Een nieuwe Europese studie heeft uitgewezen dat koolstofverlies in de bodem gevoeliger is voor klimaatverandering dan koolstof die door planten wordt opgenomen. In drogere streken, het koolstofverlies in de bodem nam af, maar in nattere streken nam het koolstofverlies in de bodem toe. Dit zou kunnen resulteren in een positieve terugkoppeling naar de atmosfeer, wat kan leiden tot een extra toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer.

Wetenschappers analyseerden gegevens van zeven klimaatveranderingsexperimenten in heel Europa om te laten zien hoe de biomassa van Europese struikgewasplanten en het koolstofverlies in de bodem worden beïnvloed door zomerdroogte en het hele jaar door opwarming.

Het onderzoek werd geleid door dr. Sabine Reinsch en professor Bridget Emmett van het in het VK gevestigde Centre for Ecology &Hydrology (CEH) in samenwerking met Europese en Amerikaanse klimaatwetenschappers en gepubliceerd in het tijdschrift Nature Wetenschappelijke rapporten .

De auteurs toonden aan dat koolstofverlies in de bodem het meest reageert op veranderingen in het bodemwater. Bodemwater speelt een cruciale rol in natte bodems waar wateroverlast afbraakprocessen door bodembiota beperkt, wat resulteert in een ophoping van bodemkoolstof als veen. Door het drogen van de grond wordt deze beperking opgeheven, wat resulteert in koolstofverlies in de bodem. In drogere gronden daarentegen, verminderde regenval vermindert het bodemwater tot onder het optimum voor bodembiota, wat resulteert in een afname van het koolstofverlies in de bodem.

Het grootste deel van de terrestrische koolstof van de aarde wordt opgeslagen in de bodem. De wereldwijde koolstofvoorraden in de bodem worden geschat op ongeveer 2000 gigaton (1 gigaton =1 000 000 000 000 kilogram) koolstof. De onderzoekers toonden aan dat droogte de koolstof in de bodem voorspelbaarder vermindert en verhoogt dan opwarming.

Gegevens werden verstrekt uit het klimaatmanipulatie-experiment van CEH, die al 18 jaar in het bos van Cloceanog loopt, een nat hooggelegen land in Wales met een veenlaag als gevolg van seizoensgebonden wateroverlast. Op het veld, toenemende temperatuur en droogte werden opgelegd aan de vegetatie om de effecten van klimaatverandering op verschillende ecosysteemprocessen te bestuderen.

Dr Sabine Reinsch, de hoofdauteur van het papier en een bodemecoloog bij het Centrum voor Ecologie &Hydrologie, zei, "Deze cross-Europese studie stelde ons in staat, voor het eerst, tijd om de reacties van planten en bodem op klimaatverandering buiten afzonderlijke locaties te onderzoeken.

"Door ecosysteemreacties op klimaatverandering in de bredere context van natuurlijke klimaatgradiënten te plaatsen, kunnen we de waargenomen reacties van planten en bodems beter begrijpen."

Professor Claus Beier, het hoofd van de afdeling Geowetenschappen en beheer van natuurlijke hulpbronnen in Denemarken en co-auteur van het papier, zei, "De studie benadrukt en illustreert nieuw en fundamenteel begrip met betrekking tot de reactie van ecosystemen op klimaatverandering.

"Door hetzelfde experiment uit te voeren bij verschillende vochtigheids- en temperatuuromstandigheden op het hele Europese continent, het is duidelijk en zichtbaar geworden hoe de druk van klimaatveranderingsfactoren anders kan werken, en soms zelfs tegenovergesteld, over deze voorwaarden heen.

"Deze verschillen zijn belangrijk voor onze algemene beoordeling van toekomstige ecosysteemreacties op klimaatverandering, maar de studie laat ook zien dat ze kunnen worden begrepen en tot op zekere hoogte kunnen worden voorspeld."

Dr Marc Estiarte, onderzoeker bij het Spaanse onderzoekscentrum CREAF-CSIC en co-auteur van de paper, zei, "In tegenstelling tot de bodem, het verminderen van neerslag was geen bedreiging voor de plantproductiviteit in nattere gebieden, en op de drogere plaatsen weerstonden de planten verhoudingsgewijs meer dan op de tussenliggende plaatsen, waarvan de bovengrondse productiviteit gevoeliger bleek. Dit illustreert het duidelijke verschil in gevoeligheid van de bodems ten opzichte van de planten over de klimaatgradiënt heen."

Professor Bridget Emmett, Leidinggevende en hoofd van de locatie van de afdeling Bodemkunde van het Centrum voor Ecologie &Hydrologie, Bangor, zei, "Deze resultaten benadrukken hoe gevoelig bodemprocessen zoals bodemademhaling zijn voor veranderingen in het milieu.

"Deze gevoeligheid in nattere systemen, gecombineerd met een ontkoppeling van de plantproductiviteit, vertegenwoordigt een belangrijke potentiële positieve terugkoppeling naar de atmosfeer die zou kunnen leiden tot een verhoging van de atmosferische CO2-niveaus."

Het nieuwe papier binnen Wetenschappelijke rapporten beschouwt de reacties van planten en bodem op droogte en opwarming alleen in Europese struikgewas. Er zijn verschillende andere biomen in de wereld waar de reacties van planten en bodem op klimaatverandering anders kunnen zijn.

Inzicht in de reacties van planten en bodems in andere biomen zal een beter begrip opleveren van klimaatverandering en de effecten op de wereldwijde plant- en bodeminteracties en de terugkoppeling naar het klimaat.