Nieuws

Oratie: Milieubeleid heeft eenvoudigere, geïntegreerde milieumodellen nodig

Met hoeveel procent moet de uitstoot van stikstof omlaag? Wat gebeurt er met de bodem en het grondwater als de zomers zo droog blijven en wat kunnen we eraan doen? Hoe voorkomen we bodemdegradatie in Afrika? Milieumodellen zijn noodzakelijk om antwoord te geven op dit soort vragen. Milieumodellen zijn het collectief geheugen van het milieuonderzoek, legt Jetse Stoorvogel uit in zijn oratie.

Zoektocht naar duurzame oplossingen

Onze leefomgeving wordt bedreigd door onder andere klimaatverandering, milieuvervuiling, verlies aan biodiversiteit en bodemdegradatie. De zoektocht naar duurzame oplossingen is niet eenvoudig. Jetse Stoorvogel legt uit: ‘Je kunt niet ‘gewoon’ even een onderzoek doen en in één gebied stikstof reduceren en in een ander gebied niet.’ Het effect van beleid op het gebied van klimaat of stikstof is simpelweg niet experimenteel te onderzoeken.

Modellen als hulpmiddel

Toch weten we al heel veel. Onderzoekers beschrijven bijvoorbeeld in detail welke processen er zich afspelen op een bepaalde plaats in de bodem. Het resultaat is een overvloed aan wetenschappelijke publicaties en gegevensbestanden. Maar het is vooral heel veel en heel gedetailleerd. Daardoor is de informatie moeilijk toegankelijk en lastig te vertalen in beleid. Milieumodellen zijn eigenlijk het collectief geheugen van het milieuonderzoek: de bestaande kennis is erin verwerkt. Ze visualiseren de onzichtbare en complexe processen en zijn een hulpmiddel om beleidskaders vast te stellen. Het ultieme doen van de milieuwetenschappen zijn beleidsrelevante, geïntegreerde milieumodellen.

Bandbreedte

Effectief gebruik van deze modellen vereist wel dat je heel transparant bent over wat de aannames en de onzekerheden zijn. En die transparantie ontbreekt vaak. Stoorvogel vergelijkt het met Buienradar en het KNMI. ‘Deze twee partijen gebruiken grotendeels dezelfde modellen. KNMI geeft op basis van die modellen de neerslagverwachting met een bandbreedte. Buienradar geeft de verwachte hoeveelheid regen zonder de marges. Dus dezelfde modellen, maar een andere manier om de uitkomsten te presenteren. Ben je niet transparant over dit soort keuzes, dan krijg je discussie en twijfel over de modellen zelf.’

Hou het eenvoudig waar dat kan

Een andere oorzaak van discussies en twijfels is de complexiteit van de modellen. Er zijn heel gedetailleerde ‘compartimentmodellen’ die gaan over een klein specifiek of heel lokaal onderwerp. En er zijn heel complexe totaalmodellen die proberen alles te omvatten. Beide types zijn wetenschappelijk zeer interessant, maar in milieubeleid kun je er minder mee juist omdat ze zo gedetailleerd of complex zijn. Stoorvogel pleit ervoor om meer te denken aan overzichtsmodellen: ‘Overzichtsmodellen zijn modellen op een hoger niveau, waardoor je er ook makkelijker beleidsconclusies uit kunt trekken. Die nemen niet alle details mee, maar alleen wat direct relevant is.’

Integreer modellen

Stoorvogel is hoogleraar Integrated Environmental Modelling en kijkt verder dan alleen milieumodellen. ‘Denk nog eens aan de stikstofemissie. De emissie is het grootst bij de landbouw. Maar misschien is het verlagen van emissie door de industrie en verkeer wel makkelijker aan te pakken? En bij welke aanpak is de maatschappelijke schade het kleinst?’ Als je milieumodellen integreert met sociaaleconomische modellen kun je beleidsmakers helpen om dit soort vragen te beantwoorden. Ook op andere domeinen is het interessant om modellen te integreren, bijvoorbeeld modellen rond de relatie tussen omgeving en gezondheid. Stoorvogel: ‘Er zijn al veel deelmodellen op dit gebied. Ik zou heel graag met de vakgroep overkoepelend modellen maken die eenvoudiger zijn, maar wel het hele plaatje omvatten. Dat is een andere manier van modelleren, maar wel een manier die leidt tot modellen die bruikbaar zijn om beleidskaders vast te stellen.’

