15 augustus 2018

Verbeterde voedselproductie (13) - 32 dingen die bomen kunnen bijdragen

Het jaar 2018 zal de boeken ingaan als een zeer droog jaar. Mogelijk dat deze nog droger uitvalt dan de zomer van 1976: het neerslagtekort (neerslag - verdamping geaccumuleerd vanaf 1 april) dit jaar is groter geweest dan die tijdens de zomer van 1976. Maar of de hele zomer ook zo droog blijft en het neerslagtekort dus nog verder op zal lopen, dat weten we pas als de gewassen stoppen met verdampen en de herfstregens het neerslagtekort opheffen.

Bron: https://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/droogtemonitor

In een jaar van grote droogte klinken her en der oproepen om meer bomen; meer bomen die in het agrarische landbouwsysteem zijn opgenomen (NRC, Volkskrant, Trouw). In deze blogpost wordt een overzicht gegeven van alle dingen die bomen bijdragen. Bij een meerdere dingen die bomen bijdragen, wordt verwezen naar een blogpost waarin uitgebreid op dat betreffende onderwerp wordt ingegaan. 

Bomen, waarom zijn ze eigenlijk van belang?

Bomen zijn fenomenale dingen, als je kijkt wat er de afgelopen jaren bekend is geworden over bomen, vraag ik me af wat we allemaal nog meer gaan ontdekken...
Drie fenomenale dingen die zoal ontdekt zijn in de afgelopen 20 jaar:
- bomen maken hun eigen wolken
- bomen hebben een geheugen
- bomen kunnen met elkaar communiceren (zie mijn eerdere blog hierover) en zorgen zelfs voor hun kinderen, maar ook voor hun ouden van dagen (zie het boek van Peter Wohlleben en deze fascinerende studie).

Als je kijkt naar bijdragen van bomen, dan valt het op dat ze een enorm belangrijke factor zijn in het creeeren van een stabiele basis, waar anderen vervolgens in kunnen floreren (planten, insecten, dieren en mensen). De totale bijdrage van bomen is zeer indrukwekkend. Helaas kan het merendeel van de verschillende bijdragen van bomen in onze gemonetariseerde samenleving niet omgezet in financiele bijdrage aan economisch leven. Het trieste gevolg is dat bomen, (oer)bossen en oerwouden, steeds meer het onderspit delven met alle gevolgen van dien op onze planeet. 

BOVEN DE GROND

1. Temperatuur regulering.
Een van de belangrijkste bijdragen die bomen leveren (naar mijn beleving), is dat ze de temperatuur op onze planeet reguleren. Metalen, zand, asfalt en betonnen oppervlakken kunnen in de volle zon zeer warm worden. Om opwarming te voorkomen is schaduw nodig. Bomen kunnen deze schaduw geven, waardoor ze voorkomen dat de oppervlakken waar ze hun schaduw op werpen opwarmen. Temperatuurverschillen van de luchttemperatuur tussen beschaduwde plekken en plekken in de volle zon kunnen oplopen tot wel 10 graden, de temperatuur van warmte absorberende oppervlakken kan nog veel verder oplopen. Maar ook als de luchttemperatuur gelijk is, zijn de verschillen van oppervlakte temperaturen nog steeds enorm.

Bron: https://www.facebook.com/photo.php?fbid=1418342381586830&set=a.594184634002613.1073741829.100002332454375&type=3&theater

Niet alleen heeft de schaduw een afkoelend effect, de schaduw van bomen op asfaltwegen kan ook een ander bijkomend effect hebben: wanneer het asfalt koel blijft, heeft het asfalt een langere levensduur. Dit komt mede doordat de olien in het asfalt minder opwarmen en vervliegen, waardoor de oliesubstantie bitumen langer goed blijft en dus de gravel en grind blijft binden en het asfalt dus niet uit elkaar valt.

