Universiteit Leiden Universiteit Leiden | Bij ons leer je de wereld kennen.

De aarde leefbaar houden

Onderzoek

Vanuit verschillende disciplines werken onderzoekers van de Universiteit Leiden samen aan innovatieve oplossingen voor maatschappelijke problemen. U vindt hier een voorbeeld op het gebied van fundamentals of science.

Overzicht wetenschapsdossiers

Inzichten en oplossingen voor nu en in de toekomst

Hoe kunnen we onze maatschappij zo inrichten dat de wereld leefbaar blijft voor onszelf en al het andere leven om ons heen? Aan dat vraagstuk werken Leidse wetenschappers samen vanuit allerlei disciplines, van biologie tot datawetenschap en van milieueconomie tot archeologie.

Een leefbare wereld, daar kun je je van alles bij voorstellen. Schoon water, gezond voedsel, een rijke biodiversiteit, frisse lucht en een stabiel klimaat. Maar ook: vrijheid, ontspanning en de zekerheid dat er over 50 jaar ook nog producten in de winkel liggen.

Met onze groeiende wereldbevolking en toenemende welvaart is het moeilijk dat allemaal te waarborgen. Er zijn talloze voorbeelden van hoe het niet moet, van vervuiling tot uitstervende dieren. ‘Maar in de afgelopen decennia is er veel vooruitgang geboekt’, vertelt Peter van Bodegom, hoogleraar Milieubiologie, ‘dankzij ontdekkingen en ontwikkelingen op het gebied van natuur-, milieu- en maatschappijwetenschappen.’

Deze combinatie van wetenschappen kan de basis leggen voor positieve veranderingen. Onderzoekers reiken de kennis en technieken aan die nodig zijn voor concrete stappen richting een duurzamere wereld.


Geavanceerde technieken
Leiden is bezig een Advanced Research Centre voor duurzaamheid op te richten, vertelt Geert de Snoo, hoogleraar Conservation Biology en decaan van de Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen. ‘Daarmee willen we de link leggen tussen biodiversiteit, zorg voor de leefomgeving en duurzame economie, met de modernste technieken’, zegt hij. ‘Geavanceerde technieken uit het lab kunnen tegenwoordig ook in het veldonderzoek toegepast worden. In Leiden hebben we daarvoor alle disciplines in huis: van biologie en milieuwetenschappen tot wiskunde en informatica.’

Leidse wetenschappers ontwikkelen veel van die technieken zelf – sommige op wereldschaal, andere op het niveau van moleculen. Ze werken bijvoorbeeld aan satelliettechnologie om vanuit de ruimte de omvang en samenstelling van bossen te meten, technieken om DNA van dieren in water aan te tonen en apparatuur om waterkwaliteit te meten.


Samenwerking
De Universiteit Leiden heeft al van oudsher nauwe banden met Naturalis Biodiversity Center. Veel onderzoekers werken bij beide instituten. Naturalis heeft met zijn 42 miljoen geconserveerde planten en dieren, fossielen en stenen een collectie van wereldformaat. Die is niet alleen belangrijk voor de museumfunctie, maar ook voor wetenschappelijk onderzoek naar biodiversiteit. Hoe dat onderzoek kan bijdragen aan een duurzame wereld, hebben Naturalis en de Universiteit Leiden samen beschreven in Nature4Life, een nationale kennisagenda biodiversiteit voor onderzoekers en beleidsmakers.

‘We zoeken voortdurend naar samenwerking binnen en buiten de universiteit’, zegt Herman Spaink, hoogleraar Moleculaire Celbiologie, ‘ook met bedrijven. Die realiseren zich steeds meer dat het zin heeft te investeren in duurzaamheid, omdat dat zichzelf uiteindelijk terugbetaalt.’ Een mooi voorbeeld is het project Groene Cirkels, waarin Heineken samen met onder meer Naturalis een klimaatneutrale brouwerij en productieketen opzet.

Uitdagingen
‘Als we willen dat er op politiek niveau dingen veranderen’, vervolgt Spaink, ‘dan zullen wij als wetenschappers duidelijk moeten laten zien waar de meerwaarde zit van een duurzame samenleving. We moeten nóg beter doorrekenen wat de waarde is van het behouden van natuur en biodiversiteit, en hoe een groene circulaire economie écht kan werken.’

Het gaat niet om simpele modellen, merkt Peter van Bodegom op. ‘Nee, we moeten toe naar een systeembenadering, een integrale aanpak, waarin je de belangrijke facetten doorrekent, van waterkwaliteit en biodiversiteit tot landgebruik en duurzame economie.’ Leiden is daartoe goed uitgerust, aldus Van Bodegom, onder meer met een wereldwijde database voor grondstoffen, de uitgebreide collectie van Naturalis, en veel gebundelde expertise op het gebied van datawetenschap.


Centrum voor Milieuwetenschappen (CML)
Institute of Biology Leiden (IBL)
Naturalis Biodiversity Center

Nature4Life

Onmisbare bijen en andere diensten van de natuur

Voor allerlei zaken zijn wij afhankelijk van de natuur: van schoon water, hout en voedsel tot koolstofopname, waterzuivering en kustbescherming. Maar ook ontspanning, inspiratie en identiteit. In onze moderne wereld staan deze zogeheten ‘ecosysteemdiensten’ steeds meer onder

druk. Leidse wetenschappers onderzoeken de ecosysteemdiensten, hun samenhang én de onderliggende mechanismen. Dat gebeurt met de modernste technieken en op het grensvlak van disciplines, van natuur- en geesteswetenschappen tot sociale wetenschappen.


