Kunnen biodiversiteit en landbouw hand in hand gaan?

Foto: Mark Stebnicki via Pexels.

De wereld wordt geconfronteerd met een ongekende druk op voedsel- en ecosystemen. Bijna de helft van alle bewerkbare landoppervlakte, i.e. land zonder gletsjers en woestijnen, wordt ingenomen voor voedselproductie (1). Omzetten van natuur in landbouwgrond is de belangrijkste oorzaak voor het plaatsvinden van de zesde massa-extinctie (2,3). De gemiddelde populatiegrootte van vertebraten is met maar liefst 68% gedaald van 1970 tot 2016 (4). Tegen 2050 zal de wereldbevolking naar verwachting stijgen tot negen miljard, waardoor er onder de huidige omstandigheden een extra vraag van maar liefst 26% extra landbouwgrond tegen 2050 wordt voorspeld (5). Daarbovenop zal in grote delen van de wereld de klimaatopwarming leiden tot een verlaagde landbouwproductiviteit (6).

Omzetten van natuur in landbouwgrond is de belangrijkste oorzaak voor de zesde massa-extinctie

Stop de nood aan extra landbouwgrond

Men kan zicht terecht de vraag stellen of het überhaupt mogelijk is om voldoende voedsel te produceren zonder onze natuurlijke wereld verder te vernietigen. Het antwoord is duidelijk JA. De oplossing is te vinden in de vraag naar extra land te stoppen. Zolang er nood is aan extra grond zal er meer bos, savanne en oerwoud omgezet worden in landbouwgrond. In een recente studie gepubliceerd in Nature Sustainability concluderen Williams en collega’s (2021) dat het verhogen van de productiviteit per hectare (ha) het beste wapen is tegen biodiversiteitsverlies, gevolgd door het verminderen van voedselverspilling en het verlagen van de vleesconsumptie. Indien significante stappen vooruit worden gezet op deze drie vlakken kan er zelfs een gebied groter dan India terug omgezet worden in natuur. Concreet moet hiervoor tegen 2050 (i) de gewasopbrengst per ha in ontwikkelingslanden geleidelijk aan verhogen tot 80% van de huidige productiviteit in geïndustrialiseerde landen, (ii) vleesconsumptie geleidelijk aan dalen in rijke landen en (iii) de voedselverspilling verminderen met 50% (5).

Mits inzetten op de juiste maatregelen kan er dus zelfs land vrijgemaakt worden. Laat er echter geen twijfel over bestaan, de landbouwsector staat voor een van zijn grootste uitdagingen van de geschiedenis. Desondanks heeft deze sector al spectaculaire resultaten laten zien. Zo is de vereiste landoppervlakte per capita de laatste 60 jaar drastisch gedaald, met maar liefst >60% (1), zoals weergegeven in onderstaande grafiek.

Dankzij de groene revolutie heeft men de laatste decennia een spectaculaire daling in de ingenomen landbouwgrond per capita gerealiseerd (1)

Deze enorme winsten zijn gerealiseerd door onder meer het gebruik van kunstmest, verbeterde zaden (conventioneel of biotechnologisch veredeld), het gebruik van gewasbestrijdingsmiddelen en inzetten op goede landbouwpraktijken, zoals gewasrotaties. Ondanks het wijde verzet tegen deze hoogproductieve landbouwpraktijken had men anders momenteel twee maal zoveel oppervlakte voor landbouw nodig om de huidige wereldbevolking te voeden, waardoor zo goed als alle wilde natuur vernietigd zou zijn. Deze hoogproductieve landbouwpraktijken zijn nog niet in gebruik in grote delen van het globale zuiden. Hierop inzetten is aantoonbaar één van de meest doeltreffende maatregelen voor biodiversiteitsbehoud (5). Steeds vaker wordt echter een alternatief “natuur inclusief” landbouwmodel naar voren geschoven, ook gekend als biologische landbouw, waarbij meer gebruik gemaakt wordt van ecosysteemdiensten en het gebruik van chemische gewasbestrijdingsmiddelen en kunstmest verboden is. Gemiddeld heeft biologische landbouw 20-25% lagere opbrengst per ha (7). Bovendien is de voedselproductie +/- 15% minder stabiel in de tijd (8). Een grootschalige studie heeft hoogproductieve en natuur inclusieve landbouw vergeleken in Ghana en India. In totaal werden 341 vogelsoorten en 260 boomsoorten opgemeten, over een matrix van akkerland van kleinschalige lage-input/lage-opbrengst landbouw tot grote hoogproductieve boerderijen. De resultaten waren heel duidelijk, de soortenpopulaties was het grootst indien landbouw wordt beperkt tot een zo klein mogelijk hoogproductief oppervlakte, op voorwaarde dat dit gebeurt in combinatie met het vrijwaren van natuurgebied (9), een landbouwmodel gekend als “land sparing”. Desondanks exporteert het Westen het biologisch landbouwmodel naar ontwikkelingslanden.

