Terrestrische ecosystemen helpen de klimaatverandering te verminderen door grote hoeveelheden koolstof uit de atmosfeer te absorberen. Een nieuwe studie bevestigt nu dat veranderende klimaatomstandigheden dit effect kunnen verminderen, omdat in warmere en nattere gebieden, koolstof opgeslagen in de bodem komt sneller terug in de atmosfeer.

Zonder landecosystemen, ons klimaat zou waarschijnlijk nog groter worden bedreigd dan het nu al is. Planten en bodem verbruiken momenteel ongeveer een derde van de antropogene koolstof die in de atmosfeer wordt uitgestoten, waardoor ze een belangrijke mitigator van de wereldwijde klimaatverandering zijn. De bodem speelt hierbij een prominente rol omdat het een groot deel van de organische koolstof opslaat, het vertragen van de terugkeer van de laatste naar de atmosfeer wanneer planten sterven.

Bezorgdheid terecht

Hoe deze belangrijke terrestrische koolstofreservoirs het in de toekomst zullen doen, is het onderwerp van intensief debat onder experts. Veel onderzoekers zijn bezorgd dat in een warmer klimaat, terrestrische ecosystemen kunnen meer organische koolstof afgeven dan ze nu doen, waardoor ze het verzachtende effect op de klimaatverandering verliezen.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Timothy Eglinton, Hoogleraar Biogeoscience aan de ETH Zürich, heeft nu bevestigd dat deze vrees terecht is. Hun uitgebreide studie is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift PNAS . De wetenschappers toonden aan dat organische koolstof in warmere gebieden sneller vrijkomt uit de bodem dan in koudere, waardoor ze concluderen dat een verdere opwarming van het klimaat schadelijk kan zijn voor het vermogen van de bodem om koolstof vast te leggen.

Het volledige plaatje

Verschillende diepgaande lokale studies hebben de exacte processen onderzocht waarmee de bodem organische koolstof opneemt en opslaat, maar, vanwege hun selectiviteit, ze geven nog steeds niet het volledige plaatje weer. Eglinton:“We wilden een manier vinden om het gedrag van hele gebieden te bestuderen. Rivieren zijn hiervoor ideaal, omdat ze fungeren als een echokamer die weerspiegelt wat er in het hele stroomgebied gebeurt, " hij legt uit.

Over een periode van meerdere jaren, de onderzoekers verzamelden sedimentmonsters uit de mondingen van 36 rivieren over de hele wereld. Sommige monsters waren sedimentdeeltjes die het team direct uit het rivierwater filterde. anderen waren materiële deposito's van de rivieroevers. Op basis van deze monsters de onderzoekers konden de ouderdom bepalen van de organische koolstof die de rivieren naar de zee exporteerden.

Eigenlijk, het idee is dat hoe ouder de organische koolstof in de rivieren, hoe langer het in het gegeven stroomgebied duurt voordat de opgeslagen organische koolstof vrijkomt en wordt geëxporteerd nadat de planten zijn afgestorven. Door de leeftijd van de organische koolstof uit de verschillende stroomgebieden te vergelijken, kunnen de onderzoekers de belangrijkste factoren bepalen die het koolstofbudget beïnvloeden en, beurtelings, hoe de opslagcapaciteit van de bodem in de toekomst kan veranderen.

Focus op specifieke moleculen

Echter, om de zaak echt tot op de bodem uit te zoeken, moesten de onderzoekers een slimme truc gebruiken. De koolstof in rivierwater komt uit veel verschillende bronnen, inclusief afzettingsgesteenten en organismen die in het water leven. Daarom gebruikten ze moleculaire technieken om twee van planten afgeleide molecuulgroepen van de monsters te scheiden:lipiden uit de was van plantenbladeren en fenolen uit lignine in houtvezels. De wetenschappers pasten toen radiokoolstofdatering toe, een methode om de precieze ouderdom van koolstofverbindingen te bepalen met behulp van de radiogene isotoop koolstof-14.

Interessante vooruitzichten voor onderzoek

Hun evaluatie van de gegevens toonde een duidelijke correlatie aan tussen de gemiddelde leeftijd van van planten afkomstige koolstof in de monsters en het klimaat in het stroomgebied. In warmere en nattere gebieden, organische koolstof blijft minder lang in de bodem dan in koudere, drogere stroomgebieden. "Onze resultaten bevestigen dat het klimaat een sterke invloed heeft op het bodemgedrag, " zegt Eglinton. De invloed van landgebruik, anderzijds, lijkt minder belangrijk, ondanks veranderingen in de afgelopen decennia in het aantal stroomgebieden dat wordt beheerd. "Momenteel, moderne landbouw lijkt slechts een secundair effect te hebben, " hij legt uit.

Wat vooral opmerkelijk is aan het onderzoek, is dat het Eglinton en zijn team in staat stelde om de eerste algemene uitspraken te doen over hoe organische koolstof wordt opgeslagen in terrestrische ecosystemen. Dit biedt interessante perspectieven voor verder onderzoek:wetenschappers zullen deze methode kunnen toepassen om sedimentafzettingen van verschillende leeftijden te analyseren en te reconstrueren hoe de bodem zich onder verschillende klimatologische omstandigheden gedraagt. Vervolgens, ze zullen hun resultaten kunnen verfijnen door zijrivieren van lagere orde in de analyse op te nemen. En dat is precies wat Eglinton nu van plan is te doen als onderdeel van een grotere studie in Zwitserland.