Verbeterde voedselproductie (3a): beinvloeden bomen de vorming van wolken I?

Regen is van cruciaal belang voor al het leven op onze planeet. Regen is de start van de hydrologische cyclus. Regen kan alleen plaatsvinden als er wolken vormen. Wolken vormen zich doordat waterdamp van fase verandert: de waterdamp condenseert tot waterdruppels of desublimeert /rijpt tot ijs. In heel schoon water wat wordt afgekoeld onder de 0 graden C, zullen geen ijskristallen vormen tot ongeveer -40 graden als ineens alles bevriest. Om wel de eerste ijskristallen te laten vormen zijn condensatiekernen (condensatie kernen, Condensation Nuclei, CN) en bevriezingskernen (Ice Nuclei, IN) nodig, waar het ijskristal op kan vormen. Hiervoor moet het water dus een beetje vervuild zijn. Hier zijn heel veel verschillende materialen voor, stof, roet, klei, zoutkristallen, vulkanische as etc. De natuur blijkt echter ook een bijdrage te leveren en allerlei producten te leveren waarop condensatie dan wel sublimatie kan plaatsvinden. De natuur (planten en bodemleven) beinvloeden in die zin dus ons klimaat in zeer sterke mate (zie ook deze video).
In zes blogs binnen de serie "verbeterde voedselproductie" wordt stilgestaan bij verschillende natuurlijke materialen of producten waarop condensatie kan plaatsvinden en naar wanneer de productie van deze kernen (verhoogd) plaatsvind:

Verbeterde voedselproductie (5a): hydraulische herverdeling van water door bomen

Bomen hebben allerlei functies waar veel mensen zich niet van bewust zijn. Een bijzondere is de herverdeling van bodemvocht, zowel tijdens natte periodes, als tijdens droge periodes. Hoe dat werkt, daar gaat deze blog over.

Hoe werkt deze hydraulische herverdeling?

De meeste mensen zijn er bekend mee dat bomen het vermogen hebben om water op te zuigen waar het beschikbaar is en dit vervolgens naar de bladeren te transporteren, waar het kan verdampen. In natte tijden wordt meer water uit de bovenste bodemlagen opgezogen, en in drogere tijden wordt meer water uit dieper gelegen lagen gezogen, waar nog steeds water beschikbaar is.
Onderzoek laat echter zien dat door het verschil in zuigspanning tussen verschillende lagen in de bodem, water in natte tijden niet alleen wordt opgezogen door de wortels in de natte bodemlagen om te worden gebruikt door de plant, maar ook kan worden getransporteerd naar diepere, drogere bodemlagen waar het wordt afgegeven aan deze bodemlaag. De wortels van de bomen helpen dus om het water her te verdelen over de bodem, zodat er een snellere infiltratie van water plaats kan vinden.
Daarnaast vindt in droge tijden precies het omgekeerde plaats: het water wordt vanuit diepere lagen door de bomen opgezogen en gebruikt door de bladeren, maar ook getransporteerd naar ondiepe lagen, waar het gebruikt kan worden door andere planten.

Verwoestijning (3): Versterkt verwoestijning zichzelf?

Woestijnen zijn gebieden met weinig neerslag, en daardoor hebben ze een zeer specifieke en vaak kortdurende biodiversiteit en vegetatiegroei. Mede hierdoor zijn het gebieden met extreme temperaturen: temperaturen zijn hoog gedurende de dag en laag gedurende de nacht.

De vraag rondom verwoestijning is, versterkt het proces van verwoestijning zich? Indien dat namelijk zo is, dan is verwoestijning een stuk moeilijker te bestrijden.

Daarom een zoektocht naar het proces van verwoestijning. Hierbij heb ik dankbaar gebruik gemaakt van de uitgebreide zoektocht die een goede vriend van me al heeft beschreven.

Invloed van woestijn op neerslag

Op in ieder geval 4 (aan elkaar gerelateerde) manieren hebben de woestijnen invloed op de neerslag:
- Stof uit de woestijn
- beschikbaarheid van bodemvocht
- temperatuur aan de grond
- beschikbaarheid van neerslagkernen

Verwoestijning (2): Waarom zijn de woestijnen waar ze zijn?

