Welke boomsoorten of herkomsten voor een klimaatonzekere toekomst?

Klimaatverandering heeft nu al een grote impact op onze bossen en die zal alleen maar toenemen in de toekomst (Pörtner et al., 2022(opent nieuw venster)). Het is de afgelopen decennia significant warmer geworden (+0,2 °C per decennium wereldwijd) en deze gemeten opwarming gaat bijna dubbel zo snel in Europa (+0,38 °C per decennium in België) (KMI, 2020). Klimaatmodellen voorspellen voor België een verdere toename van 2 °C tegen 2100 t.o.v. het huidige klimaatnormaal 1990-2020 (onder klimaatscenario SSP245, d.w.z. indien een klimaatbeleid geleidelijk wordt uitgevoerd), of zelfs tot 3,5 °C (klimaatscenario SSP585, business as usual, d.w.z. zonder bijkomende klimaatmaatregelen) (KMI, 2020,2021). In beide gevallen komen verschillende inheemse boomsoorten onder druk te staan, en zullen moeten migreren, zich moeten aanpassen of dreigen te verdwijnen.

Adaptatie van soorten

Het is niet eenvoudig om de klimaatgevoeligheid van boomsoorten te beoordelen. Gevoeligheid kan sterk  afhangen van de context: zo zijn alleenstaande beuken en beuken in bosranden op zandgrond gevoelig voor droogte, maar blijken ze verrassend droogteresistent in bosverband op betere bodem. Daardoor kunnen publicaties mekaar sterk tegenspreken.  

Door natuurlijke selectieprocessen zal steeds een (beperkt) deel van de nakomelingen beter aangepast zijn aan klimaatextremen die de moederbomen tijdens hun leven meemaken. Alle onderzoekers zijn het eens dat soortendiversiteit en een grote genetische diversiteit binnen soorten cruciaal zijn voor een goede weerbaarheid van bossen bij een veranderend klimaat. Grote populaties van inheemse soorten die al lange tijd lokaal aanwezig zijn, hebben vaak een bredere genetische basis, wat het aanpassingsvermogen van deze soorten vergroot. Bovendien dragen deze inheemse soorten bij aan biodiversiteit door hun geassocieerde biodiversiteit, dit zijn soorten planten, schimmels, insecten, etc. die in nauwe samenhang leven met die boomsoort, en eer vaak hun voortbestaan aan te danken hebben. Autochtonie, dit is het voorkomen van populaties van inheemse soorten die zich na de ijstijden hebben gevestigd en die zich sindsdien natuurlijk hebben verjongd met lokaal genetisch materiaal, kan een garantie zijn voor hogere resiliëntie, zoals het synchroon lopen van de bladuitloop  met het uitkomen van vlindereitjes, en het voederen van rupsen door vogels aan hun jongen. Klimaatverandering kan deze relaties echter sterk verstoren. Algemeen zijn autochtone populaties en lokale herkomsten van boomsoorten goed aangepast aan de historische klimatologische omstandigheden in Vlaanderen, waardoor ze plantmateriaal kunnen leveren dat minder vatbaar is voor vorst, ziekten en plagen. Voor soorten of herkomsten waarvan we vermoeden dat de genetische basis eerder beperkt is, kan men bij het aanplanten best verschillende aanbevolen herkomsten mengen. Bij populier wordt dit vertaald naar het werken met multiklonale aanplantingen. Ook bij natuurlijke verjonging, waarbij er een vermoeden is dat de genetische basis van de ouderbomen beperkt is, kan je de genetische basis verbreden door actief bij te planten. De genetische connectiviteit in tijd en ruimte is vandaag de dag een belangrijk knelpunt. Onze landschappen zijn sterk versnipperd waardoor de barrières voor spontane migratie enorm zijn toegenomen. Tegelijk zijn de ecologische opportuniteiten verminderd: de wildstand in Vlaanderen (vnl. ree, maar er beginnen zich ook populaties edelhert te vestigen(opent nieuw venster)) ligt enorm hoog waardoor werken met natuurlijke verjonging onder druk staat en er dus ook geen genetische adaptatie van inheemse soorten optreedt.

Vlaams bos voor klimaatadaptie in het Noorden 

In tijden van klimaatverandering heeft het behouden van een brede genetische variatie in autochtone populaties ook een grote betekenis in een internationale context, van regio’s en metapopulaties, waarbij elke regio kan instaan voor het garanderen van de genetische variatie van meer noordelijke regio’s in de toekomst.