Naast het geven van schaduw, verdampen bomen water via de huidmondjes in de bladeren. Deze verdamping resulteert in een lagere temperatuur, waardoor ze dus eigenlijk ook een airconditioning zijn. Volgens publicatie FS-363 van de USDA kan het verkoelende effect van een boom gelijk zijn aan 10 airconditioners die 20 uur koelen.
Volgens deze site staat het verdampen van 23 liter water ongeveer gelijk aan een 3,5 tonuur airconditioning (1 tonuur is de energie die nodig is om een 907 kg ijs van 0 graden in 24 uur te laten smelten; dit komt overeen met 12.000 BTU/uur of 3,5 kW). Ik kan dit echter niet na gerekend krijgen, narekening op basis van verdampingsenergie geeft andere getallen. Een aantal uitgangspunten voor deze berekening:
- Latente verdampingsenergie van water bij 30 graden is 2430 kJ/kg.
- een normale airco voor een kamer heeft een capaciteit van ongeveer 6.000 BTU/u.
- een grote boom kan echter tussen 100 tot 1500 liter per dag verdampen.

Op basis van deze gegevens kom ik tot de volgende berekening:

Verdampingsvolume [kg water/d] 100 1500
Omgevingstemperatuur [0C] 30 30
Latente verdampingsenergie [kJ/kg] 2429 2429
Gebruikte energie [kJ] 242.982 3.644.730
Omzettingscoeficient [J/BTU] 0,000948 0,000948
Gebruikte energie [BTU] 230.315 3.454.720
Koelingscapaciteit per airco [BTU/uur/airco] 6000 6000
Koeltijd [Airco Uur] 38,4 576
Runtijd airco [uur] = gelijk aan USDA uitgangspunt 20 20
Aantal airco's van 6000 BTU/uur 1,9 28,8

Een boom verdamping van 100 tot 1500 liter water per dag, staat dus gelijk aan de koelingscapaciteit van 2 tot 29 airconditionings; dit komt dus redelijk overeen met de berekening van de USDA. Een boom is dus echt een mega aircoditioning; in deze publicatie wordt 100 liter eveneens gelijkgesteld aan 2 airco's.
Tenslotte voorkomen bomen dat de temperatuur 's nachts heel sterk daalt. De warmte blijft immers tussen het dichte bladerdak hangen, waardoor afkoeling niet optreedt. Hierbij kan zelfs nachtvorst worden voorkomen.

Dit verkoelende effect (schaduw en airconditioning) treedt op in de zomer (als het warm is); in de winter (als het koud is), hebben ze geen bladeren en laten ze dus juist het zonlicht (en daarmee mogelijke verwarming van oppervlakten) door. Gecombineerd met het feit dat bomen ook een windbarriere zijn (zie voor het ontwerpen van een windbarriere deze blogpost), kan er een sterk lager energieverbruik worden gerealiseerd door het slim aanplanten van bomen: 's zomers minder gebruik van airco's en 's winters minder gebruik van de verwarming.

2. CO2 opname en O2 productie.
Door de fotosynthese die in de bladeren van bomen plaatsvindt, wordt CO2 opgenomen, waarbij de koolstof wordt vastgelegd bij de productie van glucose en wordt zuurstof geproduceerd, wat wordt afgegeven aan de lucht.

3. Luchtzuivering.
Bomen halen niet alleen CO2 uit de lucht, door hun enorme grote contact oppervlak met de lucht (via de bladeren) zijn ze een zeer goede luchtzuiveringsinstallatie en halen hierbij pollen, fijnstof en andere kleine deeltjes uit de lucht.

