Kooldioxide in de atmosfeer stimuleert de plantengroei. Naarmate het koolstofgehalte stijgt, het is aantrekkelijk om te denken aan een versnelde plantengroei en massale campagnes voor het planten van bomen die de CO . verminderen ₂ geproduceerd door verbranding van fossiele brandstoffen, landbouw en andere menselijke activiteiten.

Nieuw onderzoek gepubliceerd op 24 maart in Natuur , echter, suggereert dat wanneer verhoogde kooldioxidegehaltes de groei van planten stimuleren, het eist een verrassend hoge tol van een andere grote koolstofput:de bodem.

Een waarschijnlijke verklaring, de auteurs zeggen, is dat planten de grond effectief ontginnen voor voedingsstoffen die ze nodig hebben om de koolstofgestookte groei bij te houden. Het extraheren van de extra voedingsstoffen vereist het opvoeren van de microbiële activiteit, waaruit vervolgens CO . vrijkomt ₂ in de atmosfeer die anders in de bodem zou blijven zitten.

De bevindingen zijn in tegenspraak met een algemeen aanvaarde veronderstelling dat biomassa en koolstof in de bodem samen zullen toenemen naarmate meer plantaardige biomassa op de grond valt en verandert in organisch materiaal. Door gegevens te analyseren van 108 eerder gepubliceerde experimenten over koolstofgehaltes in de bodem, plantengroei en hoge concentraties CO ₂ in de lucht, de auteurs waren verrast om het tegenovergestelde te vinden.

"Als planten de biomassa vergroten, meestal is er een afname van de koolstofopslag in de bodem, " zei hoofdauteur César Terrer, een fellow bij het Lawrence Livermore National Lab die als postdoctoraal onderzoeker aan de Stanford University aan het onderzoek werkte.

Terrer en collega's ontdekten dat de bodem alleen maar meer koolstof ophoopte in experimenten waarbij de plantengroei redelijk stabiel bleef ondanks de hoge niveaus van koolstof in de atmosfeer. "Het bleek veel moeilijker dan verwacht om zowel de plantengroei als de koolstof in de bodem te verhogen, " zei senior studie auteur Rob Jackson, een professor in Aardsysteemwetenschap in Stanford's School of Earth, Energie- en milieuwetenschappen (Stanford Earth).

Veelgebruikte klimaatprojecties vandaag houden geen rekening met deze afweging, zei Jackson. Als resultaat, ze overschatten waarschijnlijk het potentieel van land om koolstofdioxide uit de atmosfeer van de aarde te halen.

Planten en bodems nemen momenteel samen naar schatting 30 procent van de CO . op ₂ jaarlijks uitgestoten door menselijke activiteiten. Voorspellen hoe het ondergrondse deel van deze koolstofput in de komende decennia zal veranderen, is vooral belangrijk omdat koolstof die door de bodem wordt opgenomen, daar vaak lang blijft. "Als een plant sterft, een deel van de koolstof die zich in de biomassa heeft opgehoopt, kan terugkeren naar de atmosfeer. In bodems, koolstof kan eeuwen of millennia worden opgeslagen, ’ legde Terr uit.

Het werk bouwt voort op onderzoek Terrer, Jackson en collega's publiceerden in 2019 een schatting dat een verdubbeling van de atmosferische CO ₂ van pre-industriële niveaus - zoals verwacht tegen het einde van deze eeuw - zal de biomassa van planten met slechts ongeveer 12 procent toenemen. Met andere woorden, planten zullen waarschijnlijk een veel minder belangrijke rol spelen bij het opnemen van koolstof dan eerder werd voorspeld.

Nutsvoorzieningen, door te onderzoeken hoe koolstofopslag in planten en bodem samen werkt, de wetenschappers hebben geconstateerd dat de verwachtingen voor een ander stukje van de klimaatpuzzel ook moeten worden herzien. "De bodem slaat wereldwijd meer koolstof op dan alle plantaardige biomassa. Ze hebben veel meer aandacht nodig omdat we het lot van bossen en graslanden projecteren op de veranderende atmosfeer, " zei Jackson, die ook een senior fellow is bij het Stanford Woods Institute for the Environment.

Het onderzoek suggereert dat graslanden de komende decennia onverwacht grote hoeveelheden koolstof kunnen opnemen. In een scenario waarin atmosferische CO ₂ verdubbelt pre-industriële niveaus De onderzoekers schatten dat de koolstofopname in graslandbodems met 8 procent zal toenemen, terwijl de koolstofopname door bosbodems ongeveer vlak zal blijven. Dat is ondanks CO ₂ verrijking die een grotere impuls geeft aan biomassa in bossen (23 procent) dan in graslanden (9 procent), deels omdat bomen een relatief klein deel van de koolstof die ze opnemen ondergronds toewijzen.

"Vanuit het oogpunt van biodiversiteit, het zou een vergissing zijn om bomen te planten in natuurlijke grasland- en savanne-ecosystemen, " zei Terrer. "Onze resultaten suggereren dat deze met gras begroeide ecosystemen met zeer weinig bomen ook belangrijk zijn voor het opslaan van koolstof in de bodem."