Bijen
Bestuiving is een bekend voorbeeld van een ecosysteemdienst. Bijen bestuiven naar schatting 70 procent van onze cultuurgewassen, waaronder appels, aardbeien, koffie en tomaten. Maar zowel wilde bijen als honingbijen staan onder druk door bestrijdingsmiddelen, veranderend landgebruik en ziekten. ‘Eigenlijk weten we nog maar heel weinig van bijen’, vertelt Koos Biesmeijer, hoogleraar Natuurlijk kapitaal en

wetenschappelijk directeur van Naturalis Biodiversity Center. ‘Naast de bekende honingbij zijn er nog zo’n 25.000 soorten bijen, waarvan 360 in Nederland. Willen we ze efficiënt beschermen, dan moeten we onderzoeken waar ze voorkomen, hoe ze leven en welke factoren hun overleving beïnvloeden.’ Het onderzoek gebruikt ‘ouderwetse’ observaties en experimenten, maar ook computermodellen en moleculaire technieken. Zo helpen satellietdata en modellen te voorspellen wanneer gewassen bloeien en waar en wanneer bijen nodig zijn voor bestuiving.

Deze honingbij draagt samen met de wilde bestuivers meer dan 1 miljard euro per jaar bij aan de BV Nederland

Deze honingbij draagt samen met de wilde bestuivers meer dan 1 miljard euro per jaar bij aan de BV Nederland


Groene cirkels
Hoe kun je een product maken met gesloten kringlopen van water en energie, efficiënt gebruik van grondstoffen en oog voor een prettige leefomgeving? Het proefproject Groene Cirkels is opgezet om daar meer over te ontdekken. ‘Bierbrouwer Heineken ontwikkelt in Zoeterwoude een klimaatneutrale, milieuvriendelijke bierbrouwerij’, vertelt Biesmeijer. ‘Het is een modelproject, in samenwerking met de provincie Zuid-Holland, waterschap Rijnland, Naturalis en Wageningen Universiteit.’

De brouwerij, de grootste van Europa, draait binnenkort op warmte van de Rotterdamse haven en recyclet afvalwater met behulp van een rietmoeras. ‘De natuur als partner, dat is de basis’, zegt Biesmeijer. ‘Natuur, economie en sociale aspecten kun je niet meer los van elkaar zien. Alles wat we hier leren, willen we elders ook gaan toepassen.’


Rekenen aan natuur
Het IPCC, het VN-klimaatpanel , heeft zijn naam inmiddels gevestigd. Minder bekend is dat de VN sinds een paar jaar ook een platform hebben voor de link tussen natuur en menselijk welzijn: IPBES, het Intergovernmental Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. Dat verzamelt gegevens voor beleidsmakers. Koos Biesmeijer is daar als expert bij betrokken – en ook Alexander van Oudenhoven. Hij is gespecialiseerd in rekenen aan ecosysteemdiensten. Welke factoren weeg je bijvoorbeeld mee, en hoe zwaar tellen die? ‘Een van mijn case studies hier in Nederland is De Zandmotor’, vertelt hij, ‘een groot schiereiland van opgespoten zand voor de Zuid-Hollandse kust, bij Kijkduin. Het is bedoeld voor kustbescherming, maar dient ook natuur en recreatie.’

Twaalf promovendi van verschillende universiteiten onderzoeken allerlei aspecten van De Zandmotor, van chemie tot beleid, en van ecologie tot bodemmorfologie. Van Oudenhoven brengt al die data bij elkaar. ‘Soms zijn er tegenstrijdige belangen’, zegt hij. ‘Het doel is die afwegingen én kansen in getallen uit te drukken.’ Op basis daarvan kunnen beleidsmakers beter beslissingen nemen; ze zien dan beter hoe een keuze op één vlak elders gevolgen kan hebben. Dit geldt niet alleen voor De Zandmotor, maar voor de hele wereld.

De Zandmotor is in essentie een kustbeschermingsexperiment: er wordt gekeken of voor de kust opgespoten zand zich natuurlijk verspreidt zodat het strand geleidelijk wordt aangevuld. Maar er wordt ook onderzocht welke andere diensten het zandschiereiland levert, bijvoorbeeld op het gebied van natuur en recreatie. Beeld: Rijkswaterstaat / Jurriaan Brobbel

De Zandmotor is in essentie een kustbeschermingsexperiment: er wordt gekeken of voor de kust opgespoten zand zich natuurlijk verspreidt zodat het strand geleidelijk wordt aangevuld. Maar er wordt ook onderzocht welke andere diensten het zandschiereiland levert, bijvoorbeeld op het gebied van natuur en recreatie. Beeld: Rijkswaterstaat / Jurriaan Brobbel

Meten wat er in het water leeft

Door menselijke invloeden, bijvoorbeeld vervuiling, kunnen levende watersystemen gaan wankelen. Dat heeft niet alleen gevolgen voor de biodiversiteit, maar ook voor functies als waterzuivering. De Universiteit Leiden brengt levende watersystemen in kaart met de modernste technieken.


