Als de grond opwarmt, er komt meer koolstofdioxide (CO2) vrij - een effect dat de klimaatverandering voedt. Tot nu, er werd aangenomen dat dit vooral te wijten was aan de aanwezigheid van kleine bodemdieren en micro-organismen die bij warmere temperaturen meer zouden eten en ademen. Echter, een nieuwe studie in Natuur Klimaatverandering heeft aangetoond dat dit niet het geval is. Als warmte gepaard gaat met droogte, de bodemdieren eten nog minder. Om de voorspellende kracht van klimaatmodellen te verbeteren, het is nu cruciaal om biologische processen in de bodem beter te begrijpen, zeggen de wetenschappers.

Dat het klimaat in de wereld verandert, komt vooral door de verbranding van fossiele brandstoffen. Als gevolg hiervan, grote hoeveelheden koolstofdioxide (CO2) komen vrij in de atmosfeer van de aarde. Echter, aanvullend, klimaatverandering wordt ook alleen maar intenser, omdat de opwarming van de aarde er ook voor zorgt dat de natuurlijke koolstofkringloop verandert. Hoewel op aarde, koolstof wordt constant omgezet van vaste verbindingen in gasvormig CO2 en vice versa, warmere temperaturen kunnen koolstofverliezen in de vorm van CO2 uit de bodem vergroten. Als resultaat, er komt meer CO2 in de atmosfeer van de aarde:een positieve terugkoppeling.

Wetenschappers gingen er eerder van uit dat dit effect vooral kwam door de aanwezigheid van kleine dieren en micro-organismen in de bodem, die zich voeden met dood organisch materiaal (bijvoorbeeld gevallen bladeren). Want als ze hun eten 'verbranden', Er komt CO2 vrij ('ademhaling'). Aangenomen werd dat bij hogere temperaturen, insecten en wormen met ontbindende rollen zouden meer eten, en de dode organische stof in de bodem zou sneller worden afgebroken. Ten slotte, deze dieren zijn poikilothermen waarvan de lichaamstemperatuur en activiteit afhankelijk zijn van de omgeving.

Bacteriën en eencellige schimmels in de bodem zouden ook actiever moeten zijn bij warmere temperaturen, gebaseerd op de huidige inzichten. Maar nu, een nieuwe studie trekt deze veronderstelling in twijfel. Een team van onderzoekers onder leiding van het Duitse Centrum voor Integratief Biodiversiteitsonderzoek (iDiv) en de Universiteit van Leipzig voerde een experiment uit om de opwarming van de bodem in het bos te simuleren en ontdekte dat de warmere temperaturen geen invloed hebben op de voedingsactiviteit van de bodemdieren . Toen de onderzoekers naast opwarming een tweede effect van klimaatverandering simuleerden, namelijk droogte, de resultaten waren tegengesteld aan de verwachtingen:de bodemdieren aten minder, en de micro-organismen die in de bodem leefden, vertoonden een afname van de ademhaling - een indicatie dat ze ook minder voedsel consumeerden.

Dr. Madhav P. Thakur, eerste auteur van de studie, verklaart waarom deze resultaten van groot belang zijn:"Het terugkoppelingseffect van klimaatopwarming via de grotere uitstoot van CO2 uit de bodem is een cruciale aanname in modellen die ons toekomstige klimaat voorspellen. Daarom, het is belangrijk om te weten waardoor dit effect wordt veroorzaakt. Onze resultaten geven aan dat het misschien niet de bodemdieren zijn, integendeel:hun rol is misschien wel het tegenovergestelde van wat we verwachtten, tenminste als opwarming en droogte samen voorkomen."

Professor Nico Eisenhauer, de hoofdauteur van de studie, zegt, "Het is zeer waarschijnlijk dat in plaats van bodemdieren en micro-organismen, de planten zijn verantwoordelijk voor het feedback-effect omdat ze ook ademen met hun wortels. Om de validiteit van klimaatmodellen te verbeteren, we moeten nu dringend de biologische processen in de bodem beter begrijpen." de bodem is het belangrijkste koolstofreservoir op aarde, zegt de wetenschapper.

De studie werd uitgevoerd als onderdeel van een langdurig klimaatveranderingsexperiment in Minnesota, VS In het Boreale Bosopwarming bij een Ecotone in Danger (B4WarmED) experiment, wetenschappers verwarmen percelen boreaal bosland kunstmatig met 3,4°C. In aanvulling, ze verminderen ook de regenval op sommige plaatsen met 40 procent door tenten op te zetten bij regenachtig weer. De wetenschappers maten hoeveel de bodemdieren aten met behulp van aas lamina strips:kleine stokjes met gaten die de onderzoekers vulden met substraat dat leek op de organische stof in de bodem. Deze stokken werden diep in de grond gestoken. Elke twee weken, de wetenschappers controleerden hoeveel van het substraat werd gegeten. De onderzoekers voerden in een periode van vier jaar meer dan 40 van dergelijke metingen uit. Het is de eerste studie van deze omvang die de effecten van het broeikaseffect en droogte op ontbindende bodemdieren onderzoekt. In aanvulling, de onderzoekers controleerden de ademhaling van bodemmicro-organismen door plantenwortels met een metalen ring in kleine bodemgebieden uit te sluiten en vervolgens met een gasanalysator te meten hoeveel CO2 uit de bodem vrijkwam.