Verhogen van de productiviteit per ha is het beste wapen tegen biodiversiteitsverlies

Landbouw in Europa

Ook in West-Europa, dat gekenmerkt wordt door een sterk uitgebreid en hoogproductief landbouwareaal, blijkt het “land sparing” model minder schadelijk voor biodiversiteit dan zijn “natuur inclusieve” tegenhanger. Een meta-analyse, die gepubliceerde studies over de milieueffecten van biologische en conventionele landbouw in Europa bundelde, heeft aangetoond dat biologische landbouwpraktijken over het algemeen een positief effect hebben op het milieu per oppervlakte-eenheid, maar een negatief effect per producteenheid (10). Vergelijkende studies in Polen en het Verenigd koninkrijk (11, 12) kwamen tot gelijkaardige conclusies, namelijk dat “land sparing” duidelijk minder slecht is voor biodiversiteitsbehoud dan het “natuur inclusieve” model. In Oost-Polen werd vastgesteld dat door in te zetten op “land sparing” het voor natuurlijke habitats beschikbare areaal zou verdubbelen ten opzichte van 2014 (12). Daarboven kwamen beide studies tot een bijkomende opmerkelijke vaststelling. In Europa is gedurende meerdere eeuwen een significant deel van de dieren aangepast aan leven op extensieve akkerlanden. Deze akker-organismen hebben het echter moeilijk in meer wilde natuur. Om deze akkerdieren te beschermen kan geopperd worden om een deel van de vrijgekomen grond als laagproductieve akkerbouw te benutten, zoals bijvoorbeeld via cultuurlandschappen met grazers. Ter verduidelijking, deze extensieve akkerbouw wordt hier beheerd ten behoeven van soorten die hier goed gedijen en heeft dus niet als primair doel de productie van voedsel. Dit model dat van toepassing is voor grote delen van Europa wordt het 3-compartimenten model genoemd. Bijgevolg is dit model een variant van “land sparing” waarbij in de eerste plaats land moet vrijgemaakt worden voor meer natuur. Deze vrijgekomen grond kan omgevormd worden tot wilde of akkerdiversiteit-ondersteunende natuur.

De vrijgekomen grond kan omgevormd worden tot wilde of akkerdiversiteit-ondersteunende natuur

Het 3-compartimenten model

Inzetten op het 3-compartimenten model kan foutief aanschouwd worden als een combinatie van het land sparing en het natuur inclusieve model. Om de biodiversiteitsvoordelen van het 3-compartimentenmodel te benutten zijn volgende aspecten essentieel: (i) De akkerdiversiteit-ondersteunende gebieden hebben als primair doel het ondersteunen van biodiversiteit. Bijgevolg wordt het voedsel in wezen op hoogproductieve akkers geproduceerd. Anders gaat men de voedselproductie op de akkerdiversiteit-ondersteunende gebieden maximaliseren, door bijvoorbeeld gebruik te maken van biologische pesticiden, waardoor men uiteindelijk een negatief effect per producteenheid zal bekomen (cf. natuur inclusieve voedselproductie, 10-12). (ii) Verder opschalen van de productiviteit per ha moet gestimuleerd worden. Dit blijft de hoeksteun van het 3-compartimenten model. (iii) Bovendien is het van essentieel belang om de regio’s met hoogproductieve landbouw en biodiverse natuur zorgvuldig uit te kiezen. De grootste land besparende winst wordt namelijk geboekt door hoogproductieve landbouw op de meest vruchtbare gronden uit te voeren. Daarnaast komen akkerdiversiteit-ondersteunende gebieden het meest tot hun recht naast een natuurpark. Er moet echter ook ingezet worden op natuurlijke landschapselementen in hoogproductieve landbouw gebieden, om natuurgebieden te verbinden (13). Hier kan men kiezen voor wilde natuur of akkerdiversiteit-ondersteund land, afhankelijk van de lokale noden. (iv) Organisaties die instaan voor natuurbehoud en - beheer schrijven meestal weinig voordelen toe aan landbouw met een hoge opbrengst. Dit is niet geheel verbazend aangezien hoogproductieve landbouw op zich weinig bijdraagt, tenzij het gecombineerd wordt met stimulansen om elders land om te zetten in natuurgebied. Bijgevolg is het koppelen van intensivering aan natuur vrijmaken een essentieel deel van dit landbouwmodel. -

Een voorbeeld van natuurlijke landschapselementen in hoogproductief landbouw, om natuurgebieden te verbinden. Foto: zie noot 14.