Levend lab
Eind 2016 ging er in Leiden een uniek project van start. Op het Bio Science Park maakte een bulldozer een begin met het Levend Lab, een systeem van 38 nieuw gegraven sloten. Het is een proeflocatie waar wetenschappers het effect van menselijk handelen op de plaatselijke biodiversiteit gaan onderzoeken. ‘Voor het eerst kunnen we nu nauwkeurig kijken naar de interacties tussen alle levende organismen, hun omgeving en menselijke invloeden’, vertelt ecotoxicoloog Martina Vijver. Tot nu toe kijken wetenschappers hooguit naar een paar soorten en naar één stressfactor 

tegelijk, en dan ook nog in het lab. Vijver: ‘Met het Levend Lab kunnen wij nu voor het eerst het grotere plaatje bestuderen, in een natuurlijke omgeving.’

Vijver onderzoekt onder meer het effect van toxische stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen en microplastics, maar ook voedingsstoffen, waterbalans en de natuurlijke stress van bijvoorbeeld ‘eten of gegeten worden’. ‘Een complexe puzzel’, zegt ze, ‘waarbij we ook gaan werken aan nieuwe analysetechnieken en manieren van dataverwerking.’ Het uiteindelijke doel is bijdragen aan duurzaam beheer van natuurlijke watersystemen. ‘Het Levend Lab is een broedplaats voor mooie ideeën.’

Voordat ze het onderzoek starten, laten de wetenschappers de sloten op een natuurlijke wijze koloniseren door waterleven door de sloten met de ernaast gelegen vijver te verbinden.

Voordat ze het onderzoek starten, laten de wetenschappers de sloten op een natuurlijke wijze koloniseren door waterleven door de sloten met de ernaast gelegen vijver te verbinden.


Waterscan
Wetenschapper Berry van der Hoorn van Naturalis Biodiversity Center is betrokken bij het Levend Lab. ‘Wij werken aan nieuwe methoden om biodiversiteit in kaart te brengen op basis van DNA in het water’, vertelt hij. Traditioneel gaat dat met schepnetje en microscoop, maar dat is relatief duur, tijdrovend en foutengevoelig: je mist altijd soorten. Vooral voor routinewerk, bijvoorbeeld het monitoren van waterdiertjes als graadmeter voor waterkwaliteit, is dat een uitdaging.

DNA-onderzoek kan daarin verandering brengen. Stel nu dat je met één druk op de knop kunt analyseren welk DNA er in een druppel water rondzweeft? En dat je daaruit ook meteen de waterkwaliteit kunt afleiden? Die technologie gaat zeker komen, gelooft Van der Hoorn. Naturalis werkt al hard aan zo’n ‘DNA Waterscan’.  ‘Maar dat vergt nog veel onderzoek’, zegt hij. ‘Chemisch, bijvoorbeeld over hoe DNA zich gedraagt in water. Biologisch, zoals welke soorten welke DNA-sporen achterlaten. En milieubiologisch: wat doen menselijke invloeden met het soortenprofiel?’


Nanopore
DNA-technieken zijn de afgelopen decennia in een stroomversnelling gekomen. ‘Dat heeft veel opgeleverd, maar de apparatuur is groot en duur en alleen geschikt voor in het lab’, vertelt bioinformaticus Christiaan Henkel. ‘Wat de praktijk echt vooruit zou helpen, is een apparaatje dat je zo meeneemt. Dat je ter plekke in het water kunt steken en dan meteen kunt aflezen.’

Science fiction is het niet; er is zelfs al dergelijke technologie in de handel. Henkel laat een voorbeeld

zien: de MinION. Het apparaatje is zo groot als een pennendoos. ‘Uiteindelijk gaat het toe naar een opzetstukje voor op je mobiele telefoon’, voorspelt hij. ‘Ik heb dit niet zelf ontwikkeld, hoor. Wij zoeken naar hoe we deze technologie het beste kunnen inzetten.’

Het kan bijvoorbeeld helpen bij monitoring, als ‘schepnetje van de toekomst’. Maar ook bij basaler onderzoek voor natuurbescherming. Bijvoorbeeld om te onderzoeken onder welke omstandigheden je paling, die ernstig bedreigd is, in gevangenschap zou kunnen kweken.

Geavanceerde technologieën als de MinION maken veldonderzoek makkelijker en nauwkeuriger. Beeld: Oxford Nanopore

Geavanceerde technologieën als de MinION maken veldonderzoek makkelijker en nauwkeuriger. Beeld: Oxford Nanopore

Natuur in het boerenland

Nederland heeft niet veel ‘wilde natuur’. Naar verhouding hebben we juist wél veel intensief gebruikte landbouwgrond. Voor de natuur is dus veel winst te boeken als we de functies ‘natuur’ en ‘landbouw’ beter laten samengaan. Geen eenvoudige zaak, in een dichtbevolkt land als Nederland.


'Leiden heeft een lange traditie in het onderzoek naar agrarisch natuurbeheer’, vertelt Geert de Snoo, hoogleraar Conservation Biology. ‘Ons onderzoek richt zich niet alleen op biodiversiteit’, vertelt hij, ‘maar ook bijvoorbeeld op ecotoxicologie, milieubeleid en hoe mensen over natuur denken. Heel multidisciplinair.’