4. Opruimen van methaan
Een deel van de bomen produceren onder andere isopreen (zie deze blog over wat isopreen allemaal doet). De stof isopreen wordt in de lucht afgebroken. 
Het schoonmaakmiddel in de lucht zijn zogeheten hydroxylradicalen. Deze hydroxylradicalen ruimen methaan op. Voor het afbreken van isopreen worden ook hydroxylradicalen gebruikt, waardoor isopreen dus schoonmaakmiddel zou verbruiken (wat dus niet voor broeikasgassen kan worden gebruikt). 
Als isopreen wordt afgebroken, breekt het af tot hydro-peroxy-aldehyde. 
De vervolgstap hangt echter af van de concentratie hydroxylradicalen in de atmosfeer: als er zeer weinig hydroxylradicalen in de lucht aanwezig zijn, oxideert hydro-peroxy-aldehyde met zuurstof en zonlicht tot meer hydroxylradicalen. Bij hoge hydroxylconcetraties wordt hydro-peroxy-aldehyde verder afgebroken door te reageren met nog meer hydroxylradicalen. Isopreen fungeert dus als een bufferstof om de hydroxylconcentratie in de lucht binnen een bepaalde bandbreedte te houden!
Daarnaast blijken planten en bomen electrische stroomstoten te produceren tijdens onweer die kunnen leiden tot de vorming van hydroxylradicalen (bron).
Een soortendivers bos/oerwoud is dus in staat om de lucht erboven van steeds de juiste hoeveelheid schoonmaakmiddel te voorzien, zodat de lucht schoon en gezond blijft (bron)!

5. Wolkvorming.
Een deel van de bomen is in staat om invloed te hebben op de vorming van hun eigen wolken (zie een eerdere blog hierover), doordat ze stoffen produceren (Volatile Organic Compounds -VOC) die als condensatiekernen kunnen functioneren. Hiermee kunnen ze de omgeving verder afkoelen en ook regen veroorzaken. Doordat bossen zowel de verdamping als de neerslagkernen produceren maken ze letterlijk hun eigen regen. Ze voorzien dus elkaar / zichzelf van water!
 
6. Regionale water recycling.
Dankzij steeds meer meetdata en steeds sterkere computers, zijn we langzaam maar zeker in staat om wereldwijde computermodellen te maken van hoe de wereldwijde neerslag wordt gerecyled. Dit geeft dat we steeds beter inzicht krijgen in het belang van bossen: ze blijken cruciaal te zijn in het veroorzaken van neerslag in de binnenlanden van onze continenten. Zonder deze bossen drogen de binnenlanden van de grote continenten uit (zie onder andere het werk van van der Ent, Keys, Makarieva en Teuling). Daarbij blijken bomen zodanig water te verdampen dat ze in bepaalde gebieden net dat extra beetje water toevoegen aan de hoeveelheid vocht in de lucht dat het wel gaat regenen (zie deze blogpost).

7. Extra wateropname door de bladeren.
Bomen hebben een enorm bladoppervlak. Water verlaat de plant tijdens fotosynthese. Hierbij geldt, hoe warmer en hoe droger, hoe meer water de plant kan verlaten (de lucht zuigt als het ware het water meer uit de plant). Steeds meer onderzoek laat echter zien, dat water ook de plant in gezogen kan worden als de plant uitgedroogd is en er veel waterdamp in de lucht zit. Schattingen in droge gebieden over hoeveel water dit is opgenomen ten opzichte van de totale waterbeschikbaarheid lopen uit een van 30 tot 70% van het water in een plant. Voor aride gebieden zijn bomen dus een interessante mogelijkheid om meer water beschikbaar te maken.

8. Windbarriere.
Door het dichte bladerdek van een volwassen boom, wordt een boom blootgesteld aan enorme windkrachten. De flexibiliteit van de boom zelf, gecombineerd met het grote wortelstelsel van de boom, maakt dat een boom in staat is om de kracht van de wind af te voeren naar de bodem, waardoor de windsnelheid afneemt. Deze functie van windbarriere kan in een goed ontwerp echter ook zodanig worden gebruikt om de wind maximaal te sturen om verkoeling te bevorderen dan wel opwarming te verminderen (zie voor het ontwerpen van een windbarriere deze blogpost).

9. Absorberen van geluid.
Door het dichte bladerdek van een volwassen boom, absorbeert een boom heel veel geluid. Schattingen zijn dat bomen tot 40% van geluid kunnen absorberen.

10. Pioniersoorten herstellen beschadigde landschappen
Verschillende bomensoorten zijn echte pioniers. Ze zijn in staat om landschapherstellend werk te doen en maken later plaats voor andere niet pionierssoorten.