Een groot deel van de wereld bestaat uit woestijnen. Is het duidelijk waarom deze woestijnen zijn waar ze zijn? Twee globale processen blijken van groot belang te zijn.

Waar liggen de woestijnen en droge gebieden?

De droge gebieden op de aarde bevinden zich langs de westkust van de VS, langs de oost en west kust van zuid Amerika, aan de zuidwestzijde van Arika, in geheel nood Afrika, het midden Oosten, Centraal Azie, delen van China en Australie.

Bron: http://www.greenfacts.org/en/desertification/figtableboxes/appendix-a.htm

Ons voedsel (14), Verwoestijning (1): Hoe beinvloed landbouw verwoestijning?

De mens heeft op onze planeet een steeds grotere invloed. Deze invloed is vooral te zien rondom de stijging van de broeikasgassen, klimaatverandering en verminderde bio diversiteit. Maar hoe staat het met de invloed van de landbouw op verwoestijning?

Antropogene transformatie

Algemeen lijkt te gelden dat waar veel mensen zijn geweest, hier een impact wordt achtergelaten. Hoe groter de bevolkingsdichtheid, hoe groter de impact. Het samenvoegen van heel veel historisch onderzoek heeft inzicht gegeven in hoe de bevolkingsdichtheid in de afgelopen 5000 jaar gevarieerd heeft:

Bron: https://ourworldindata.org/wp-content/uploads/2013/05/world-maps-of-population-density-over-the-last-5000-years-goldewijk-beusen-and-janssen-2010.png

Ons voedsel (8b): hoe ziet de biologische markt eruit?

In blog 8a heb ik aangegeven dat de globale voedingssector aan het consolideren is: de 10 grootste bedrijven hebben na een lange reeks fusies en overnames ondertussen 30% van de wereldwijde verpakte voedselproductie. De top 100 heeft ongeveer 77% in handen.

In de zoektocht naar biologische producten, zijn veel nieuwe merken ontstaan die proberen duurzamer, meer verantwoord geproduceerd voedsel op de markt te brengen. Deze markt is booming, in de VS was de omzet aan biologische producten in 2013 $26,7 mrd, in de EU was het $24,56 mrd.

Bron: https://www.statista.com/chart/3681/organic-retail-sales-value-by-country/

Vergeleken met een totale markt van verpakt voedsel van $1375 mrd is dit een relatief kleine markt, maar het is wel een markt waar veel groei in zit. De onderstaande figuur laat zien dat er in 15 jaar een vrijwel constante groei heeft plaatsgehad van 10 tot 12 % per jaar.

Waar komen de broekasgassen vandaan? En waar komt CO2 vooral vandaan?

Ons klimaat veranderd, vooral door het broeikaseffect: de toename van CO2, N2O (298 keer zo sterk als CO2) en CH4 (25 keer zo sterk als CO2) in de atmosfeer leidt tot een verhoging van de temperatuur. CO2 krijgt hierbij de meeste aandacht, mede omdat dit een gas is wat ontstaat bij verbranding van brandstoffen, die we allemaal gebruiken. Hoe is het historische verloop van de broeikasgassen? En als we specifiek kijken naar CO2 waar is dit aan te wijten en hoe ver kan dit stijgen?

Verloop van de broeikasgas concentratie

Op basis van ijskernonderzoeken is inzicht verkregen over het verloop van de CO2, N2O en CH4 concentratie in de laatste 800.000 jaar. Dit dekt de periode waarin de neanderthalers en de mens op aarde woonden/wonen. Uit deze ijskernonderzoeken blijkt dat alle 3 de gassen fluctueerden binnen een bepaalde bandbreedte en een vergelijkbare trend volgen.

De CO2 concentratie fluctueerde tussen de 200 en 300 ppmv. Sinds de industriele revolutie is deze trend doorbroken: de CO2 concentratie is in 200 jaar (een geologisch zeer korte tijsperiode) sterk gestegen tot rond de 400 ppmv.

De CH4 concentratie schommelde over de laatste 800.000 jaar tussen de 400 een de 800 ppmv. Sinds de laatste 200 jaar is deze echter nog sterker toegenomen dan de CO2 concentratie: deze is gestegen van 800 naar 1800 a 1900 ppmv.

