Effect toenemende CO2-concentratie op dampkring onzeker

Sinds het begin van de industriële revolutie is de CO2-concentratie van de atmosfeer toegenomen van 280 tot 360 ppm (parts pro million). Daaraan wordt door velen een significante opwarming van de aarde toegeschreven. Bijna de helft van de hoeveelheid CO2 die jaarlijks wordt uitgestoten is terug te vinden in de stijging van de CO2-concentratie van de atmosfeer. De rest wordt kennelijk geabsorbeerd door de oceanen en het plantendek, maar een sluitende koolstofbalans is er nog niet. Wel is inmiddels een keur aan kandidaten voor de zogenoemde 'missing sink' gevonden.

Een deel van het huidige onderzoek aan de koolstofkringloop concentreert zich op het (korte termijn) effect van een verhoogde CO2-spanning op natuurlijke vegetaties. In veel gevallen is een duidelijk versterkte groei en een navenant vergrote CO2-opname geregistreerd, zoals dat al sinds jaar en dag bekend is van de planten in Westlandse tuinbouwkassen. Zo kon het idee postvatten dat de versterkte natuurlijke plantengroei van lieverlee belangrijk kan compenseren voor de industriële CO2-uitstoot.

Recent onderzoek aan twee typen natuurlijke graslandvegetatie aan de kust van midden Californië (Nature, 7 augustus) waarschuwt tegen te veel optimisme. Experimenten waarbij de bestaande vegetaties van eenjarige gewassen gedurende drie jaar werden blootgesteld aan een verdubbelde CO2-spanning toonden inderdaad aan dat de groei van bovengrondse scheuten en wortels werd bevorderd maar wezen tevens uit dat de totale hoeveelheid koolstof in de bodem (afgezien van de wortels en bodembacteriën) niet noemenswaardig toenam. Toch bleek uit een minutieuze koolstofboekhouding en uit een isotopenanalyse (mogelijk geworden doordat de CO2 die voor de CO2-verrijking werd gebruikt relatief arm aan de koolstof-isotoop C-13 was) dat juist veel van het extra opgenomen koolstof richting wortels werd afgevoerd en daar leidde tot een versterkt metabolisme en een vergrote koolstof-uitscheiding ('exudatie'). De conclusie is dat het koolstof daarbij niet belandt in een reservoir waarin het lang beklijft. Het zou dus vooral gaan om vluchtige verbindingen of stoffen die snel door bacteriën worden 'verbrand'.

Veel onderzoekers, zo suggereert het artikel, staren zich blind op de waarneembare extra groei aan boven- en ondergrondse plantendelen, maar zien over het hoofd dat dit fracties zijn met een hoge turnover-snelheid. Wil het terrestrische plantendek een rol spelen in de absorbtie van CO2 dan zal het extra opgenomen CO2 moeten terecht komen in meer permanente reservoirs.

Een begeleidend commentaar in Nature wijst erop dat de resultaten van het Californische graslandonderzoek niet zijn te extrapoleren naar bossen. Wortel-exudatie speelt in bossen een veel geringere rol en de verhoute stammen en wortels zijn juist wèl een reservoir met lage turnover-snelheid. Bovendien verteert boomblad langzamer dan eenjarig gewas. Ten slotte staat, aldus de commentator, nog lang niet vast hoe natuurlijke vegetaties op de lange termijn qua samenstelling en functioneren op de gestaag stijgende CO2-concentraties zullen reageren.