenschappers op de Ferreira Penna Scientific Base van het Emilio Goeldi Museum, op enkele honderden meters van de percelen.

Vier teams waren aan het werk. Eén verzamelde bodemmonsters om de wortelgroei in de bovenste laag te meten. Een ander team verzamelde weergegevens en volgde de bodemtemperatuur en -vochtigheid. Een derde meet de vochtigheid van de vegetatie en de sapstroom. Het vierde team concentreerde zich op plantfysiologie. “We weten zeer weinig over hoe droogte de bodemprocessen beïnvloedt,” zei ecoloog Rachel Selman, onderzoeker aan de Universiteit van Edinburgh en een van de co-auteurs van de Nature-studie, tijdens een pauze.

De droogtesimulatie van Esecaflor vertoont enkele parallellen met de afgelopen twee jaar, toen een groot deel van het Amazone-regenwoud, onder invloed van El Niño en de impact van klimaatverandering, de ernstigste droogteperiodes ooit heeft doorgemaakt. De verwoestende gevolgen varieerden van de dood van tientallen rivierdolfijnen door opwarming en terugtrekkend water tot enorme bosbranden in oude groeigebieden.

Rowland legt uit dat de recente El Niño kortetermijn, intense gevolgen voor de Amazone heeft gebracht, niet alleen door verminderde neerslag maar ook met pieken in temperatuur en dampdruktekort, een maat voor hoe droog de lucht is. In tegenstelling tot het Esecaflor-experiment, dat zich alleen richtte op het manipuleren van bodemvocht om de effecten van langdurige verschuivingen in neerslag te bestuderen. “Maar in beide gevallen zien we een verlies van het vermogen van het bos om koolstof op te slaan,” zegt ze. “In plaats daarvan wordt koolstof weer in de atmosfeer afgegeven, samen met het verlies van bosbedekking.”