Oratie en symposium

Prof. dr. ir. Jetse Stoorvogel, hoogleraar Integrated Environmental Modelling, spreekt zijn oratie uit op vrijdag 11 november 2022 om 16.00 uur bij de Open Universiteit in Heerlen. De titel van zijn oratie is: Milieumodellen als ons collectief geheugen voor een duurzame toekomst. Voorafgaand aan de oratie vindt een symposium plaats getiteld ‘Milieuwetenschappen voor milieubeleid’. Het symposium is toegankelijk voor iedereen die geïnteresseerd is in het vakgebied. Aanmelden voor zowel oratie als symposium kan via ou.nl/uitnodiging. De oratie is ook integraal te volgen via ou.nl/live.

Over Jetse Stoorvogel

Prof. dr. ir. Jetse Stoorvogel (1965) is hoogleraar Geïntegreerde milieumodellering binnen de vakgroep Milieuwetenschappen van de faculteit Bètawetenschappen. Tot aan zijn benoeming werkte hij als universitair hoofddocent Bodem-Landgebruik interacties aan Wageningen Universiteit, alwaar Stoorvogel tevens studeerde en promoveerde (1995). Zijn leerstoel richt zich op het interdisciplinaire onderzoek naar en de ontwikkeling en het gebruik van geïntegreerde milieumodellen die de oorzaken van milieuproblemen en hun gevolgen voor ecosystemen en de samenleving analyseren en vertalen naar mogelijke oplossingen. De focus ligt op het versterken van wetenschappelijk gefundeerde informatie voor de besluitvorming over uitdagingen op het gebied van duurzaamheid. Stoorvogel blijft nog één dag in de week als universitair hoofddocent Bodem-Landgebruik interacties verbonden aan Wageningen Universiteit.

Bron: website Open Universiteit

Promotie: model brengt wereldwijde vervuiling van water in kaart

Jikke van Wijnen heeft op 10 januari 2020 haar proefschrift River export of pollutants: A global modelling approach aan de Open Universiteit, in Heerlen verdedigd. Haar onderzoek laat zien hoe je met een model de wereldwijde verspreiding van een aantal vervuilende stoffen in kaart kan brengen. Zo’n model kan gebruikt worden om toekomstige problemen met de waterkwaliteit te voorspellen en om de effecten van maatregelen te berekenen. 

Verontreiniging uit landbouw, industrie en stedelijke gebieden bedreigt de waterkwaliteit in rivieren, zeeën en oceanen. In onze samenleving komt de waterkwaliteit steeds meer onder druk te staan, bijvoorbeeld door het gebruik van biobrandstoffen of (micro)plastics. Hoe kunnen we voorspellen wat er in de toekomst gebeurt met de waterkwaliteit? En hoe kunnen we de effecten van maatregelen die waterverontreiniging tegen moeten gaan berekenen? 

In kaart brengen vervuilende stoffen

Het continu monitoren van de waterkwaliteit in rivieren is kostbaar. Bemonstering en analyse kosten veel tijd en geld. Het gebruik van een model kan hier een oplossing voor bieden: het geeft inzicht in de wereldwijde trends op het gebied van waterkwaliteit in het verleden, het heden en in de toekomst zonder dat er veel kostbare analyses nodig zijn. Eén zo’n model is GlobalNEWS (Mayorga et al., 2010). Dit model brengt het vervoer van nutriënten, zoals stikstof en fosfor, door rivieren naar kustwateren in kaart. Van Wijnen onderzocht of dit model ook toepasbaar is op andere vervuilende stoffen, zoals microplastics en triclosan. Het samenvoegen van verschillende soorten vervuiling in één model heeft als voordeel dat de samenhang tussen diverse vervuilende stoffen duidelijk wordt. Dit kan bijdragen aan het oplossen van huidige en het voorkomen van toekomstige problemen. 