Op de grond

11. Vertraagde afvoer, vergrootte infiltratie en goede aanvulling van diep grondwater.
De bodem rondom en onder bomen is goed doorworteld. Deze wortels houden de bodem in leven, waardoor de bodem niet dichtslaat, en de infiltratiecapaciteit op peil blijft. Het bladerdek werkt tegelijkertijd als spons en demper bij hevige regen, waardoor het water vertraagd en met minder grote snelheid op de bodem terecht komt. Ook dit draagt bij aan een grotere mate van infiltratie van regen in de bodem. Deze vergrootte infiltratie resulteert ook in een verminderde oppervlakkige afstroming, waardoor een boom de impact van overstromingen verminderd. Tevens zorgt de extra infiltratie voor een vergrootte aanvulling van diepere grondwater voorraden, waarmee droogtes worden voorkomen. Tenslotte zorgt deze vergrootte infiltratie voor een betere basis afvoer van rivieren buiten het regenseizoen.

12. Natuurlijke bodembedekking.
Bomen laten hun bladeren vallen en zorgen daarmee voor een bedekking van de grond, ze geven dus een natuurlijke mulchlaag op de bodem. Bij het nut van mulch heb ik in een eerdere blog al uitgebreid bij stilgestaan.

13. Verminderde erosie
Doordat bomen zo'n sterk wortelstelsel hebben, kunnen ze de bodem zeer goed vast houden. Daar waar geen wortels zijn kan de bodem snel weg eroderen. Dit kan zowel midden op het land zijn als langs een rivier. Grootschalig verlies van vegetatie (waaronder bomen) maakt dat erosie van onze bodem op dit moment een zeer groot probleem is (zie deze blog over bodemerosie).

Bron: https://www.facebook.com/Avantgardens.org/photos/a.573121939368238.146332.531746770172422/2370845826262498/?type=3&theater

Onder de grond

14. Hydraulische herverdeling. 
Zoals ik in een eerdere blog heb uitgelegd, zijn sommige bomensoorten in staat om bodemvocht her te verdelen, door variatie in zuigspanning in de bodem. Water kan hierdoor versnelt infiltreren via boomwortels ten tijde van regenval, dan wel in droge tijden naar boven worden gebracht en in droge bovenlagen worden afgegeven door plantenwortels zodat andere planten hiervan kunnen profiteren.

15.Bomen houden de bodem in leven
Schattingen lopen uiteen, maar waarschijnlijk gaat minstens 20 % van alle suikers die bomen aanmaken via de wortels naar het bodemleven. In de bodem houden de bomen het "wood wide web" in leven (zie mijn blog hierover), wat bijvoorbeeld water en voedingstoffen aan de boom levert in ruil voor suikers, maar ook een biologische oorlog voor de boom voert tegen andere soorten.

16. Bomen zorgen voor een toename van koolstof in de bodem
Een groot deel van de suikers die bomen via hun wortels afgeven gaat naar schimmels, waar bomen in symbiose mee leven. Deze schimmels slaan deze suikers op in hun schimmeldraden. Ook maken schimmels zeer complexe humus zuren, die zeer lastig afbreekbaar zijn. De aanwezigheid van de schimmels (dankzij de bomen) zorgt dus voor toename van koolstof in de bodem, met alle positieve gevolgen die daaraan vast hangen.

17. Schoon water
Door de verminderde erosie, de vergrootte infiltratie van regen en de sterke samenwerking met het ondergrondse "wood wide web" zorgen ze ook voor schoon water (zowel qua geerodeerde bodemdeeltjes als qua chemische samenstelling van het water).

18. Bomen kunnen stikstof binden, en daarmee de bodem vruchtbaarder maken.
Onder andere de vlinderbloemigen leven in symbiose met bactieren die stikstof binden. Hierdoor wordt de bodem verrijkt met stikstof, wat een meststof is voor de bodem, en dus de ontwikkeling en groei van planten bevordert.

