Organisch materiaal in de bodem bevat meer koolstof dan planten en de atmosfeer samen. De bodem wordt steeds meer in aanmerking genomen vanwege zijn potentiële rol bij het beperken van de klimaatverandering vanwege zijn vermogen om meer koolstof vast te leggen, maar het is ook van cruciaal belang om de kwetsbaarheid van de bodem voor het verlies van koolstof te begrijpen als de temperatuur op aarde stijgt.

In een recent onderzoek hebben wetenschappers en medewerkers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) de opkomende temperatuurgevoeligheid van organische koolstof in de bodem gekwantificeerd in mondiale gegevens en aardsysteemmodellen. Het onderzoek verschijnt in Nature Geoscience .

Om de effecten van temperatuur op de koolstof in de bodem te begrijpen, werd bij het onderzoek gekeken naar twee verschillende koolstofbronnen in de bodem:mineraal-geassocieerde koolstof en deeltjesvormige koolstof in de bodem. Mineraal-geassocieerde koolstof bestaat uit organische verbindingen die gebonden zijn aan de oppervlakken van kleimineralen en honderden jaren kunnen blijven bestaan, terwijl deeltjesvormige koolstof bestaat uit gedeeltelijk afgebroken plantenfragmenten die vaak een jaarlijkse tot tienjarige cyclus doorlopen.

Door mondiale gegevens over mineraal-geassocieerde koolstof en deeltjeskoolstof te analyseren, ontdekte het team dat de klimatologische temperatuurgevoeligheid van deeltjeskoolstof bijna 30% hoger is dan die van mineraal-geassocieerde koolstof en meer dan 50% hoger in koelere klimaten.

"We laten zien hoe de temperatuurgevoeligheden van deze twee pools verschillen, wat ons inzicht kan geven in hun relatieve kwetsbaarheid onder klimaatverandering", zegt LLNL-wetenschapper Katerina Georgiou, hoofdauteur van het artikel.

De auteurs laten zien dat mineraal-geassocieerde bodemkoolstof bijna 70% van de totale bodemkoolstof wereldwijd uitmaakt en de belangrijkste oorzaak was van de opkomende temperatuurgevoeligheid ervan. Aardsysteemmodellen variëren echter drastisch in de verdeling van koolstof tussen onderliggende bodempoelen. Het mondiale aandeel bodemkoolstof dat conceptueel vergelijkbaar is met mineraal-geassocieerde koolstof varieert bijvoorbeeld tussen de 16 en 85% in de modellen.

"We ontdekten dat de helft van de aardse systeemmodellen het aandeel koolstof in langzamer fietsende, door mineralen beschermde poelen onderschatten, met gevolgen voor de koolstofleeftijden in de bodem en het reactievermogen van ecosystemen," zei Georgiou. "De mismatch die we vinden tussen de mondiale gegevens en de systeemmodellen van de aarde kan worden gebruikt om toekomstige modelverbeteringen te informeren."

Meer informatie: Katerina Georgiou et al, Opkomende temperatuurgevoeligheid van organische koolstof in de bodem, aangedreven door minerale associaties, Nature Geoscience (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01384-7

Geleverd door Lawrence Livermore National Laboratory