De EU heeft als doel om tegen 2030 25% van het EU landbouwareaal te gebruiken voor biologische landbouw en het gewasbestrijdingsmiddelengebruik met 50% te laten dalen. Op het eerste zicht lijkt dit overeen te komen met het 3-compartimenten model. Dit is echter enkel het geval indien er ingezet wordt op de hierboven vermelde maatregelen. Zonder hiermee rekening te houden wordt de Europese biologische landbouw een onderdeel van het natuur inclusieve voedselproductiesysteem, wat aantoonbaar het schadelijkste landbouwmodel per producteenheid is (10-12).

Ontkoppelen van productiviteit en natuurverschraling

Dit gezegd zijnde, is het ook duidelijk dat biodiversiteit in en rond hoogproductieve landbouw moet verbeteren. Bovendien moet het spill-over effect, van bijvoorbeeld stikstof of gewasbestrijdingsmiddelen, naar de naburige natuur naar omlaag. Door de laatste vooruitzichten in geo-informaticatechnieken en vorderingen op het gebied van computer- en detectie-technologieën kan men steeds beter zieke regio’s in het veld detecteren en enkel aan deze zieke regio’s gewasbestrijdingsmiddelen en/of nutriënten toevoegen. Op gelijkaardige manier kan onkruid herkend en lokaal vernietigd worden, waardoor het gewasbestrijdingsmiddelengebruik drastisch daalt. Bovendien worden de meest schadelijke gewasbestrijdingsmiddelen reeds decennia stelselmatig van de markt gehaald en vervangen door nieuwe generaties gewasbestrijdingsmiddelen die specifieker zijn tegen bepaalde ziektes en die sneller afgebroken worden, waardoor toxiciteit voor de omgeving drastisch daalt. Een van vele voorbeelden is de bestrijding van bladluizen in het veld met bladluis-specifieke insecticiden, terwijl hier voordien breedspectrum insecticiden (dodelijk voor het merendeel insectensoorten) werden gebruikt. Er is duidelijk nog veel werk aan de winkel, maar product per product wordt de toxiciteit van de gewasbestrijdingsmiddelen verlaagd. Daarbovenop wordt een belangrijke bijdrage geleverd door het veredelen van variëteiten die een hoge opbrengst garanderen zonder input van grote hoeveelheden gewasbestrijdingsmiddelen en nutriënten. Door het genetisch aanpassen van gewassen kan men sneller verbeterde variëteiten creëren. Een meta-studie die resultaten over 20 jaar vergeleek kwam tot de conclusie dat bij het gebruik van GG-gewassen er gemiddeld 37% minder chemische gewasbestrijdingsmiddelen worden gebruikt, de opbrengst met 22% stijgt en de winst van boeren 68% hoger is (15). Toch wordt het gebruik van GG-gewassen in Europa tegengehouden. Een zeer spijtige zaak voor de Europese natuur. Ten slotte kan men met goede landbouwpraktijken, zoals een optimale gewasrotatie, en het inzetten op natuurlijke landschapselementen de lokale biodiversiteit vooruit helpen. Binnen het 3-compartimenten model blijft hoogproductieve landbouw centraal staan om land vrij te maken voor natuur. Daarbovenop kan men door het ontkoppelen van hoge productiviteit en verschraling van biodiversiteit het hoogproductieve landbouw compartiment duurzamer maken.

Naast vooruitgang in de hoogproductieve akkerlandbouw, hebben nieuwe ontwikkelingen in de serreteelt het potentieel om de productiviteit per ha enorm op te schalen en de effecten op het milieu te verminderen. Zo kan men gewassen in serres en klimaatkamers op verschillende lagen boven elkaar telen (verticale landbouw), waar gemakkelijk honderden malen meer voedsel per ha behaald kan worden dan bij traditionele landbouw (16). Bovendien zijn er geen pesticiden nodig vanwege de lage ziektedruk en afwezigheid van onkruid, en is er in de meeste gevallen zelfs geen grond nodig. Verticale landbouw zal hoogstwaarschijnlijk in de nabije toekomst groeien en een positief effect op de biodiversiteit hebben. Toch lijkt een grootschalige doorbraak in de nabije toekomst eerder onwaarschijnlijk. Momenteel wordt verticale landbouw enkel gebruikt voor hoge opbrengst-groenten en -kruiden. Typische akkergewassen, zoals suikerbieten en aardappelen, kunnen vanuit technisch oogpunt perfect geteeld worden via verticale landbouw, maar er is momenteel te weinig lage impact energie, zoals kernenergie, voorhanden. Mede hierdoor is het telen van deze akkergewassen via verticale landbouw economisch nog niet rendabel. Dit is een fundamenteel andere manier van landbouw, waardoor lokale landbouwgemeenschappen ontwricht kunnen worden bij te snelle invoering van verticale landbouw. Bijgevolg lijkt verticale landbouw voor typische akkergewassen waarschijnlijk eerder een trage uitrol te zullen hebben.