Migratie van soorten

Het blijft echter zeer waarschijnlijk dat verschillende soorten niet in staat zullen zijn zich tijdig aan te passen aan de veranderende omstandigheden en/of snel genoeg te migreren naar locaties met geschikte klimaatomstandigheden (Sittaro et al., 2017; Lenoir et al., 2020). Hoewel inheemse soorten klimaatverandering uit het verleden hebben doorstaan is het grote verschil de grote snelheid van de huidige klimaatverandering: de gemiddelde postglaciale noordwaartse migratie in Europa en Noord-Amerika lag in de grootte orde van 0,1 km/jaar (Pearson, 2006; Clark et al, 1998). De huidige klimaatsnelheid, de snelheid waarmee soorten hun leefgebied moeten verplaatsen om in gelijke klimaatsomstandigheden te blijven naarmate het klimaat verandert, ligt voor loofbos en gemengd bos in de gematigde streken rond 0,35 km/jaar (Loarie et al 2009; Parks et al 2020). Dit gaat gemiddeld minstens drie keer sneller dan soorten van bossen in het West-Europese laagland zich kunnen aanpassen (zonder rekening te houden met habitatverlies, versnippering, hoge wildstand en andere milieudrukken). Daarom is het, naast het vrijwaren van genetische diversiteit, ook belangrijk te kijken hoe we migratie kunnen bevorderen, door de connectiviteit van onze systemen te verhogen en/of actief soorten te verplaatsen, om onze bosecosystemen zo veerkrachtig mogelijk te houden. 

Geassisteerde migratie is van alle tijden, sinds de prehistorie heeft de mens bepaalde boomsoorten verplaatst binnen en over continenten. In de 19de eeuw werden enkele snelgroeiende exoten voor productiebosbouw ingevoerd. Vandaag wordt geassisteerde migratie ook als een hulpmiddel voor klimaatadaptatie van multifunctionele bossen gezien (Messier et al., 2019), en zelfs als een laatste redmiddel in het natuurbeheer (Prober et al., 2019): we kunnen bepaalde uitheemse soorten en herkomsten inzetten in onze bosecosystemen in Vlaanderen (Messier et al., 2015). 

Wat is inheems ?

Volgens de ecologische definitie is een soort inheems als ze voorkomt in haar natuurlijk verspreidingsgebied (den Ouden et al., 2010). Het natuurlijk verspreidingsgebied is het geografische gebied waarin een soort oorspronkelijk voorkomt en zich van nature heeft verspreid zonder directe menselijke invloed. Soms wordt daar nog een termijn bij geplaatst, bijvoorbeeld minstens 1.500 jaar (Kornas, 1983), 5.000 jaar (Park, 2007) of sinds de laatste ijstijd.

In het Bosdecreet wordt een inheemse boom- of struiksoort gedefinieerd als een  boom- of struiksoort, die van nature voorkomt in een bepaalde streek of regio. Een lijst van bomen en struiken die juridisch als Vlaams inheems beschouwd worden is te vinden in bijlage 1 van het Besluit van de Vlaamse Regering van 2 oktober 2015 betreffende het verlenen van subsidies voor bebossing en voor herbebossing (B.S. 20/11/2015)(opent nieuw venster). Deze lijst is door experten opgesteld maar over een aantal soorten blijft er wetenschappelijke discussie. Want de exacte definitie is nooit echt scherp en duidelijk afgelijnd geweest en vaak gebaseerd op arbitraire grenzen in tijd en ruimte (Hermy, 2020; Pereyra, 2020). Zo komt het dat wilde appel in Vlaanderen inheems beschouwd wordt en tamme kastanje niet, terwijl ze beiden hier al lang actief door mensen zijn verspreid als voedselplant. Noorse esdoorn wordt beschouwd als inheems in België maar niet van nature voorkomend in Vlaanderen hoewel hij in de grenszone tussen de regio's mogelijks wel voorkwam.

