Planten doen veel werk voor ons, het produceren van de lucht die we inademen, het voedsel dat we eten, en zelfs een deel van onze medicijnen. Maar als het gaat om het verwijderen van koolstofdioxide in de atmosfeer, we hebben hun bekwaamheid misschien overschat.

Fotosynthese fungeert als de longen van onze planeet - planten gebruiken licht en koolstofdioxide (CO ₂ ) om de suikers te maken die ze nodig hebben om te groeien, daarbij zuurstof vrijgeven. Wanneer atmosferische CO ₂ concentraties nemen toe, zoals ze zijn dankzij de verbranding van fossiele brandstoffen door mensen, je zou kunnen denken dat planten genieten van een overvloed aan voedsel voor onbeperkte groei. Maar een nieuwe studie gepubliceerd in Wetenschap laat zien dat deze overdaad aan rijkdom niet zo effectief is als eerder werd gedacht.

sinds CO ₂ is de belangrijkste voedselbron voor planten, toenemende niveaus ervan stimuleren direct de fotosynthesesnelheid van de meeste planten. Deze boost in fotosynthese, bekend als de "CO ₂ bevruchtingseffect, " verbetert de groei van veel van de plantensoorten op aarde, met de effecten die het duidelijkst te zien zijn in gewassen en jonge bomen, en minder in volgroeide bossen.

De hoeveelheid CO ₂ gebruikt door fotosynthese en opgeslagen in vegetatie en bodem is de afgelopen 50 jaar gegroeid, en absorbeert nu in een gemiddeld jaar minstens een kwart van de menselijke uitstoot. We gingen ervan uit dat dit voordeel zal blijven toenemen naarmate CO ₂ concentraties stijgen, maar gegevens verzameld over een periode van 33 jaar laten ons zien dat dit misschien niet waar is.

Bemesting neemt af

De omvang van de wereldwijde CO . schatten ₂ -bemesting effect nauwkeurig is geen gemakkelijke taak. We moeten begrijpen wat de fotosynthese van de ene regio naar de andere beperkt, en op elke schaal, van moleculen in een blad tot hele ecosystemen.

Het grote onderzoeksteam achter de nieuwe Wetenschap studie gebruikte een combinatie van gegevens van satellieten en waarnemingen op de grond en modellen van de koolstofcyclus. Met behulp van deze krachtige toolkit, ze ontdekten dat het bemestingseffect van 1982 tot 2015 over een groot deel van de wereld afnam - een trend die goed correleert met waargenomen veranderingen in nutriëntenconcentraties en beschikbaar bodemwater.

Op veel manieren, de combinatie van deze verschillende instrumenten helpt om een ​​completer beeld te schetsen van hoe de ecosystemen van de wereld fotosynthese uitvoeren. De onderzoekers gebruikten een verzameling langetermijnmetingen van fluxtorens zoals hieronder afgebeeld, die continu de CO . monitoren ₂ en water dat door planten wordt gebruikt en verspreid over de biomen van de aarde is en de beste manier is om fotosynthese op ecosysteemschaal te meten.

Fluxtorens hebben een beperkt meetbereik (ongeveer 1 km) - maar de gegevens die deze torens verzamelen, helpen de satellietschattingen te verifiëren van hoeveel fotosynthese er plaatsvindt. Met satellieten en fluxtorens die nu records leveren sinds de jaren negentig (en eerder in sommige gevallen), wetenschappers zijn in staat om langetermijntrends in de wereldwijde fotosynthese te beoordelen. Deze kunnen vervolgens worden vergeleken met "modellen" - de computergebaseerde simulaties die plant-omgevingsinteracties voorspellen - zoals de onderzoekers in dit recente onderzoek deden.

Wat kunnen de modellen missen?

Onderzoekers in de laatste studie ontdekten dat de afname van CO ₂ bemesting was gerelateerd aan de beschikbaarheid van nutriënten en water, waar de computersimulaties mogelijk niet goed rekening mee houden. We weten dat nutriënten zoals stikstof en fosfor afnemen) in sommige gebieden – wat misschien niet wordt verklaard. Planten kunnen ook acclimatiseren, of veranderen hoe ze groeien, wanneer de omgeving verandert.

Net zoals we minder aan boodschappen kunnen uitgeven als er voldoende voedsel is, planten investeren minder stikstof in fotosynthese als ze worden gekweekt met een hoge CO ₂ . Wanneer dit gebeurt, CO ₂ bemesting is minder effectief dan voorheen. Omdat sommige planten een sterkere respons hebben dan andere, de respons kan moeilijk te verklaren zijn in computersimulaties.

Voor vele jaren, sommige mensen hebben aangenomen dat koolstofbemesting de klimaatverandering zal verminderen door de snelheid waarmee CO ₂ neemt toe in de atmosfeer. Hoewel het effect is ingebouwd in de modellen die worden gebruikt om toekomstige klimaten te voorspellen, het argument is op grote schaal verkeerd geïnterpreteerd door degenen die geloven dat de wereld overdreven reageert op klimaatverandering.

Maar als de nieuwe studie gelijk heeft, en we hebben inderdaad de hoeveelheid koolstof overschat die planten in de toekomst uit de atmosfeer zullen halen, zelfs onze meest voorzichtige klimaatprojecties waren waarschijnlijk optimistisch.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.