|
|
Hoofdstuk 23 -
Satelliet meting van
plantengroei |
|
|
Ons leven leunt sterk op planten. Ze zetten
zonne-energie om in bouwmaterialen voor
huizen, vezels voor kleding of papier, (bio)brandstoffen
en voedsel en geneesmiddelen voor onszelf en
het vee. Tegelijkertijd leveren ze zuurstof
en slaan ze het broeikasgas koolstofdioxide
op.
Leveren die planten ook in de toekomst nog
wel voldoende productie, gezien de huidige
trends in groei van de wereldbevolking, de
veranderingen in het consumptiepatroon en
mogelijk ook de klimaatverandering? Op zoek
naar een antwoord, gebruiken
wetenschappers onder andere meetgegevens
van
weersatellieten. |
| |
1: Vegetatie-index in de zomer op het
noordelijk halfrond, gebaseerd op
MODIS-gegevens. Hoge waarden van de index
duiden op veel vegetatie
en zijngroen weergegeven. |
| 2: Vegetatie-index in de winter op het
noordelijk halfrond, gebaseerd op
MODIS-gegevens. |
3. Gemiddelde jaarlijkse productie van
plantaardig materiaal, gebaseerd op
satellietmetingen en modelberekeningen. De
meest productieve
gebieden zijn donkergroen, de minst productieve beige. |
|
Al meer dan 25 jaar vliegt op de Amerikaanse
NOAA-satellieten het AVHRR-instrument mee.
De letters AVHRR staan voor Advanced High
Resolution Radiometer. Het instrument meet
weerkaatste zonnestraling en door de aarde
uitgezonden warmtestraling in verscheidene
golflengtegebieden, waaronder die van het
zichtbaar licht en het nabij-infrarood.
Enkele malen per dag komt zo'n satelliet
over en levert gegevens
voor beelden met een oplossend vermogen van
ongeveer 1 kilometer. Met waarnemingen in de
genoemde golflengtegebieden kun je je een
beeld vormen van de begroeiing op het
aardoppervlak. Je kunt die in kaart brengen
in vakjes van 1 bij 1 kilometer.
Dat gaat
als volgt: Het chlorofyl in gezonde
vegetatie absorbeert tijdens de fotosynthese
veel zonlicht in het zichtbaar-lichtkanaal
en reflecteert tegelijkertijd veel licht in
het
nabij-infrarood. Ongezonde en verdroogde
planten gedragen zich juist andersom: ze
kaatsten
veel licht terug in het zichtbaar
licht en weinig in het nabij-infrarood.
Datzelfde is het geval als er weinig of geen
begroeiing is. Uit de metingen in de beide
golflengte gebieden kan daardoor een
vegetatie-index worden afgeleid, die
aangeeft of er groen aanwezig is en hoe het
erbij staat. Hoge waarden voor de
vegetatie-index komen voor in het tropisch
regenwoud en andere bossen; lage waarden
duiden op grasland, tundra's of woestijnen.
Verder is er natuurlijk een afhankelijkheid
van het seizoen:
in de zomer is de vegetatie-index hoger dan
in de winter, zoals de figuren 1 en 2 laten
zien.