Kunnen landbouw en biodiversiteit hand in hand gaan?

De omzetting van natuur in landbouwgrond heeft een dramatisch effect op biodiversiteit. Daarom is het van essentieel belang om de vraag naar meer landbouwgrond te stoppen. Dit kan enkel door de efficiëntie van voedselproductie te verhogen. Het is dan ook aangetoond dat het “land sparing” landbouwmodel het minst slechte is voor biodiversiteitsbehoud. Landen met een groot aantal akkersoorten, zoals de meeste Europese landen, kunnen opteren om een deel van het vrijgekomen land te gebruiken als akkerdiversiteit-ondersteunende gebieden. Bovendien moet men trachten om de biodiversiteit in hoogproductieve landbouwgebieden te verhogen door gebruik te maken van de nieuwste technologische vooruitgangen. Uiteraard moet men ook inzetten op het verminderen van voedselverspilling, vleesconsumptie, etc. De snelheid waarmee de 6de massa-extinctiegolf plaatsvindt is echter zo hoog dat simultaan op verschillende fronten gewerkt moet worden. Mits inzetten op deze maatregelen is het mogelijk om de stijgende wereldbevolking te voeden en de natuur te redden.

Bio

Niels Wynant heeft een doctoraat in de Biochemie op zak. Zijn expertisedomeinen zijn landbouw en biologische wetenschappen.

---------------------------

Referenties

1: Ritchie and Roser (2019). Land Use - Our World in Data

2: Ritchie (2021). To protect the world’s wildlife we must improve crop yields – especially in Africa. Our world in Data.

3: Barnoksky, Anthony, Matzke, Nicholas; Tomiya, Susumu; Wogan, Guinevere; Swartz, Brian; Quental, Tiago; Marshall, Charles; McGuire, Jenny; Lindsey, Emily; Maguire, Kaitlin; Mersey, Ben; Ferrer, Elizabeth (2011). Has the Earth’s sixth mass extinction already arrived? Nature. 471 (7336): 51–57.

4: Global living planet index 2020

5: Williams, Clark, Buchanan, Ficetola, Rondinini and Tilman (2021). Proactive conservation to prevent habitat losses to agricultural expansion. Nature Sustainability. volume 4, pages314–322.

6: EPA (2017). Climate Impacts on Agriculture and Food Supply

7: de Ponti, Rijk and Ittersum (2012). The crop yield gap between organic and conventional agriculture. Agricultual systems, volume 108, 1-9.

8: Knapp and van der Heijden (2018), A global meta-analysis of yield stability in organic and conservation agriculture, Nature communications, 9, 3632

9: Phalan, Onial, Balmford, Green (2011). Reconciling food production and biodiversity conservation: land sharing and land sparing compared. science (2011) 333, 1289-1291

10: Tuomisto, Hodge, Riordan and Macdonald (2012). Does organic farming reduce environmental impacts? - A meta-analysis of European research. Journal of environmental management; 112, 309-320.

11: Finch, Green, Peach (2019). Bird conservation and the land sharing-sparing continuum in farmland-dominated landscapes of lowland England. Conservation Biology, 33, 5, 1045-1055.

12: Feniuk, Balmford, Green (2019). Land sparing to make space for species dependent on natural habitats and high nature value farmland. Proc. Biol. Sci. 28;286(1909)

13: Grass, Loos, Baensch, Batary, Libran-Embid, Ficiciyan, Klaus, … (2019). Land-sharing/-sparing connectivity landscapes for ecosystem services and biodiversity conservation, People and Nature. 1, 2, 262-272

14: Gresty (2015). Reconciling agriculture and biodiversity conservation: the ‘land sparing, land sharing’ debate.

15: Klumper, Qaim (2014). A Meta-Analysis of the Impacts of Genetically Modified Crops. Plos One 9(11): e111629.

16: Adenaeuer (2014). Up, Up and Away! The Economics of Vertical Farming. Journal of Agricultural studies Vol. 2, N°1