Kleinschalig landschap
‘De Nederlandse landbouw is superintensief’, vervolgt De Snoo. ‘De afwisseling is uit het landschap

verdwenen, en daarmee een groot deel van de biodiversiteit.’ Leids onderzoek laat de voordelen zien van een andere aanpak, met meer aandacht voor landschapselementen zoals bloemrijke akkerranden, natuurlijke slootkanten en houtwallen. ‘Die hebben een positief effect op de biodiversiteit’, vertelt De Snoo, ‘en ook op de waterhuishouding, de productiviteit van het boerenland én de aantrekkelijkheid van het landschap. Iedereen heeft er baat bij.’

Wilde bloemen zoals raapzaad langs de slootkanten van akkers trekken insecten en andere dieren aan.

Wilde bloemen zoals raapzaad langs de slootkanten van akkers trekken insecten en andere dieren aan.


Natuur integreren
Nederland is op landbouwgebied het tweede exportland ter wereld, na de Verenigde Staten. ‘Eigenlijk onvoorstelbaar, voor zo’n klein landje’, zegt De Snoo. Om die hoge productie te waarborgen, gebruiken boeren veel kunstmest en bestrijdingsmiddelen. Dat levert zware milieudruk op. ‘Wij onderzoeken hoe je het anders kunt aanpakken, zodat de biodiversiteit er minder onder te lijden heeft. Bijvoorbeeld door op de boerenbedrijven meer ruimte voor natuur te creëren en in te zetten op een gezond bodemleven op de akkers.’

Leidse biologen, milieuwetenchappers en sociale wetenschappers ontwerpen samen strategieën voor zogeheten natuur-inclusief landgebruik: landbouw die natuur incorporeert, maar ook meer natuur in stad en dorp. De Snoo: ‘Ons onderzoek laat zien onder welke omstandigheden dat meerwaarde oplevert, en welke randvoorwaarden je daarvoor moet creëren.’ Die aanpak heeft al een aantal successen laten zien: in gebieden met een groter oppervlak aan natuurelementen zoals akkerranden komen bijvoorbeeld meer vlinder- en vogelsoorten voor.


Nut van biodiversiteit
Ondanks onderzoek en bescherming gaat de biodiversiteit in het Nederlandse boerenland nog altijd achteruit. ‘Natuurbescherming is niet alleen een biologisch of milieuvraagstuk’, benadrukt De Snoo, ‘maar heeft ook veel sociale, psychologische, bestuurlijke en economische aspecten.’

Leids onderzoek heeft bijvoorbeeld laten zien dat het belangrijk is dat boeren intrinsiek gemotiveerd zijn voor natuurbescherming. Ze moeten het zelf belangrijk vinden dat er veel groeit en bloeit op hun land. Met geld alleen zul je ze niet overtuigen. ‘Nee, het gaat erom dat ze trots zijn op wat er op hun land leeft’, zegt De Snoo. ‘Een bloemrijke akkerrand, een broedende grutto. Zeker als ze daar positieve feedback op krijgen.’ 

En hoe zorg je ervoor dat het ‘groene denken’ ook in het beleid doordringt? ‘Niet door steeds een

tegenstelling te creëren tussen natuur en bijvoorbeeld landbouw’, antwoordt De Snoo, ‘maar door te laten zien hoe je met natuur kunt werken. Ons ecologisch kapitaal. Inderdaad natuurinclusief denken.’ Ook is het belangrijk dat wetenschappers en natuurbeschermers aandacht vragen voor het eigen bestaansrecht van de natuur. De betekenis van natuur en biodiversiteit verschuift geleidelijk in de richting van ‘nut’, merkt De Snoo op. ‘Dat bleek onlangs uit een grootschalige analyse van Europese beleidsdocumenten. Dat is eenzijdig. Als je wilt doordringen tot boeren, publiek en beleidsmakers, is kennis op basis van gedegen onderzoek cruciaal.’

De grutto is een typisch Nederlandse weidevogel, die graag in het groen van het boerenland haar nest bouwt.

De grutto is een typisch Nederlandse weidevogel, die graag in het groen van het boerenland haar nest bouwt.

Slimmer omgaan met energie en materialen

De wereldbevolking is in de afgelopen eeuw exponentieel gegroeid, en daarmee ook onze behoefte aan energie en materialen. Willen we in de toekomst ook in welvaart leven, dan zullen we onze economie en consumptie radicaal anders moeten inrichten. Wetenschappelijk onderzoek laat zien hoe dat kan.


‘Bij ‘duurzaam gebruik van grondstoffen’ denken veel mensen aan recycling’, zegt Arnold Tukker, hoogleraar Industriële ecologie. ‘Maar wat we nodig hebben is veel radicaler. We moeten totaal anders gaan nadenken over vraag en aanbod, over productie en consumptie, over voorraden en afval.’ Hij noemt een paar voorbeelden:  ‘Maak materialen minder complex. Zorg dat componenten kunnen worden hergebruikt. Laat je maatschappij steunen op de ‘elements of hope’ – materialen als zand, ijzer, en aluminium die zo veel voorkomen dat schaarste voorlopig het probleem niet is.’

Tukker is onderzoeksdirecteur van het Centrum Milieuwetenschappen Leiden (CML) en leidt tevens het Leiden-Delft-Erasmus Centre for Sustainability, een samenwerking tussen drie universiteiten en verschillende wetenschapsdisciplines. Van chemici tot ingenieurs en informatici, van psychologen tot economen en bestuurskundigen: alle invalshoeken zijn vertegenwoordigd. ‘Dat moet ook wel, want we staan voor een gigantische uitdaging.’