Deze figuren zijn overigens gebaseerd
op meetgegevens van de Moderate Resolution
Imaging Spectroradiometer (MODIS). MODIS is
de opvolger van de AVHRR en wordt meegevoerd
op de nieuwere generatie satellieten van het
Earth Observation System Terra en Aqua. De
MODIS-vegetatie-index is beschikbaar in
hogere resolutie en
gecorrigeerd voor de effecten van de grond
onder de vegetatie en van verstrooiing door
deeltjes in de atmosfeer. |
|
| Productie |
|
| Als je beschikt over de waarden van de
vegetatie-index in de afgelopen decennia,
kun je een inschatting maken van de
groen-productie van de aarde als geheel. Die
gegevens heb je nodig om
te onderzoeken of
er in de toekomst voor de wereldbevolking
ook nog voldoende plantaardig materiaal
beschikbaar is. Zo'n schatting werd gemaakt
door een groep onderzoekers van NASA, de
Universiteit van Maryland, het Wereld
Natuurfonds,
en het International Food Policy Research
Institute. Naast halfmaandelijkse
gemiddelden van de vegetatie-index voor de
periode 1982-1998 gebruikten ze weergegevens
en informatie over landgebruik. Ze voedden
daarmee een model dat plantengroei simuleert
om zo een schatting te maken van de totale
hoeveelheid plantaardig materiaal, zowel
boven de grond als in de wortels eronder. De
resultaten van hun modelberekeningen zijn
weergegeven in figuur 3. Het patroon toont
overeenkomsten met kaarten van de
vegetatie-index: hoge waarden (donkergroen)
vooral in het tropisch regenwoud, lage
waarden in de woestijnen. |
| Om te weten of er voldoende wordt
geproduceerd, moet je ook het verbruik
kennen. De onderzoeksgroep kwam tot
schattingen hiervan op basis
van statistische gegevens per land over het
gebruik van voedsel en plantaardige vezels.
De gegevens hadden betrekking op 1995 en
kwamen van
de voedsel- en landbouworganisatie van de
Verenigde Naties FAO. Figuur 4 laat zien
hoeveel plantaardig materiaal in diverse
delen van de wereld wordt verbruikt.
Grootverbruikers zijn landen met veel
inwoners, ook al is het verbruik per inwoner
er gering, zoals in India. Daarnaast zijn de
westerse landen eveneens grootverbruikers,
door de hoge consumptie per persoon. De
gegevens over het verbruik van plantaardig
materiaal in verschillende delen van de
wereld werden tenslotte gecombineerd met
statistieken van aantallen inwoners en
bevolkingsdichtheid. Op die manier
kun je achterhalen of een gebied in staat is
in zijn eigen behoeften te voorzien,
uitgaande van het huidige consumptiepatroon.
Dan blijkt dat het verbruik in veel gebieden
op aarde hoger ligt dan wat de natuurlijke
omgeving kan opbrengen (rood weergegeven in
figuur 5). Dat is niet alleen het geval in
landen met grote aantallen inwoners, zoals
China en India, en dichtbevolkte gebieden
als Java, maar ook in landen als Saudi-Arabië,
waar de groen-productie in de omgeving laag
ligt.
In westerse landen met hun hoge
productie zijn er eveneens tekorten door het
hoge verbruik
per persoon. |
| Vooral in stedelijke gebieden kan de
omgeving de productie onmogelijk aan. Een
stad als New York gebruikt driehonderd maal
de eigen groen-productie. Daardoor is men er
sterk afhankelijk
van de agrarische
infrastructuur en het transportnetwerk, wat
de voedselvoorziening tot op zekere hoogte
kwetsbaar maakt. De verhouding tussen
gebruik en productie van 'groen materiaal'
kan dan ook dienen als een maat voor de
kwetsbaarheid van gebieden voor problemen
met de aanvoer van voedsel, brandstoffen en
bouwmaterialen, bijvoorbeeld als
gevolg van
natuurrampen of van
politieke onstabiliteit. Samen met de
resultaten van klimaatmodellen kan zo'n kwetsbaarheidsindicator landen helpen te
bepalen of hun natuurlijke omgeving robuust
genoeg is om het hoofd te bieden aan
toenemend verbruik in de toekomst. |
| |
 |
|
Foto-4 |
|
|
 |
|
Foto-5 |
|
4. Verbruik van plantaardig materiaal in
verschillende delen van de wereld. Hoog
verbruik komt zowel voor in arme landen met
veel
inwoners (India) als in rijke landen met een hoog verbruik per inwoner. |
| 5. Benodigde hoeveelheid plantaardig
materiaal als percentage van de hoeveelheid
in de omgeving geproduceerd materiaal. |
| |
|
Bron:
Kees Floor - Het weer op satellietbeelden |
|
|
|
|
