Als je iets wilt doen aan de opwarming van de aarde, kijk onder je voeten. goed geregeld, het vermogen van de bodem om koolstofdioxide op te vangen is potentieel veel groter dan eerder werd geschat, volgens Stanford-onderzoekers die beweren dat de hulpbron de toenemende wereldwijde uitstoot "aanzienlijk" zou kunnen compenseren. Ze pleiten voor een terugdraaiing van de federale bezuinigingen op gerelateerde onderzoeksprogramma's om meer te weten te komen over deze waardevolle hulpbron.

Het werk, gepubliceerd in twee overlappende onderzoeken 5 oktober in Jaaroverzicht van ecologie, Evolutie en systematiek en Global Change Biologie , benadrukt de noodzaak van meer onderzoek naar hoe de bodem - indien goed beheerd - een snel veranderend klimaat zou kunnen verzachten.

"Vuil is voor de meeste mensen niet opwindend, " zei professor in de aardsysteemwetenschap Rob Jackson, hoofdauteur van de Jaaroverzicht van ecologie, Evolutie en systematiek artikel en co-auteur van de Global Change Biologie papier. "Maar het is een klimaatoplossing zonder risico met grote nevenvoordelen. Het bevorderen van de bodemgezondheid beschermt de voedselzekerheid en vergroot de weerstand tegen droogte, overstromingen en verstedelijking."

Nederig, maar toch machtig

Organische stof in de bodem, zoals het ontbinden van planten- en dierenresten, slaat meer koolstof op dan planten en de atmosfeer samen. Helaas, de koolstof in de bodem is op grote schaal verloren gegaan of aangetast door veranderingen in landgebruik en niet-duurzame bos- en landbouwpraktijken, branden, stikstofdepositie en andere menselijke activiteiten. De grootste bedreiging op korte termijn komt van het ontdooien van permafrost in de noordelijke regionen van de aarde, die enorme hoeveelheden koolstof in de atmosfeer zouden kunnen vrijgeven.

Ondanks deze risico's, er is ook een grote belofte, volgens Jackson en Jennifer Harden, een gastonderzoeker in Stanford's School of Earth, Energy &Environmental Sciences en hoofdauteur van de Global Change Biologie papier.

Door de manier waarop het land wordt beheerd te verbeteren, kan de koolstofopslag in de bodem voldoende worden vergroot om de toekomstige koolstofemissies door ontdooiende permafrost te compenseren, vinden de onderzoekers. Een van de mogelijke benaderingen:minder grondbewerking, het hele jaar door veevoer en composttoepassing. Meer meerjarige gewassen planten, in plaats van eenjarigen, zou meer koolstof kunnen opslaan en erosie kunnen verminderen door wortels dieper in de grond te laten reiken.

Jackson, Harden en hun collega's ontdekten ook dat ongeveer 70 procent van alle vastgelegde koolstof in de bovenste meter van de bodem zich bevindt in land dat direct wordt beïnvloed door landbouw, begrazing of bosbeheer - een bedrag dat de auteurs verraste.

"Ik denk dat als er bierweddenschappen in het spel waren, we zouden allemaal hebben verloren, ' zei Harden over haar coauteurs.

Jackson en zijn co-auteurs vonden nog een aantal andere verrassingen in hun analyse. Bijvoorbeeld, plantenwortels hebben vijf keer meer kans dan bladeren om voor dezelfde hoeveelheid materiaal in bodemorganisch materiaal te veranderen. De studie geeft ook de meest volledige schatting tot nu toe van koolstof in veengebieden en permafrost - bijna de helft van 's werelds geschatte koolstof in de bodem.

"Door organische stof in de bodem vast te houden en te herstellen, kunnen boeren betere gewassen verbouwen, zuivert ons water en houdt de atmosfeer schoner, " zei Jackson, Michelle en Kevin Douglas Provostial Professor in de School of Earth, Energie &Milieuwetenschappen.

Obstakels overwinnen

De door Jackson geleide studie beschrijft een onverwacht grote voorraad potentieel kwetsbare koolstof in de noordelijke taiga, een ecosysteem dat sneller opwarmt dan enig ander. Deze koolstofvoorraden zijn relatief slecht in kaart gebracht en begrepen.

De studie waarschuwt voor een ander gevaar:overschatten hoe de organische stof in de bodem wordt verdeeld. Jackson en zijn co-auteurs berekenen dat er 25-30 procent minder kan zijn dan momenteel wordt geschat vanwege beperkingen van gesteente, een factor die eerder niet werd geanalyseerd in gepubliceerd wetenschappelijk onderzoek.

Terwijl wetenschappers nu in staat zijn om op afstand veranderingen in de omgeving in kaart te brengen en te volgen op het aardoppervlak, ze hebben nog steeds geen goed begrip van de interacties tussen biologische, chemische en fysische processen die de koolstof in de bodem reguleren. Deze kennis is van cruciaal belang om te begrijpen en te voorspellen hoe de koolstofcyclus zal reageren op veranderingen in het ecosysteem, het verhogen van de voedselproductie en het beschermen van de natuurlijke diensten waarvan we afhankelijk zijn, zoals gewasbestuiving en ondergrondse waterberging.

Een snel veranderend klimaat - en de effecten ervan op de bodem - maken deze wetenschappelijke vooruitgang des te urgenter.

"De bodem is veranderd onder onze voeten, "Zei Harden. "We kunnen de bodemkaarten van 80 jaar geleden niet gebruiken en verwachten dezelfde antwoorden te vinden."

Echter, financieringsdruk zoals federale bezuinigingen op klimaatwetenschap, gecombineerd met verloop in wetenschappelijk personeel en een gebrek aan systematische gegevens bedreigen de vooruitgang op het gebied van koolstofonderzoek in de bodem. Jackson, Harden en hun collega's roepen op tot een hernieuwde inspanning om aanzienlijk meer gegevens over koolstof in de bodem te verzamelen en meer te weten te komen over de rol die het speelt bij het vastleggen van koolstof. Ze stellen zich een open, gedeeld netwerk voor gebruik door boeren, boeren en andere landbeheerders, evenals beleidsmakers en organisaties die goede gegevens nodig hebben om landinvesteringen en -behoud te informeren.

"Als we momentum verliezen in koolstofonderzoek, het zal ons momentum voor het oplossen van zowel klimaat- als landduurzaamheidsproblemen verstikken, ' zei Harden.