Ieder van de universiteiten heeft zijn sterke kanten, vertelt Tukker. ‘Delft is goed in nieuwe technologieën en ontwerp’, zegt hij. ‘Rotterdam in business en beleid. En wij onderzoeken in Leiden het ‘metabolisme van de maatschappij’: hoe lopen de fysieke stromen van grondstoffen over de wereld? Hoe groot zijn ze? Waardoor worden ze beïnvloed?’


Grondstofstromen
Leiden onderhoudt ‘s werelds grootste database op het gebied van grondstofstromen, inclusief gas en kolen. ‘De database omvat de hele economie van de 44 grootste landen’, vertelt Tukker. ‘De invoer en productie van 180 productgroepen over de afgelopen 15 jaar, inclusief emissies en afvalstromen.’

Ook René Kleijn, universitair hoofddocent en onderwijsdirecteur bij Industriële ecologie, werkt aan die grondstoffendatabase. ‘Die gebruiken we voor grote 

analyseprojecten’, vertelt hij. ‘Bijvoorbeeld rond aquacultuur, recycling van beton en andere bouwmaterialen, en de materialen die nodig zijn voor het produceren van duurzame energie.’

Want ook de huidige windmolens bevatten materialen die eindig zijn. Voor veel schone energie geldt dat we nu al de productie van grondstoffen zoals koper moeten opschroeven om over 15 jaar aan de vraag te voldoen. De uitdaging is vooruitzien, aldus Kleijn. ‘Je kunt ook windmolens maken zónder schaarse metalen erin – weliswaar iets minder efficiënt, maar als energiebron wel toekomstbestendiger. Dergelijke afwegingen kun je alleen maken als je zicht hebt op die materiaalstromen. Daarvoor dient de database.’

Een gevolg van het opschalen van windenergie is  dat het aardmetaal neodymium, dat in de generatoren van windturbines verwerkt zit, schaarser wordt.

Een gevolg van het opschalen van windenergie is dat het aardmetaal neodymium, dat in de generatoren van windturbines verwerkt zit, schaarser wordt.


Circulaire economie
Een veelgenoemde term in deze context is ‘circulaire economie’: een economie waarin energie en materialen steeds worden hergebruikt en afval niet bestaat. ‘Helemaal circulair zal het niet snel worden’, zegt Kleijn. ‘Er zullen altijd grondstoffen zijn waarvan recycling te veel geld en energie vraagt en te vervuilend is. Dan moet je het niet doen – recycling moet geen doel op zich worden.’

Maar er zijn nog grote voorraden van grondstoffen op onverwachte plekken. Als voorbeeld noemt Tukker het project PUMA: Prospecting the Urban Mine in Amsterdam, dat onderzoekers van CML uitvoerden. Dat brengt precies in kaart waar zich in Amsterdam metalen bevinden, zoals staal en koper. ‘Bijvoorbeeld in schepen en in gebouwen. De volgende stap is dat je

een infrastructuur ontwerpt om die ‘mijn’ te benutten.’

Daarnaast is Leiden sterk in zogeheten levenscyclusanalyse, of LCA: een methodiek om per product de herkomst en bestemming van de grondstoffen in kaart te brengen, inclusief de benodigde energie. Het beroemde voorbeeld is: wat is beter, je koffiemok afwassen of een plastic wegwerpbekertje gebruiken. ‘Het antwoord is: het hangt ervan af’, lacht Tukker. ‘Al die factoren wáár het vanaf hangt, brengen wij in kaart voor de belangrijkste productgroepen.’

In een stad als Amsterdam zijn veel materialen aanwezig die hergebruikt kunnen worden. Het project PUMA probeert deze ‘urban mine’ te ontsluiten.

In een stad als Amsterdam zijn veel materialen aanwezig die hergebruikt kunnen worden. Het project PUMA probeert deze ‘urban mine’ te ontsluiten.

Leren van het verleden

Leidse archeologen onderzoeken hoe de mens in het verleden zijn omgeving beïnvloedde. Samen met milieu-, bèta- en geesteswetenschappers trekken ze daaruit conclusies over het heden – én laten ze zien wat we daar voor de toekomst uit kunnen leren.

 

Al 20.000 tot 30.000 jaar geleden, tegen het eind van de laatste ijstijd, drukte de Europese mens zijn stempel op het landschap. ‘Jagers beïnvloedden het landschap op een grote schaal met hun vuurgebruik, wat waarschijnlijk toen al grote consequenties had voor vegetatie, fauna en klimaat’, vertelt Jan Kolen, hoogleraar Landschapsarcheologie en Cultureel Erfgoed en wetenschappelijk directeur van het Leiden-Delft-

Erasmus Centre for Global Heritage and Development. ‘We denken dat ze zelfs opzettelijk bos afbrandden om een afwisselender landschap te creëren, met meer jachtwild, kruiden en vruchtdragende planten.’

Dat was wellicht al een eerste aanzet tot een merkbare menselijke invloed op het milieu en ecosystemen, aldus Kolen. Die invloed begon in elk geval met de opkomst van de landbouw, die tussen 10.000 en 5.000 jaar geleden de grootschalige ontbossing van Europa in gang zette.

Reconstructie van brand in een halfopen landschap in de IJstijd.

Reconstructie van brand in een halfopen landschap in de IJstijd.


