Buffalo Grazing Effects on the Physical–Mechanical Quality and Load-Bearing Capacity of Hydromorphic Riparian Soils in the Brazilian Atlantic Forest​

In de laaggelegen valleien van het Braziliaanse Atlantische Woud, waar het land van nature nat is en de bodem vaak verzadigd is, vindt een stille strijd plaats om de gezondheid van de grond. Dit is geen oorlog met wapens, maar een strijd van gewicht en water. De bodem in deze uiterwaarden is hydromorf, wat betekent dat deze gevormd wordt door de aanwezigstheid van water, wat de grond zacht en gemakkelijk samendrukbaar maakt. Wanneer zware dieren over deze vochtige aarde lopen, drukken hun hoeven naar beneden, waardoor de kleine luchtbelletjes uit de bodem worden geperst en de deeltjes dichter op elkaar worden gepakt. Dit proces, bekend als verdichting, verandert een sponsachtige, ademende grond in een harde, dichte plaat. Voor de planten die daar groeien is dit een ramp; hun wortels kunnen niet door de verharde bodem dringen en water kan niet intrekken, wat leidt tot afstroming en erosie. Boeren en ecologen maken zich al lang zorgen dat het houden van grote kudjes vee in deze gevoelige natte gebieden het fundament van het ecosysteem zelf aan het vernietigen is, maar het nauwkeurig meten van de exacte schade die optreedt, en hoe het watergehalte de uitkomst beïnvloedt, is moeilijk precies vast te stellen geweest.

Onderzoekers van de São Paulo State University besloten dit specifieke probleem te onderzoeken door te kijken naar de buffelhoederij in de Ribeira-vallei. Buffels zijn enorme dieren, die vaak tussen de 400 en 800 kilogram wegen, en hun pure omvang betekent dat ze aanzienlijke druk uitoefenen op de grond onder hen. Het team wilde begrijpen hoe verschillende manieren van het beheren van deze kudjes de fysieke kracht en stabiliteit van de bodem beïnvloedden. Ze richtten zich op een specifiek type bodem genaamd Dystric Gleysol, die gebruikelijk is in de regio en bekend staat als slecht drainerend. Om een duidelijk beeld te krijgen, vergeleken ze vier verschillende scenario's op één enkele boerderij: een stuk ongemoeide natuurlijke bossen dat nooit is begraasd, een gebied dat dertig jaar licht is begraasd, een gebied dat twintig jaar zwaar is begraasd, en een veld dat pas onlangs voor slechts één jaar is omgezet naar intensieve begrazing. Door de bodem op twee verschillende dieptes te testen – de bovenste laag waar de hoeven de grond raken en een laag net daaronder – konden de wetenschappers zien hoe de spanning van de dieren door de grond reisde.

De onderzoekers keken niet alleen van buitenaf naar de bodem; ze brachten monsters mee naar het laboratorium om hun mechanische grenzen te testen. Ze maten hoe moeilijk het was om een metalen sonde in de bodem te duwen, een test die onthult hoe compact de grond is geworden. Dit deden ze onder twee verschillende omstandigheden: wanneer de bodem erg nat was, ter nabootsing van het regenseizoen, en wanneer deze droger was. Ze voerden ook compressietests uit, waarbij ze de bodemmonsters in een machine samenpersten om te zien hoeveel gewicht de grond kon dragen voordat deze permanent vervormt. Deze "draagkracht" vertelt ons het punt waarop de bodem stopt met terugveren en begint te worden verpletterd. Ten slotte berekenden ze hoe gemakkelijk de bodem zou wegspoelen als regen erop zou vallen, een eigenschap die bekend staat als erosiviteit. Om deze cijfers tastbaar te maken, maten ze zelfs de werkelijke voetafdrukken die de buffels in de modder achterlieten, waarbij ze foto's gebruikten om het exacte contactoppervlak tussen de hoef en de aarde te berekenen, wat hen in staat stelde om de precieze druk te bepalen die elk dier op de grond uitoefent.

De resultaten schetsen een duidelijk en zorgwekkend beeld van hoe water en gewicht met elkaar interageren. De studie vond dat de hoeveelheid water in de bodem de belangrijkste factor was die de sterkte controleerde. Wanneer de bodem nat was, werd deze veel zachter en kon deze minder gewicht dragen. Wanneer de bodem uitdroogde, werd deze aanzienlijk harder en weerbaarder tegen penetratie. Echter, de geschiedenis van het land deed er net zo toe. De bodem van het natuurlijke bos, die nooit door vee is betreden, bleef de sterkste en meest veerkrachtige, en behield goed haar structuur, zelfs wanneer deze nat was. In contrast hiermee vertoonde de bodem die twintig jaar lang onder intensieve begrazing stond de meest ernstige degradatie. Deze langdurige begrazing had de bodem zo kwetsbaar gemaakt dat deze zeer erosief werd, wat betekent dat deze veel eerder weg zou spoelen tijdens hevige regenval, vooral in de diepere lagen waar de schade in de loop der tijd was opgehoopt.

Misschien wel de meest opvallende bevinding was hoe de verschillende begrazingssystemen reageerden op vocht. De bodem onder de natuurlijke vegetatie behield een hoge draagkracht en fungeerde als een stabiele fundering. Het semi-extensieve begrazingssysteem, waarbij dieren aanwezig waren maar niet overbevolkt, vertoonde een intermediair niveau van stabiliteit. Maar de intensieve begrazingssystemen, met name die die al twee decennia werden gebruikt, waren extreem gevoelig voor veranderingen in de waterinhoud. Wanneer de bodem nat was, verloren deze gebieden bijna volledig hun structurele integriteit, waardoor ze zacht en vatbaar werden voor permanente schade. De onderzoekers observeerden dat de bodem in deze intensief begraasde gebieden zo compact was geworden dat deze zeer weinig weerstand bood aan de hoeven van de dieren wanneer deze nat waren, wat een cyclus creëerde waarbij de grond zachter wordt, de dieren dieper wegzakken en de schade verergert. De studie merkte ook op dat de bodem in het onlangs omgezette begrazingsland al tekenen van stress vertoonde, wat suggereert dat de schade bijna onmiddellijk begint nadat het bos is gekapt en de dieren zijn geïntroduceerd.

Het team concludeerde dat de combinatie van zware buffels en natte, hydromorfe bodems een perfecte storm vormt voor milieudegradatie. Het enorme gewicht van de dieren, gecombineerd met het gebrek aan natuurlijke drainage in deze uiterwaardenbodems, versnelt het verdichtingsproces veel sneller dan in drogere omgevingen. De studie suggereert dat de traditionele praktijk van het houden van grote kudjes op deze wetlands zonder zorgvuldig beheer onhoudbaar is. De gegevens wijzen erop dat om de gezondheid van deze oeverecosystemen te bewaren, boeren moeten voorkomen dat hun dieren grazen wanneer de bodem nabij verzadiging is. Door het aantal dieren dat het land mag gebruiken aan te passen en hen te roteren zodat de grond tijd krijgt om te herstellen, is het mogelijk om de druk op de bodem te verminderen. Het onderzoek bevestigt dat hoewel de buffelhoederij een vitale economische activiteit is in de regio, deze in balans moet worden gebracht met een diep respect voor de fysieke grenzen van de natte aarde, om ervoor te zorgen dat de grond sterk genoeg blijft om zowel het vee als het bos dat ervan afhankelijk is, te ondersteunen.