Stikstof, triclosan en microplastics bedreigen de waterkwaliteit

De teelt van energiegewassen voor de productie van biodiesel kan een toename van het gebruik van kunstmest tot gevolg hebben, waardoor meer nutriënten in het rivierwater terechtkomen. Dit kan leiden tot grote algengroei in de kustgebieden, die de hoeveelheid zuurstof in het water bedreigt. 
Triclosan is een antibacteriële stof, die voorkomt in verzorgings- en hygiëneproducten. Snelle bevolkingsgroei, urbanisatie en de aanwezigheid van riolering spelen een grote rol in de verspreiding van triclosan in het aquatisch milieu. Triclosan kan worden afgevangen in de rioolwaterzuiveringsinstallaties. In veel landen waar de welvaart nog laag is, is een dergelijke zuivering vaak niet aanwezig. Triclosan en andere schadelijke stoffen kunnen zo in de rivieren terechtkomen.
Microplastics kunnen op verschillende manieren in het aquatisch milieu terechtkomen: ze ontstaan bijvoorbeeld door fragmentatie van grotere stukken plastic of doordat ze aan producten zijn toegevoegd, zoals verzorgingsproducten of schuurmiddelen. Daarnaast kunnen microplastics in het water terechtkomen als vezels die vrijkomen bij het wassen van kleding, of als bandenslijtstof. 

De toekomst voorspellen

Met behulp van het model GlobalNEWS kan het nutriëntentransport naar rivieren en kustwateren in de toekomst voorspeld worden. Door dit model uit te breiden voor stoffen zoals triclosan en microplastics wordt het mogelijk om ook voor deze stoffen de verspreiding in de toekomst te berekenen. Daarnaast kan het effect van maatregelen om deze watervervuiling tegen te gaan berekend worden.

Over Jikke van Wijnen

Jikke van Wijnen is milieuwetenschapper en werkzaam als docent aan de Open Universiteit. Ze verdedigt haar proefschrift River export of pollutants: A global modelling approach op 10 januari 2020 om 16:00 uur aan de Open Universiteit in Heerlen. Promotores zijn prof. dr. C. Kroeze, Open Universiteit/Universiteit Wageningen en prof. dr. A.M.J. Ragas, Open Universiteit.

Bron: website van de Open Universiteit Nederland

Transpireren bossen, net als mensen?

Transpireren bossen, net als mensen? En zo ja, hoe belangrijk is dit dan voor bijvoorbeeld de waterbalans op aarde? Voor het milieu en het klimaat? En wat is de invloed van menselijk handelen op dit soort natuurlijke processen? Het zijn vragen waar prof. dr. Stefan Dekker zich mee bezighoudt. Dekker, verbonden als hoogleraar aan de faculteit Management, Science & Technology van de Open Universiteit, is gespecialiseerd in Integrated Environmental Modeling (IEM), een techniek waarmee dergelijke processen in kaart worden gebracht en op basis waarvan mogelijke scenario’s kunnen worden ontwikkeld.