Het milieu

19. Leefomgeving voor vissen
Mangrovebomen creeeren een leefomgeving voor vissen en zijn een broedkamer voor paaiende vissen, waardoor de visstand enorm kan worden geboost.

20. Leefomgeving voor vogels, insecten en andere dieren
Bomen (groot klein, als bos of als heg) creeeren microklimaten die dieren, insecten en vogels kunnen aantrekken. De dieren, insecten en vogels rusten (tijdens de warmte overdag), slapen ('s nachts), schuilen voor roofdieren, broeden of herstellen hier.

Bron: https://cindyisenhour.files.wordpress.com/2013/02/bird_canopy_layers700.jpg

21. Bomen creeeren een schaduwomgeving voor schaduwminnende planten
Bomen worden vaak omringt door andere kleinere planten. Als de bomen echter worden gekapt, heeft deze "ondergroei" het moeilijk. De hoge bomen creeeren dus een leefomgeving voor anderen.

22. Bomen creeeren een klimrek voor de klimplanten
Bomen groeien de hoogte in, en zijn daarmee een klimrek voor de klimplanten zoals de kamperfoelie, druif, klimop en de vanille plant. Op hun beurt leveren deze planten weer voedsel en beschutting aan insecten, vogels en mensen.

23. Bomen geven een plezierige geur af aan de lucht. 
Veel bomen laten ruiken dat ze er zijn, onder andere door bloemen. Sommige van deze bloemen worden daarom geoogst voor het maken van parfums (zoals bijvoorbeeld de Ylang Ylang)

24. Bomen hebben een belangrijke impact op waar ze staan (omgeving en landschap). 
Ze doen dit door hun grootte, maar ook door hun kleurvariatie gedurende het jaar (kaal, lichtgroen, groen, donkergroen, geel, bruin), vorm, bloemen. Daarnaast kunnen ze ook een landschap zachter maken door de harde kanten te bedekken, of betonnen woestijnen leefbaarder te maken. Verder definieren ze ruimtes (begrenzing door waar wel of niet bomen staan) en kunnen ze dus een gevoel van veiligheid geven, dan wel een schuilplaats / beschutting geven.

Voor de mensen

25. Bossen creeren omgevingen die goed zijn voor de psyche en de gezondheid van de mens
Bossen hebben een bepaalde schoonheid, die leidt tot rust, sereniteit en kalmering. Ook het gezang van vogels kan mensen tot rust brengen. In Japan wordt zelfs een bosbad (onderdompelen in het bos, middels een lange wandeling) als rustgevend en kalmerend middel voorgeschreven (zie hier een artikel over een boek over Bosbadderen).
Een studie in een ziekenhuis in de VS vond dat patienten beter genezen als ze uitkijken op bomen. In Belgie bleek dat in wijken met grote hoge bomen het medicijngebruik lager was (bron).

26. Bomen zijn een verbinding tussen generaties. 
Een normale boom in een gezond ecosysteem moet 300 tot 500 jaar kunnen worden en overstijgt hiermee de lengte van een mensen leven

27. Bomen nodigen uit tot activiteiten.
Daar waar bomen staan, gaan kinderen proberen erin te klimmen, er hutten in te bouwen etc. Dit resulteert in gezonde activiteit voor kinderen, wat goed is voor hun motoriek, het leren van grenzen en van pijn (ze vallen er een keer uit), en obesitas voorkomt. Ook leidt dit tot meer interactie tussen mensen bij elkaar in de buurt (ouders).

28. Vastgoed is duurder als er bomen omheen staan.
Doordat bomen zo'n impact op het landschap hebben en het een positieve invloed heeft op hoe mensen zich voelen, blijkt vastgoed wat omringt is door bomen ook duurder kan zijn. Volgens publicatie FS-363 van de USDA kunnen in de VS woningen in bomenrijke buurten tot wel 10 a 20% duurder zijn.

