Onderzoekers hebben ontdekt dat wereldwijde veranderingen, inclusief opwarmingstemperaturen en verhoogde niveaus van koolstofdioxide in de atmosfeer, leiden tot een afname van de beschikbaarheid van een belangrijke voedingsstof voor terrestrische planten. Dit kan van invloed zijn op het vermogen van bossen om koolstofdioxide uit de atmosfeer op te nemen en de hoeveelheid voedingsstoffen die beschikbaar is voor de wezens die ze eten, te verminderen.

"Zelfs als de koolstofdioxide in de atmosfeer op voldoende lage niveaus wordt gestabiliseerd om de ernstigste gevolgen van klimaatverandering te verzachten, veel terrestrische ecosystemen zullen in toenemende mate tekenen vertonen van te weinig stikstof in plaats van te veel, "Het voorkomen van deze dalingen in de beschikbaarheid van stikstof benadrukt verder de noodzaak om de door de mens veroorzaakte uitstoot van kooldioxide te verminderen."

Hoewel de focus op stikstofbeschikbaarheid vaak ligt op ontwikkelde, kustgebieden, zoals de Chesapeake Bay, die worstelen met eutrofiëring - afvoer van stikstofvervuiling van bemeste boerderijen en gazons die algenbloei voedt en leidt tot de vermindering van zuurstof in de wateren - het verhaal is heel anders op minder ontwikkeld land, zoals de bergen van West-Maryland.

"Dit idee dat de wereld wordt overspoeld met stikstof en dat stikstofvervuiling al deze milieueffecten veroorzaakt, is al tientallen jaren het onderwerp van gesprekken in de wetenschappelijke literatuur en de populaire pers, " zei Elmore. "Wat we vinden is dat het deze langetermijntrend in ongewijzigde systemen heeft verborgen die wordt veroorzaakt door stijgende kooldioxide en langere groeiseizoenen."

Onderzoekers bestudeerden een database met bladchemie van honderden soorten die van 1980-2017 over de hele wereld waren verzameld en ontdekten een wereldwijde trend in afnemende stikstofbeschikbaarheid. Ze ontdekten dat de meeste terrestrische ecosystemen, zoals bossen en land dat niet met kunstmest is behandeld, worden steeds oligotroof, wat betekent dat er te weinig voedingsstoffen beschikbaar zijn.

"Als stikstof minder beschikbaar is, kan dit de productiviteit van het bos verminderen. We noemen dat oligotrofiëring, "zei Elmore. "In de beboste waterscheiding, het is niet een veel gebruikt woord voor terrestrische systemen, maar het geeft aan in welke richting het gaat."

Stikstof is essentieel voor de groei en ontwikkeling van planten. Op de bosbodem, microben breken organisch materiaal, zoals afgevallen bladeren, af en geven stikstof af aan de bodem. De boom haalt die stikstof op om eiwitten te bouwen en te groeien. Echter, omdat bomen toegang hebben tot meer koolstof, steeds meer microben worden stikstofbeperkt en geven minder voedingsstoffen af ​​aan de bomen.

"Deze nieuwe studie draagt ​​bij aan een groeiend aantal kennis dat bossen niet zoveel koolstof uit de atmosfeer kunnen vastleggen als veel modellen voorspellen, omdat bosgroei wordt beperkt door stikstof, " zei Eric Davidson, directeur van het Appalachian Laboratory van het University of Maryland Center for Environmental Science. "Deze nieuwe inzichten met behulp van nieuwe isotopenanalyses bieden een nieuwe bewijslijn dat een vermindering van de koolstofemissies dringend nodig is."

In de VS en Europa, Regelgeving voor kolencentrales heeft de hoeveelheid stikstofdepositie verminderd als gevolg van schone luchtregelgeving in de strijd tegen zure regen. Tegelijkertijd, toenemende kooldioxidegehaltes in de atmosfeer en langere groeiseizoenen verhogen de stikstofbehoefte voor planten om te groeien.

"Er zijn nu meerdere bewijslijnen die de oligotrofiëringshypothese ondersteunen, " zei co-auteur van de studie Joseph Craine, een ecoloog bij Jonah Ventures. "Voorbij dalingen in bladchemie, we zien dat grazend vee meer eiwitbeperkt wordt, pollen eiwitconcentraties dalen, en reducties van stikstof in veel stromen. Deze stippen beginnen zich te verbinden tot een alomvattend beeld van te veel koolstof die door ecosystemen stroomt."

De krant, "Isotopisch bewijs voor oligotrofiëring van terrestrische ecosystemen" werd gepubliceerd in Natuur Ecologie &Evolutie door Andrew Elmore en David Nelson van het University of Maryland Centre for Environmental Science en Joseph Craine van Jonah Ventures.