De wereldbevolking groeit gestaag, net als de gemiddelde levensstandaard. Met als gevolg een groeiende vraag naar water, energie en voedsel en een toenemende uitstoot van broeikasgassen. Een enorme uitdaging, en de reden dat een goed begrip van de complexe relaties binnen de zogenaamde ‘water-energie-voedsel nexus’ van cruciaal belang is. Volgens Stefan Dekker kunnen milieuproblemen en oplossingen niet meer in isolatie worden geanalyseerd. Hij pleit dan ook voor geïntegreerde oplossingen. ‘Neem bijvoorbeeld zoetwater. We gebruiken zoetwater voor drinkwater, maar ook voor landbouw en energie. Als we voedsel importeren, importeren we ook direct het water dat gebruikt is om dit voedsel te verbouwen. Deze koppeling noemen we de ‘nexus’. Willen we een wereld krijgen volgens het Parijs-klimaatakkoord, met een maximale temperatuurstijging van twee graden, dan moeten we dringend op zoek naar geïntegreerde oplossingen. Dat betekent tegelijk dat we de uitdagingen multidisciplinair moeten benaderen. Alleen dan krijgen we op wetenschappelijk onderzoek gebaseerde informatie, die beleidsmakers kunnen gebruiken om milieuvervuiling en klimaatproblemen beter en gerichter aan te pakken. De IEM-methode heeft zich de afgelopen jaren al flink bewezen, dus past deze ook perfect in het multidisciplinaire onderzoeksprogramma van de faculteit MST.’

Metingen en modellen

Stefan Dekker was altijd al gefascineerd door water en zand. Ook niet zo vreemd, want hij groeide op in Zeeland. ‘Ik denk dat ik vanuit die belangstelling ben begonnen met mijn HBO-opleiding Civiele Techniek. Daarbij gaat het over bouwen, maar tegelijk ook over natuur en menselijk handelen. Toen bleek dat het leren mij goed af ging, heb ik gekozen voor een universitaire studie Fysische Geografie aan de UvA. Daar ging het over de aardkorst en zaken als bodem, vegetatie, water en het menselijk gebruik van het land en hoe dit interacteert met de atmosfeer. Je ziet dan hoe het landschap en de wereld veranderen. Uiteindelijk promoveerde ik bij de UvA op het thema water en de CO2-kringloop in bossen. Ik verrichtte daarbij veel metingen en stelde modellen op, met als leidraad: wat is het gevolg van de klimaatverandering voor de koolstof- en waterbalans op aarde?’

Het belang van bossen

Dekker heeft de beschikking over lange meetreeksen in bossen. De onderzoeksactiviteiten startten eind jaren ’80 van de vorige eeuw en liepen door tot aan zijn promotie. ‘De zure regenproblematiek was op dat moment heel actueel. Die zure regen is veroorzaakt door zwavel in de benzine, met als gevolg het massaal afsterven van bossen. In die tijd werden de waterproblematiek en de klimaatverandering ook voor het eerst onderkend. Net als het mondiale belang van bossen voor de watercycli en het klimaat. Ik denk dat daardoor mijn interesse in bossen is aangewakkerd. In die periode was het nog vrij gemakkelijk om financiering te vinden voor lange monitoringsreeksen. Dat bood natuurlijk kansen voor een gedegen wetenschappelijk onderzoek en een wetenschappelijk begrip van de materie. Tegenwoordig zie je nog zelden dat die lange monitoringsreeksen gefinancierd kunnen worden.’

Zwetende bossen

Dekker promoveerde uiteindelijk op de transpiratie van bossen. ‘Net zoals mensen transpireren, transpireren ook bossen. Het water in de bossen verdampt, komt in de atmosfeer terecht en valt vervolgens als regen terug op aarde, waar het weer door de bomen wordt opgenomen. Binnenkort verschijnt er een publicatie in Nature Climate Change, waarin die materie uiteen wordt gezet. In die publicatie, eigenlijk een vervolg op mijn promotieonderzoek, draait het om onderzoek dat momenteel in het Amazonegebied uitgevoerd wordt. Om aan de voedselvraag te voldoen worden grote delen van het bos in het Amazonegebied weggekapt. Dat biedt mogelijkheden voor landbouw en dus voor voedselproductie. Maar tegelijk levert het een groot probleem op en verstoort het de watercyclus. Doordat er minder water kan verdampen door het verdwijnen van bos, komt er minder water in de atmosfeer terecht. Hierdoor krijgen gebieden ten zuiden van het Amazonegebied te kampen met waterschaarste. Een paradox dus. Aan de hand van modellen – tot op molecuulniveau -, willen we onderzoeken hoe vaak dit gebeurt en hoe belangrijk bossen zijn voor een gezonde waterbalans.’

