De warmste maanden. De meest sneeuwzekere winters. Catastrofale overstromingen en droogtes.

Klimaatverandering beïnvloedt levens over de hele wereld op drastische en onvoorspelbare manieren. Deze onvoorspelbaarheid geldt ook voor de subtielere – maar nog steeds belangrijke – effecten van klimaatverandering.

Bijvoorbeeld, het is onzeker hoe klimaatverandering de bodem zal beïnvloeden en hun vermogen om productieve boerderijen of gezonde natuurlijke ecosystemen te ondersteunen.

In een nieuwe studie, onderzoekers gebruikten digitale technieken om te voorspellen hoe een vitaal bodemkenmerk, bodem organische koolstof, kan veranderen door klimaatverandering.

"Organische koolstof in de bodem is een belangrijke bepalende factor voor de gezondheid van de bodem, " zegt Jonathan Gray, hoofdauteur van de studie. "Het beïnvloedt veel chemische, fysiek, en biologische eigenschappen van de bodem, zoals vruchtbaarheid en het vermogen om water vast te houden." Gray is een senior wetenschapper bij het New South Wales Office of Environment &Heritage in Australië en voert ook doctoraatsstudies uit aan de Universiteit van Sydney.

De onderzoekers gebruikten 12 klimaatveranderingsmodellen om te voorspellen hoe de organische koolstofniveaus in de bodem variëren met klimaatverandering. De modellen die in de studie werden gebruikt, weerspiegelden een volledige reeks verwachte wereldwijde klimaatresultaten. Ze waren ook van toepassing op de specifieke studieregio van New South Wales in het zuidoosten van Australië.

De resultaten waren gevarieerd. "Een meerderheid van de modellen toonde een afname van organische koolstof in de bodem met klimaatverandering, ", stelt Gray. "Maar een paar modellen voorspelden eigenlijk een stijging."

Waarom de verschillende voorspellingen? Gray schrijft het toe aan onzekerheden binnen de klimaatmodellen. "We hebben meer consistentie nodig tussen de projecties van klimaatverandering voordat we met vertrouwen kunnen voorspellen hoe de organische koolstofniveaus in de bodem zich zullen gedragen, " hij zegt.

De onderzoekers ontdekten ook dat de mate waarin veranderingen in organische koolstof in de bodem varieerden tussen bodemtypes, huidige klimaat, en landgebruiksregimes. Bijvoorbeeld, de verwachte gemiddelde afname van organische koolstof in de bodem was minder dan één ton per hectare voor zand, lage vruchtbare bodems in droge omstandigheden onder teeltregimes. Het was 15 keer zoveel voor kleirijke, vruchtbare bodems in natte omstandigheden onder inheemse vegetatieregimes.

"Deze kennis kan ons helpen om beter te begrijpen en te voorspellen waar de grootste potentiële verliezen of winsten in bodemkoolstof kunnen optreden, ' zegt Grijs.

Het voorspellen van veranderingen in organische koolstof in de bodem is van vitaal belang. "Het zou ons in staat stellen om ons beter voor te bereiden op en ons aan te passen aan veranderde bodemomstandigheden, " zegt hij. "Dat zou uiteindelijk de manier verbeteren waarop we zowel landbouw- als inheemse ecosystemen beheren."

Gray en zijn collega's combineerden verschillende digitale methoden om kaarten met een zeer hoge resolutie te verkrijgen. In plaats van de typische 10 km resolutie, het team bereikte een resolutie van 100 meter. Hierdoor konden de onderzoekers veranderingen in organische koolstof in de bodem koppelen aan specifieke bodemtypes of landgebruikspatronen.

"Ons model bood een meer conceptueel eenvoudige, maar toch robuust alternatief voor de meer complexe dynamische modelleringsbenaderingen die gewoonlijk worden gebruikt, ’ legt Grijs uit.

Hoewel deze studie zich richtte op New South Wales, Gray denkt dat de bevindingen ook van toepassing zijn op gebieden buiten de onderzoekslocatie. "De werkelijke kaart van de verwachte organische koolstofverandering in de bodem is van het grootste belang voor New South Wales, " zegt hij. "Maar de belangrijkste bevindingen van de studie zijn wereldwijd toepasbaar."

Gray probeert nu te voorspellen hoe andere belangrijke bodemeigenschappen, zoals voedingsstoffen en zuurgraad, zal worden beïnvloed door de verwachte klimaatverandering. "Deze variabelen zullen ook van invloed zijn op onze agrarische en inheemse ecosystemen, ' zegt grijs.

Begrijpen hoe klimaatverandering de bodemeigenschappen beïnvloedt, kan mogelijk ook nauwkeurigere modellen voor klimaatverandering opleveren. "Het kunnen voorspellen van het potentieel van de bodem om koolstof op te slaan of in de atmosfeer af te geven, zal cruciaal zijn voor toekomstige modellen voor klimaatverandering en mitigatiestrategieën, ' zegt Grijs.