Hoe dan ook houden boomsoorten zich niet aan staatgrenzen, het ‘natuurlijk’ verspreidingsgebied van een soort kan dus uitbreiden, inkrimpen, verschuiven, fragmenteren of desintegreren tot de soort enkel in een aantal refugia overblijft (Hobbs et al. 2018). In de hieronder vermelde studie wordt duidelijk gewaarschuwd dat het begrip "Vlaams inheems" te rigide is in een tijd waar het klimaat zo snel verandert dat ook soortenniches mee opschuiven en wordt voorgesteld om het over "inheems in het west-palearctisch gebied" of kortweg "Europees inheems" te hebben. Dit ruimere begrip omvat een bredere soortenpool, waarbij niettemin in grote mate sprake is geweest van co-evolutie tussen deze boomsoorten onderling en met hun geassocieerde biodiversiteit. 

De aanpassingen in wetgeving en beleid waren gedurende meer dan 30 jaar vooral tegen monoculturen met niet-inheemse soorten gericht. Maar vandaag wordt een soort die buiten zijn natuurlijk verspreidingsgebied wordt gevonden bijna automatisch als niet-inheems en dus potentieel invasief of schadelijk beschouwd. Dit terwijl verspreidingsgebieden volop aan het verschuiven zijn. Daarom pleit een groeiend aantal wetenschappers voor een aanpak waarbij men de boomsoortensamenstelling van stabiele natuurlijke en half-natuurlijke ecosystemen in een goede staat probeert te behouden, maar daarnaast te aanvaarden dat dit in veel gevallen niet zal lukken. In die gevallen moeten we ons voorbereiden om ze via soortselectie en beheer in de richting van nieuw-samengestelde bosecosystemen te leiden die het bosmicroklimaat nodig voor bosbewonende organismen te bewaren en het leveren van bosecosysteemdiensten blijven garanderen (Davis et al., 2011; Jackson & Hobbs, 2009).

Risico’s bij geassisteerde migratie

Geassisteerde migratie is echter niet zonder risico: de mogelijke invasiviteit en groeiplaatsgeschiktheid van soorten moet door voorafgaande selectie en verdere monitoring nauwkeurig worden geëvalueerd. De belangrijkste argumenten tegen geassisteerde migratie zijn:

Invasiviteit

Risico's voor ecosystemen ten gevolge van geassisteerde migratie bestaan uit mogelijke invasiviteit, hybridisatie, competitie met inheemse soorten, en onvoorziene veranderingen in het milieu. Gepaste beheermaatregelen, zoals het vermijden van monoculturen en het controleren van ziekteverspreiding, zijn van essentieel belang. Het is noodzakelijk om de verschillende eigenschappen van boomsoorten in rekening te nemen, waaronder hun potentieel voor invasiviteit.In een tijd van verschuivende ecologische niches, is het cruciaal om nieuwe soorten niet automatisch als invasieve exoten te bestempelen. 

Heldere definities voor "inheems" en "invasief", los van elkaar, ontbreken momenteel. Hoewel invasiviteit  per definitie wordt geassocieerd met exotische soorten, vertonen inheemse boomsoorten met een pionier-karakter ook vaak een expansief en dominant gedrag (men spreekt dan van een “native invader” sensu Carey et al. 2012 ): inheemse Grove den en Ruwe berk kunnen bijvoorbeeld problematisch zijn  in heidevegetaties (Nyssen et al. 2023). Het is van belang om definities correct te hanteren in functie van de vraagstelling maar uiteindelijk moet de beheerder beslissingen maken over soortenbeheer in functie van (huidige/toekomstige) impact, wat belangrijker is dan de 'afkomst' van een soort. Om de mogelijke impact te evalueren kan men gebruik maken van risicoanalyseprotocollen. 

Geassocieerde biodiversiteit

Voor veel nieuwe boomsoorten blijft geassocieerde biodiversiteit een kennislacune terwijl we voor lokaal inheemse boomsoorten een betere kennis hebben (zeer hoog voor bijvoorbeeld zomereik, erg laag voor bijvoorbeeld taxus). In principe gaan we er van uit dat hoe langer een boomsoort in een bepaald gebied voorkomt, hoe hoger het aantal ermee geassocieerde soorten in een bepaald habitat ("alpha-diversiteit"). Hieruit kunnen we niet zomaar besluiten dat de geassocieerde diversiteit op inheemse soorten steeds hoger is dan op exoten. Ook blijkt dat er relatief snelle aanpassingen optreden, waarvan sommige evolutionair verankerd zijn. Het aantal bladetende insecten op Amerikaanse vogelkers is de afgelopen 150 jaar verdubbeld tot 69 soorten terwijl dit aantal op Europese vogelkers lager ligt (39 soorten) en stabiel bleef (Schilthuizen et al., 2016). Dit werd ook vastgesteld bij een reeks andere ingeburgerde boomsoorten (Nyssen, 2023). De meest bepalende factor is echter de abundantie, of er veel exemplaren van een boomsoort in een bepaald gebied voorkomen. In de nabije toekomst wordt het met behulp van eDNA analyse ("environmental DNA") mogelijk om de totale soortendiversiteit op boomsoorten te bepalen, dus niet enkel insecten. En dan komen hoogstwaarschijnlijk nog meer nuanceringen aan het licht.