Ambitie en duurzaamheid

Dekkers ambities zijn groot als het om duurzaamheid gaat, zowel binnen als buiten de faculteit. Zo denkt hij dat er goede kansen liggen voor ‘sustainable business’ en ‘financing’. ‘Maar ik hoop ook de samenwerking aan te kunnen gaan met een vakgebied als computer science, bijvoorbeeld als het gaat om grote mondiale klimaat- en milieumodellen. Bovendien wil ik verder onderzoek doen naar de verschillende Sustainable Development Goals, die de VN in 2015 heeft vastgesteld. Deze SDG’s beschrijven op zeventien verschillende thema’s wat er in 2050 bereikt moet worden om uiteindelijk de gewenste, duurzame wereld te krijgen die we nastreven.’

Transities en perspectief

Het creëren van die duurzame wereld vergt behoorlijk wat transities, in sommige gevallen zelfs versnelde transities. ‘Zo willen we bijvoorbeeld van het gas af in Nederland, na wat er in Groningen is gebeurd. Maar daar komt natuurlijk heel wat bij kijken. Wat moet er dan allemaal gebeuren, wat zijn de alternatieven? Wat betekent dit voor individuele huishoudens? Als wetenschappers kunnen we aan dit soort vragen een belangrijke bijdrage leveren door het opstellen van scenario’s, die beleidsmakers vervolgens kunnen gebruiken om politieke beslissingen te nemen. Deze actuele transitievraagstukken bieden natuurlijk veel perspectief aan Science-studenten en ook aan studenten vanuit het bedrijfsleven. Het is een boeiend vakgebied dat zich voortdurend blijft ontwikkelen. Elke dag zie je nieuwe cases, leer je nieuwe dingen.’

Bron: website van de Open Universiteit Nederland

Veel overheidsuitgaven blijven onder de radar van de duurzaamheid

Onderzoek van de Open Universiteit laat zien dat een groot deel van de uitgaven van Nederlandse gemeenten buiten het bereik van duurzaamheidsdoelstellingen blijven. Het onderzoek is gedaan door PhD kandidaat Rob Vluggen, Marc van Pelt MSc., prof. dr. Janjaap Semeijn en dr. Kees Gelderman. In september 2019 werd dit gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift Sustainability. Het artikel Sustainable Public Procurement—External Forces and Accountability is vrij beschikbaar op internet (Open Access).

Overheidsinstanties voelen de noodzaak om duurzaamheid te bevorderen en gebruiken aanbestedingen als instrument om dit te doen. Drie middelgrote Nederlandse gemeenten zijn onderzocht door middel van een uitgebreid documentenonderzoek en 34 semi-gestructureerde interviews. Uit de resultaten blijkt dat de wettelijke druk om duurzaam aanbesteden af te dwingen gering is. Nationale wetgeving, richtlijnen en principes worden als niet-bindend beschouwd, door het ontbreken van sancties in geval van niet-naleving. Daadwerkelijke druk komt voort uit lobbyen door brancheorganisaties en politieke druk van burgers. Gemeenten lijken meer nadruk te leggen op juridische en financiële verantwoording, i.p.v. prestatieverantwoording. De hybride organisatievorm van de inkoopfunctie lijkt de ontwikkeling van duurzaamheid te belemmeren: alleen voor de grotere projecten gelden duurzaamheidseisen, gesteld door gecentraliseerde inkoopafdelingen; kleinere projecten, verantwoordelijk voor 2/3 van de totale uitgaven, worden beheerd door gedecentraliseerde groepen die onder de radar van het duurzaamheidsbeleid blijven.

Download paper

De paper is in open access gratis beschikbaar.