Nieuwe technieken
Leidse wetenschappers werken op dit terrein samen met onderzoekers van andere universiteiten uit bijvoorbeeld Delft, Rotterdam en Lausanne. De onderzoekers gebruiken archeologische bevindingen – zoals het zorgvuldig blootleggen van bewoningssporen en voorwerpen – aangevuld met moderne technieken. Ze isoleren bijvoorbeeld microdeeltjes houtskool uit grond, waarna ze het hout dateren en waar mogelijk op naam brengen. Ze onttrekken DNA aan oude dierenschedels om domesticatie te onderzoeken. En uit satellietbeelden herleiden ze historisch landgebruik.

Het doel is onderliggende patronen te herkennen en te duiden. ‘Het gaat verder dan alleen historische interesse’, benadrukt Kolen. ‘We gebruiken die kennis om het heden te begrijpen en oplossingen te bedenken voor de toekomst.’ Daarvoor zoekt Kolen ook samenwerking met collega’s uit heel andere disciplines, bijvoorbeeld geesteswetenschappen en governance. ‘Hoe de mens zijn rol in het landschap ziet, en hoe je daarover kunt communiceren met het publiek en met beleidsmakers, zijn typisch vragen die wij vanuit verschillende invalshoeken kunnen beantwoorden’, zegt hij.


Sluipend effect
Ingrepen in het landschap, zo constateren Kolen en collega’s, treden vaak sluipenderwijs op – totdat het systeem plotseling kantelt. De gevolgen had niemand destijds kunnen inschatten. ‘Door verbanden te leggen tussen heden en verleden maak je dat soort effecten inzichtelijker’, zegt Kolen. Dan kun je leren die effecten wél in te schatten – en dus te voorkomen.

Als voorbeeld noemt hij geleidelijke erosie in heuvelachtige lösslandschappen, zoals in Zuid-Limburg. Die

begon al in de Romeinse tijd, met ontbossing. Vervolgens werden de lössplateaus vanaf de 13de eeuw grootschalig ontgonnen voor landbouw. ‘Na de Tweede Wereldoorlog ging het echt snel’, vertelt Kolen. ‘De kleinschalige graften met verschillende graansoorten maakten plaats voor  grote akkers die niet meer langs de hoogtelijnen werden beplant, maar heuvelafwaarts met rijgewassen zoals mais.’ Dit veroorzaakte een kantelpunt; de rek is eruit. Bij elke regenbui stroomt er nu grond naar beneden. Bij hevige regenval ontstaan er modderstromen. Al met al zijn de vruchtbaarheid en de biodiversiteit in dit landschapstype sterk afgenomen. Kolen: ‘En het effect is onomkeerbaar.’

Een graft is een mini-terras. In Zuid-Limburg zie je ze met name nog in weilanden. De graften zijn begroeit met bomen en struiken zoals hazelaars en bramen. Beeld: Els Diederen at li.wikipedia

Een graft is een mini-terras. In Zuid-Limburg zie je ze met name nog in weilanden. De graften zijn begroeit met bomen en struiken zoals hazelaars en bramen. Beeld: Els Diederen at li.wikipedia

 

In ere herstellen
Maar wat kunnen we dan nu met die kennis? ‘Voorkomen dat het wéér gebeurt’, zegt hij. ‘Niet meteen toegeven aan risicovolle, grootschalige ingrepen in het landschap en ecosystemen, zonder onderzoek, goed nadenken en vooruitkijken.’ Wat je wel moet doen, aldus Kolen: ploegen en zaaien evenwijdig aan de hoogtelijnen, en historische graften en reliëf herstellen. En zorgen dat de biodiversiteit in stand blijft, ook bij veranderingen en aanpassingen. ‘Een hogere biodiversiteit, bij kleinschalig menselijk landgebruik en historisch gefundeerde ‘rewilding’ en natuurontwikkeling, maakt een landschap veerkrachtiger.

Kolen pleit ervoor om elementen uit de historische landbouw in sommige gevallen weer in ere te herstellen. Elementen zoals terrassen, uiterwaarden, vergeten irrigatiesystemen en bovenstroomse ‘vloeiweiden’: fijnmazige systemen gemaakt om water zo lang mogelijk vast te houden. ‘Op satellietbeelden hebben we daar sporen van gevonden’, vertelt Kolen. ‘In de archieven troffen we informatie over hun precieze werking. Die systemen kun je weer revitaliseren om de opvangcapaciteit van riviersystemen bovenstrooms te vergroten. Zo worden archeologie, historische geografie en historische ecologie opeens heel relevant.’

 

ARVE Research Group – University of Lausanne
Leiden-Delft-Erasmus-Centre for Global Heritage and Development
Nieuwsbericht: IJstijdjagers verwoestten bossen in heel Europa

Natuur en wilde dieren in Afrika en Indonesië

Niet alleen in Nederland, maar ook in het buitenland onderzoekt de Universiteit Leiden biodiversiteit, om natuurbescherming te verbeteren. Dat gebeurt in samenwerking met lokale universiteiten. Ook onderwijs staat hoog op de agenda.


Indonesië
De Universiteit Leiden heeft van oudsher nauwe banden met verschillende universiteiten in Indonesië. Ze doen gezamenlijk onderzoek en leiden wederzijds promovendi op, met name op het gebied van biowetenschappen en duurzaamheid. Zo promoveerde een Indonesische bioloog in Leiden op onderzoek naar herstel van zeegrasgebieden voor de kust. Een Leidse juriste werkte in Jakarta aan verbetering van Indonesische milieuhandhaving.