Geassisteerde migratie in de praktijk

In opdracht van ANB werd KU Leuven gevraagd een wetenschappelijk onderbouwde lijst op te maken van boomsoorten die voor ons toekomstig klimaat geschikt zijn, ook het Klimaatbomenproject genoemd.

Resultaten van het onderzoek.

Wie zijn de belangrijkste klimaatwinnaars?

Tabel 1: Lijst van Europees inheemse soorten met klimaatscore gelijk of hoger dan 4 (op 5) uit het eindrapport Klimaatbomen

Aangezien deze studie gebruikt maakt van klimaatmodellen zijn er voor soorten met weinig Europese of wereldwijde observaties geen voorspellingen gedaan, bijvoorbeeld Boomhazelaar (Corylus colurna). Daarnaast kunnen soortverspreidingsmodellen geen rekening houden met andere milieudrukken en/of ziekten en plagen. Zo komt Corsicaanse den als een duidelijke klimaatwinnaar uit de studie maar had die op sommige locaties begin 2024 last van verminderde vitaliteit door een dubbele schimmelaantasting met zowel Sphaeropsis sapinea (= Diplodia pinea) als Dothistroma septosporum. Dit is vroeger nog gebeurd en was waarschijnlijk mee veroorzaakt door een verstoorde mineralenbalans(opent nieuw venster). Ze hebben zich toen grotendeels hersteld.

Welke herkomsten (van Vlaams inheemse soorten) zijn interessant zijn om hier aan te planten?

Binnen het klimaatbomenproject wordt ook het belang van herkomsten en het mengen van herkomsten bij (her)aanplant kort toegelicht. Is het m.a.w. aangewezen om onze lokale herkomsten te vervangen of aan te vullen met meer zuidelijke herkomsten om de klimaatverandering het hoofd te bieden? Zo ja, welke herkomsten moeten dan gebruikt worden?    

De toekomstige verspreiding van herkomsten voorspellen m.b.v. verspreidingsmodellen is niet mogelijk omdat die informatie in bestaanden databanken ontbreekt of heel onvolledig is.

In het rapport wordt een alternatieve manier voorgesteld, namelijk een klimaatsimilariteitsanalyse uitvoeren. Je krijgt dan een kaart met zones in Europa die momenteel het toekomstig gemiddeld Vlaams klimaat hebben volgens een bepaald klimaatscenario. In die zones zoek je dan herkomstgebieden met geselecteerde zaadbronnen. Maar klimaatverandering is een bewegend doelwit, je kan dus best verschillende herkomsten selecteren uit de volledige range van onze gemiddelde toekomstige klimaten en die hier bijmengen tussen lokale herkomsten. Zo krijg je later als de bomen volwassen zijn via kruisbestuiving menging van diverse eigenschappen en is in een volgende generatie een bepaald percentage van de nakomelingen iets beter aangepast aan de nieuwe condities en nieuwe extremen. Dit noemt “climate-adjusted provenancing”. (Prober et al, 2015). Tenslotte is het geen slecht idee om ook herkomsten uit de zuidelijke rand van het verspreidingsgebied van een soort beperkt bij te mengen, dit zijn namelijk doorgaans populaties met zeer hoge genetische diversiteit. (Assis et al., 2013). 

De resultaten uit dergelijke oefening kunnen dan worden toegevoegd aan de Lijst van Aanbevolen Herkomsten.

In het rapport wordt deze oefening  op p. 33 voor tamme kastanje oefening toegelicht. Het resultaat is te vinden in onderstaande tabel.

Tabel 3: Lijst met interessante herkomstgebieden voor Castanea sativa op basis van de klimaatdissimilariteitanalyse in combinatie met ONF database en eufgis portal(opent nieuw venster).