De N2O concentratie tenslotte schommelde tussen de 200 en 300 ppmv en is in de laatste 200 jaar gestegen naar ongeveer 330 ppmv.

Kortom, de concentratie van alle 3 de broeikasgassen zijn op dit moment hoger dan de afgelopen 800.000 jaar. 

Verbeterde voedsel productie (2): Kan mulchen iets bijdragen?

In de eerste serie blogs heb ik me gefocust op de bestaande situatie, de context en de problemen waar de voedselproductie mee te maken heeft. In een nieuwe serie blogs wil ik kijken naar mogelijke technieken die een bijdrage kunnen leveren in het duurzamer maken van het voedsel productie systeem.
In deze blog ga ik in op mulching: het bedekken van de grond. Dit kan gebeuren door de grond te bedekken met stenen, plastic, organisch materiaal of levende planten.

Bedekken van de bodem?

Vele bodems worden onbedekt achtergelaten. Dit kan doordat de bodem na het oogsten een tijd braak ligt, maar ook als gevolg van het kappen van een bos, of door overgrazing. Een onbedekte bodem wordt blootgesteld aan de elementen, met alle gevolgen van dien:
- grote temperatuurschommelingen, - dichtslaan van de bodem door regen met verminderde infiltratie van regen tot gevolg,
- erosie van bodemmateriaal door oppervlakkige afstroming als gevolg van verminderde infiltratie
- winderosie door het ontbreken van beschermende wortels
- verminderd bodemleven door het ontbreken van planten die het bodemleven voeden
etc.
Al deze effecten dragen bij aan een afname van de bodemvruchtbaarheid. Als de bodem bedekt blijft/wordt (mulching) kan dit een zeer groot pallet aan voordelen opleveren.
Er is een zeer goed overzichtsartikel geschreven over alle positieve en ook negatieve gevolgen van mulch. De voor- en nadelen van mulch die hierna zijn opgeschreven zijn uit dit artikel afkomstig.

Ons voedsel (13): Duurzaamheid in onze voedselproductie is ver te zoeken

Aan het begin van deze voedsel-zoektocht heb ik geschreven dat ik steeds meer het gevoel kreeg dat we een probleem krijgen met onze voedselvoorziening als we doorgaan zoals we nu bezig zijn. In meer dan 35 blogs over ons voedsel heb ik verschillende aspecten van onze huidige voedselproductie bekeken. In het onderstaande overzicht worden de belangrijkste conclusies van deze blogs op een rij gezet. In de parallelle reeks 'verbeterde voedselproductie' worden juist de aspecten voor de oplossingsrichtingen besproken.

In blog 3a, 3b en 3c is gekeken naar de stijging van de voedsel productie. De wereldbevolking is geëxplodeerd, wat mogelijk is geweest dankzij een enorme toename van de voedselproductie, voornamelijk door de Groene Revolutie, waarbij door de introductie van nieuwe variëteiten, kunstmest, pesticiden, nieuwe irrigatietechnieken, verbeterde zaden en het verstrekken van landbouwkredieten van voedsel enorm is gestegen.
Door de stijging van de voedselproductie en het welvaartsniveau is ook de vlees consumptie enorm gestegen, waardoor heel veel voedsel voor dieren moet worden geproduceerd.
Hoewel de consumptie is gestegen, is het dieet echter enorm verschraalt: 75 % van het wereldwijde voedsel wordt geproduceerd met behulp van 12 planten soorten en 5 dieren soorten.

Ons voedsel (12a): veranderde voedingswaarde van ons voedsel

In eerdere blogs heb ik laten zien dat dankzij de Groene Revolutie de voedselproductie een ongekende groei heeft doorgemaakt, niet alleen de granen, ook bij andere voedselgroepen is een sterke groei in opbrengst per ha terug te zien.

Bron: http://faostat3.fao.org/download/Q/*/E

De Groene Revolutie is mogelijk geweest dankzij schaalvergroting, mechanisatie, veredeling van rassen, maar vooral dankzij de grootschalige toepassing van kunstmest. Hierbij worden voornamelijk die elementen gegeven die de plant het hardst nodig heeft om te groeien: N, P en K. De andere elementen C, H en O worden uit de lucht en de bodem gehaald.