‘Deze samenwerking is voor alle partijen waardevol’, vertelt Geert de Snoo, hoogleraar Conservation Biology. Hij is nauw betrokken bij het opzetten van de Leids-Indonesische samenwerking. ‘De bundeling van expertise levert veel kennis op die direct toepasbaar is in het natuurbeheer.’ Als voorbeeld noemt hij het onderzoek aan bosolifanten op Kalimantan. Die brengen soms schade toe aan oliepalmplantages. ‘Dat kun je alleen voorkomen als je weet hoe en waar de bosolifanten leven, hoe veel het er zijn en welke factoren hun voedselkeuze bepalen’, vertelt De Snoo.

Winterschool
In 2017 volgden Leidse en Indonesische studenten samen een winterschoolprogramma op Java. De cursus maakte deel uit van de universiteitsbrede minor Sustainable Development. Tijdens colleges en veldwerk maakten de studenten kennis met de tropische biodiversiteit in Indonesië en met principes van duurzame ontwikkeling. ‘We werken nu samen met Naturalis

aan een vervolg, maar dan op marien gebied’, vertelt Peter van Bodegom, hoogleraar Milieubiologie en coördinator van de winterschool. ‘Dan gaat het bijvoorbeeld over mangroves en koralen.’ Van zo’n gezamenlijke winterschool leren de studenten niet alleen inhoudelijk veel, benadrukt hij, maar ook op cultureel gebied. ‘Een ervaring voor het leven.’


Duurzaam bosbeheer
Samen met een Indonesische universiteit onderzoeken Leidse wetenschappers het effect van duurzaam bosbeheer op Kalimantan. Werkt het systeem van duurzaam geproduceerd hout, zoals bijvoorbeeld het keurmerk van de Forest Stewardship Council (FSC), in de praktijk? Welke aspecten zijn effectief en waar liggen nog uitdagingen? ‘Er is veel kritiek op certificeringssystemen’, zegt De Snoo, ‘maar het effect ervan op de biodiversiteit is nauwelijks systematisch onderzocht. Onze biologen doen dat wel. Het lijkt erop dat gebieden met duurzaam bosbeheer wel degelijk gunstig zijn voor de biodiversiteit, met name planten en vogels.’ Samen met lokale organisaties werken de onderzoekers aan manieren om het bosbeheer verder te verbeteren.


Grote roofdieren
Op veel plekken delen mensen hun leefgebied met grote roofdieren. Soms levert dat problemen op. Niet zozeer omdat mensen worden aangevallen, maar wel hun vee. ‘In Leiden doen we veel onderzoek naar dergelijk human-wildlife conflict’, vertelt De Snoo. ‘We proberen te ontdekken welke factoren eraan ten grondslag liggen – biologische factoren, maar ook sociaaleconomische.’ Dat onderzoek levert aanknopingspunten om dergelijke conflicten te vermijden. Zo werkt Leiden aan wolven in Ethiopië, tijgers in Nepal en al vele jaren aan leeuwen in Afrika.

In Kenia verlaten de leeuwen ’s nachts Nairobi National Park en dringen de omheiningen van veehouders binnen. Ze doden dan meer vee dan ze opeten. Veel leeuwen worden daarom gedood als wraak. ‘Wij onderzoeken onder meer hoe je leeuwen kunt afschrikken’, vertelt Francis Lesilau uit Kenia, die in Leiden promotieonderzoek doet. ‘Flitslichten blijken goed te

werken. Leeuwen durven daardoor alleen nog overdag op vee te jagen. En dan hebben ze veel minder kans op succes, zeker als er een herder met de kuddes meeloopt.’

Zijn project heeft een grote sociale component. ‘Er zijn allerlei uitdagingen’, vertelt hij. ‘De flitslichten zijn duur, en ze werken vooral als álle boeren ze gebruiken. Daarvoor zoeken we steun van lokale organisaties.’ En overdag kuddes bewaken is lastig. Van oudsher doen kinderen dat, maar die gaan nu naar school. Lesilau: ‘Er is een nieuw sociaal systeem nodig, waarbij ouderen de kuddes bewaken. En mensen moeten de leeuwen weer gaan waarderen. Voorlichting en educatie zijn heel belangrijk.’

De zuidkant van het Nairobi National Park is onomheind. Dit was nooit een probleem omdat er een  uitgestrekte savanne  tussen park en buitenwijken lag. Door de enorme bevolkingsgroei  zijn er huizen en industrie steeds dichter op het park gebouwd met als gevolg dat de leeuwen bij verlaten van het park zo de bebouwde kom in lopen.

De zuidkant van het Nairobi National Park is onomheind. Dit was nooit een probleem omdat er een uitgestrekte savanne tussen park en buitenwijken lag. Door de enorme bevolkingsgroei zijn er huizen en industrie steeds dichter op het park gebouwd met als gevolg dat de leeuwen bij verlaten van het park zo de bebouwde kom in lopen.