29. Bomen geven vruchten, noten, vezels, zaden, sappen, gom, harsen en medicinale producten.
Bomen zijn een rijke bron van natuurproducten. Eetbare vruchten, zaden en noten worden geoogst. Ook worden sappen uit bomen getapt zoals esdoornsap, berkensap, maar ook rubber. Daarnaast zijn er veel bomen die vezels opleveren, zoals de kapok, of de palmboom. Ook gom en harsen worden gewonnen uit bomen. Tenslotte zijn er vele medicinale producten afkomstig uit bossen.

30. Het dode hout is een groeiplaats voor paddestoelen
Hout wordt afgebroken door schimmels. Deze schimmels vermenigvuldigen zich via paddestoelen. Meerdere paddestoelen soorten zijn eetbaar. Gericht enten van schimmelsporen op vers hout kan resulteren in een rijke oogst van eetbare paddestoelen.

31. Bomen leveren hout
Bomen zetten CO2 via fotosynthese uiteindelijk om in hout. Dit hout kan voor allerlei doeleinden worden gebruikt: brandhout om op te koken of een huis mee te verwarming, constructiehout (planken en balken), of hout voor houtsnijwerk en papier, maar taaie takken en tenen kunnen ook worden gebruikt voor het maken van matten of manden.

32. Bomen verlagen criminaliteitscijfers
Onderzoek in de stad Baltimore in de VS heeft laten zien dat er een omgekeerde correlatie bestaat tussen de aanwezigheid van hoge bomen en criminaliteitscijfers. Waar struiken juist voor meer criminaliteit en onveiligheid kunnen zorgen, blijken hoge bomen juist te zorgen voor meer veiligheid: 10% meer boombedekking in een gebied zorgde voor een verlaging in criminaliteit van 12%.

Conclusie

Kortom, ik hoop dat bovenstaande 32 bijdragen van bomen, laten zien dat bomen zacht gezegd redelijk nuttige wezens zijn. Ze verdienen het om in hun habitat te worden geplaatst, en dan een goed leven te hebben, zodat ze onze planeet leefbaar houden.

Bron: https://i2.wp.com/blog.natuurlijkemoestuin.be/wp-content/uploads/2013/01/functie-boom.jpg?w=561

Bronnen:

- "Het verbrogen leven van bomen" Peter Wohlleben
- https://projects.ncsu.edu/project/treesofstrength/benefits.htm
- https://permaculturenews.org/2017/05/12/mere-20-roles-trees-can-play-permaculture-design/
- https://www.grow-trees.com/Benefits-Of-trees.php
- https://nieuws.kuleuven.be/en/content/2022/you-don2019t-cut-down-an-old-tree-ku-leuven-study-demonstrates-connection-between-large-urban-trees-and-human-health

Meer lezen:
David Haskell: Het geheime leven van bomen (2018). Uit het Engels vertaald door Bonella van Beusekom. Meulenhoff; 320 pagina’s;
Qing Li: Shinrin-yoku – De kunst en wetenschap van het bosbaden (2018). Uit het Engels vertaald door Sander Brink en Marike Groot. Bruna; 303 pagina’s;
Richard Powers: Tot in de hemel (2018). Uit het Engels vertaald door Jelle Noorman. Atlas Contact; 603 pagina’s; 
Colin Tudge: The Secret Life of Trees (2005). Penguin; 520 pagina’s;  (Nederlandse vertaling is alleen nog tweedehands te krijgen).
Peter Wohlleben: Het verborgen leven van bomen (2016). Uit het Duits vertaald door Bonella van Beusekom. Lev.; 222 pagina’s; 

ps. de eerste versie had 27 dingen, met het opruimen van methaan (nummer 4), wateropname via de bladeren (nummer 7), toename van koolstof in de bodem (nummer 16), het klimrek (nummer 22) en de daling van criminaliteitscijfers (nummer 32) zijn het er 32 geworden
pps. in de eerste 2 versies van deze blogpost kwam ik tussen 3 en 38 kamerairco's koelingscapaciteit uit. Bij nader inzien bleek deze berekening m.i. niet te kloppen.

Geen opmerkingen: