Een grote diversiteit aan plantensoorten leidt tot meer vastgelegde zonne-energie, niet alleen in de planten zelf, maar ook in het overige boven- en ondergrondse leven. Een internationaal team van onderzoekers, waaronder van Wageningen University & Research, NIOO-KNAW en Radboud Universiteit, laat zien dat een soortenrijke plantengemeenschap, zoals een bloemrijk grasland, meer biomassa vastlegt dan een soortenarme gemeenschap. De verhoogde status versterkt de energiestromen in het boven- en ondergrondse voedselweb. Bovendien lekt er minder energie weg. Dat schrijft het team in Nature Ecology and Evolution van deze week.
Het nieuwe aan onze studie is het antwoord op de vraag of de verhoogde energie-efficiëntie doorwerkt in hogere niveaus van het voedselweb
Dr. Sebastian T. Meyer, onderzoeker Technische Universiteit van München
Zonlicht voedt het leven op aarde. Planten spelen hierin een sleutelrol omdat zij deze zonne-energie rechtstreeks benutten voor de omzetting van CO2 uit de lucht en voedingsstoffen en water uit de bodem in nieuwe biomassa. Planten zijn daarmee de laadpalen van ecosystemen. De overige organismen halen hun energie uit die planten door ze te eten (de herbivoren), of door de planteneters op te eten (de carnivoren). Deze onderlinge voedselrelaties staan bekend als voedselwebben. Bovengronds vormen bladeren de basis van het voedselweb, ondergronds vervullen wortelstelsels die rol. Door het eten en gegeten worden stroomt er energie van de planten naar de micro-organismen en dieren die met de planten samenleven. Een deel van die energie wordt benut om nieuwe biomassa te creëren, terwijl een ander deel, inefficiënt, verloren gaat als CO2. Om veel biomassa in het voedselweb te behouden is het daarom van belang dat er zo weinig mogelijk CO2 verloren gaat in de gang van biomassa door de verschillende lagen van het boven- en ondergrondse voedselweb.
Het is van belang dat biodiversiteit ook in een veranderend klimaat productief blijft
Uit eerdere studies was reeds bekend dat soortenrijke plantengemeenschappen gemiddeld meer energie in de vorm van biomassa vastleggen, en dus productiever zijn, dan soortenarme gemeenschappen. “Het nieuwe aan onze studie is het antwoord op de vraag of de verhoogde energie-efficiëntie ook doorwerkt in de hogere niveaus van het voedselweb van herbivoren, carnivoren, micro-organismen en strooiseleters,” stelt dr. Sebastian T. Meyer, onderzoeker bij de Technische Universiteit van München. De studie toont aan dat hogere plantensoortenrijkdom resulteert in meer biomassa van de hogere trofische niveaus. Bovendien wordt die energie sneller en met een grotere efficiëntie, dus zonder grote verliezen, van het ene organisme naar het andere doorgegeven. Uit de studie blijkt dat in vergelijking met monoculturen (éen plantensoort), een gemeenschap van 60 soorten dubbel zoveel biomassa vastlegt.
De resultaten van de studie zijn ook relevant in het licht van het behoud van diversiteit en de ecosysteemdiensten ervan, en voor het ontwerpen van robuustere ecosystemen. Zowel in natuurlijke als in landbouwsystemen is het van belang dat deze ook in een veranderend klimaat productief blijven en hun bijdrage aan ecosysteemdiensten boven- en ondergronds blijven vervullen. Het werk toont aan dat plantendiversiteit hierin een cruciale rol speelt.
De studie werd uitgevoerd in het Jena Biodiversiteitsexperiment, dat in 2002 werd opgezet en nu het langstlopende grasland biodiversiteitsexperiment in Europa is. De plantensoortenrijkdom varieert van 1 tot 60 plantensoorten, opklimmend in proefvelden van 1, 2, 4, 8, 16 en 60 soorten, en omvat 16 verschillende soorten grassen, stikstofbinders en kleine en grote kruiden, ingezaaid in 80 proefvelden. Het totale proefveldenoppervlak is zo’n tien voetbalvelden groot.
Het is een enorme klus om wortels, organische stof en het bodemleven in onderlinge samenhang goed in kaart te brengen
Prof. Gerlinde De Deyn, Persoonlijk Hoogleraar Bodemecologie
Het onderzoek werd daarom ook uitgevoerd door een team van onderzoekers uit Duitsland, Oostenrijk, Zwitserland en Nederland met elkaar aanvullende expertises. “Om biodiversiteitseffect op het functioneren van ecosystemen te onderzoeken is lange-termijn onderzoek noodzakelijk, zeker wanneer het gaat om veranderingen in het bodemleven en bodemprocessen,” stellen prof. Gerlinde De Deyn en prof. Liesje Mommer van Wageningen University & Research en NIOO, beiden coauteurs van de studie. “Het is een enorme klus om wortels, organische stof en het bodemleven in onderlinge samenhang goed in kaart te brengen in zo veel verschillende plantengemeenschappen, laat staan om tegelijkertijd ook de koppeling te maken met het bovengrondse voedselweb. Alleen met teamwerk is een studie als deze mogelijk,” vult De Deyn aan.