Experts

  • Peter van Bodegom
  • Geert de Snoo
  • Arnold Tukker
  • Martina Vijver
  • Nadia Soudzilovskaia
  • Alexander van Oudenhoven
  • Jeroen Guinee
  • René Kleijn
  • Ester van der Voet
  • Hans Slabbekoorn
  • Christiaan Henkel
  • Berry van der Hoorn
  • Jan Kolen
  • Peter Klinkhamer
  • Martijn Bezemer
  • Klaas Vrieling
  • Jesús Aguirre Gutierréz
  • Marco Roos
  • Vincent Merckx
  • Herman Spaink
  • Koos Biesmeijer

Peter van BodegomHoogleraar Milieubiologie

Topics: Biogeografie, ecosystem functioning, ecosystem services, global vegetation modelling, plant soil interactions, trait based approaches

+31 (0)71 527 7486

Geert de SnooHoogleraar Milieubiologie/ Decaan Faculteit der Wiskunde en Natuurwetenschappen

Topics: Biodiversiteit, conservation biology, ecologie, ecotoxicologie, milieu, milieukunde, natuurbehoud

+31 (0)71 527 4763

Arnold TukkerHoogleraar Industriële ecologie/ Wetenschappelijk directeur

Topics: Circulaire economie, evironmental input-output analysis, industriële ecologie

+31 (0)71 527 5632

Martina VijverUniversitair hoofddocent

Topics: Ecotoxicologie, metalen, microplastics, nanoecotoxicologie, pesticides

+31 (0)71 527 1487

Nadia SoudzilovskaiaUniversitair docent

Topics: Biogeochemical cycling, biogeography, ecosystem services, plant ecology, plant soil interactions, trait based approaches

+31 (0)71 527 7485

Alexander van OudenhovenOnderzoeker

Topics: Ecosystem services, indicators, ecosystem-based management, coastal ecosystems, social-ecological systems, human wellbeing

+31 (0)71 527 7473

Jeroen GuineeUniversitair hoofddocent

Topics: Life Cycle Assessment (LCA), Life Cycle Impact Assessment (LCIA), Substance Flow Analysis (SFA)

+31 (0)71 527 7432

René Kleijn Opleidingsdirecteur Industrial Ecology/ Universitair hoofddocent

Topics: Circular economy, critical materials, industrial ecology, life cycle assessment, master industrial ecology, material flow accounting, resilent supply chains, resources, substance flow analysis

+31 (0)71 527 1498

Ester van der VoetUniversitair hoofddocent

Topics: Biodiversity, Life Cycle Assessment (LCA), Material Flow Accounting (MFA), Substance Flow Analysis (SFA), Sustainability Indicators

+31 71 527 7480

Hans Slabbekoorn Universitair hoofddocent

Topics: Animal behaviour, anthropogenic noise, birdsong, fish, noise impact, perception, stress, zebrafish

+31 (0)71 527 5049

Christiaan HenkelUniversitair docent

Topics: Bioinformatica, genoombiologie, next generation sequencing, nanopore sequencing

+31 (0)71 527 4759

Berry van der HoornGroepleider Biodiversity Discovery bij Naturalis Biodiversity Center

Topics: DNA barcoding, functional traits, bio-indicators, DNA waterscan, identification keys

+31 (0)6 19 95 31 25

Jan KolenHoogleraar Landschapsarcheologie en Cultureel Erfgoed/ Vice-decaan onderwijs

+31 (0)71 527 1284

Peter KlinkhamerHoogleraar Evolutionaire plantenecologie

+31 (0)71 527 5158

Martijn BezemerHoogleraar Ecologie van plant-microbe-insect interacties

+31 (0)71 527 2727

Klaas VrielingUniversitair docent

+31 (0)71 527 5136

Jesús Aguirre GutierrézPostdoctoral Research bij Naturalis Biodiversity Center

Topics: landscape ecology, biogeography, climate change, remote sensing, pollinators, species distribution models and species traits

+31 (0)71 751 9268

Marco RoosUniversitair docent

Topics: Tree of life, urban biodiversity, floristics, coastal landscapes, coastal and anthropocenic landscapes

+31 (0)71 527 2727

Vincent MerckxOnderzoeker

Topics: biogeography, mycoheterotrophy, diversification, mycorrhizas, molecular clock dating, mutualism, parasitism, angiosperms, glomeromycota

+31 71 527 3570

Herman SpainkWetenschappelijk directeur / hoogleraar Moleculaire celbiologie

Topics: Defence mechanisms, embryo, history o, infectious disease models, innate immune system, intracellular communication, microbes, molecular cell biology, zebrafish

+31 (0)71 527 5055

Koos BiesmeijerHoogleraar Natuurlijk Kapitaal

+31 (0)71 527 2727

Onderwijs

Het werkveld van duurzaamheid en een gezonde leefomgeving is heel breed, van ‘harde bèta’ tot sociale studies, recht en bestuur. Vanuit verschillende disciplines kun je je daarin specialiseren. Studenten van alle bacheloropleidingen in Leiden kunnen bijvoorbeeld de vakoverstijgende minor Sustainable Development kiezen. Een deel van de studenten die deze minor volgt, gaat in een area study naar Indonesië of de Filipijnen , waar zij samen met lokale studenten  veldonderzoek doen.

In de masterfase kun je bijvoorbeeld bij Biologie kiezen voor de track Biodiversity and Sustainability. Ook is er de masteropleiding Industrial Ecology, een samenwerking tussen Leiden en Delft waar je duurzaamheidsvraagstukken met een systeemblik  benadert volgens technische-, natuur- en sociaalwetenschappelijke  principes. Daarnaast kan het brede publiek kennismaken met de expertise van de Universiteit Leiden en haar partners via de Massive Open Online Course (MOOC) Circular Economy.

Outreach & nieuws

Nieuws

Agenda