Nauwkeurige bodemkaarten van fundamenteel belang voor oplossen wereldproblemen

Bodemkaarten op wereldschaal bieden belangrijke informatie voor studies naar verhoging van de voedselproductie, voor het nemen van maatregelen tegen klimaatverandering, de achteruitgang van het milieu, zoals erosie, verlies van biodiversiteit, en de toenemende schaarste aan schoon drinkwater. Het is dan ook niet voor niets dat bodeminformatie deel uitmaakt van acht van de zeventien Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties, zegt prof. Gerard Heuvelink. “Hydrologen gebruiken bodemkaarten om bijvoorbeeld de mate van infiltratie van regenwater te bepalen, waarmee landbouwkundigen een verwachting voor de potentiële opbrengst van akkergrond kunnen opstellen, of die ecologen helpen de bodembiodiversiteit in een gebied in kaart te brengen. Allemaal diensten vanuit de bodem die in de toekomst tegen een begrenzing kunnen lopen als bodemkaarten niet de vereiste nauwkeurigheid hebben.”

Binnen ISRIC is daarom vijf jaar geleden SoilGrids opgezet, een systeem dat de bodem en zijn eigenschappen overal ter wereld in kaart brengt op basis van bestaande bodemprofielen en slimme algoritmes. “Zo zijn wereldwijd uitspraken te doen met een resolutie van 250 meter over het koolstofgehalte van de bodem, het kleigehalte, de porositeit of het waterbergend vermogen – belangrijk voor overstromingsstudies en gewasproductie,” zegt prof. Heuvelink.

Beperkte nauwkeurigheid van kaarten

Toch laat de nauwkeurigheid van veel bodemkaarten nog te wensen over. Zo kan het percentage organische koolstof in de bodem op twee kaarten van hetzelfde gebied enorm verschillen, zegt prof. Heuvelink in zijn inauguratie ‘On the quality of soil information. How pedometrics can help us’. “Zulke onnauwkeurigheden werken door in berekeningen waarop autoriteiten zoals de IPCC modellen baseren over bijvoorbeeld klimaatverandering. En dat kan leiden tot verkeerde beslissingen,” waarschuwt prof. Heuvelink.

In zijn onderzoek concentreert hij zich daarom op rekenkundige en statistische methoden om de onzekerheid van bodemgegevens en bodemkaarten te kwantificeren en reduceren, samengevat met de term pedometrie (‘pedon’ is Grieks voor bodem). “De meest voor de hand liggende manier om de onzekerheid in bodemkaarten te bepalen is door ze met onafhankelijke grondmonsters te vergelijken. Maar dat zijn kostbare metingen en het zegt ons niet hoe nauwkeurig de kaart voor elke locatie in het gebied is. Daarom geven we in de pedometrie als regel bij bodemkartering ook de onzekerheid weer. Eigenlijk maak je dus meerdere kaarten van een gebied. Neem als voorbeeld het organische stofgehalte van de bovengrond in Tanzania die we recentelijk in kaart hebben gebracht. Naast een kaart van de voorspelde waarde maakten we ook kaarten van de onder- en bovengrens van een 90% betrouwbaarheidsinterval van het organisch stofgehalte. We kunnen dan met 90% zekerheid stellen dat de echte waarde tussen deze twee grenzen ligt,” vertelt prof. Heuvelink.

“De kwantificering van onzekerheden helpt ons bij het verder verbeteren van bodemkaarten omdat in deze analyses ook de zwakste schakel in het karteerproces kan worden vastgesteld. Zo kunnen we bijvoorbeeld vaststellen hoeveel verbetering te verwachten is bij een intensiever gebruik van satellietbeelden en ‘crowd-sourced’ bodemdata. Ik zal me met mijn team de komende jaren blijven inzetten om instrumenten te ontwikkelen om de nauwkeurigheid van bodemkaarten vast te stellen en hiermee bodemkaarten steeds beter te maken,” besluit prof. Heuvelink.