Tegenvallende bomen

De regering-Bush dreigt een belangrijk wapen in haar verzet tegen het protocol van Kyoto te verliezen. Afgelopen week berichtten twee onderzoeksgroepen, betrokken bij het zelfde project, in Nature (24 mei) dat de Amerikaanse bossen in de komende decennia waarschijnlijk minder extra CO2 zullen vastleggen dan tot voor kort werd aangenomen. De teleurstellende resultaten komen uit de staat South Carolina waar een jonge dennenaanplant sinds augustus 1996 groeit in lucht die met CO2 is verrijkt.

Het Kyoto-protocol van 1997 verplicht ratificerende staten de CO2-uitstoot rond 2010 terug te brengen tot ongeveer 95 procent van de uitstoot in 1990. Een recente VN-conferentie in Den Haag kon geen overeenstemming bereiken over de vraag of de netto CO2-opname van bestaande, goed groeiende bossen in mindering mocht worden gebracht op die uitstoot, zoals de regering-Clinton wenste. Begin dit jaar liet de regering-Bush weten dat zij het Kyoto-protocol in huidige vorm sowieso niet uitvoert, omdat dat de Amerikaanse economie te veel zou schaden. Daarnaast werd ook aangevoerd dat de Amerikaanse bossen veel van het CO2 uit fossiele brandstoffen ook weer vastleggen.

Extra groei

Er is dus grote politieke belangstelling voor de mogelijke invloed van de Amerikaanse bossen op de mondiale CO2-huishouding. Er zijn diverse aanwijzingen dat deze bossen, waarvan vele jong zijn en dus nog flink `aandikken', inderdaad als belangrijke sink voor CO2 fungeren, al moet het feitelijk bewijs nog geleverd worden. Daarnaast zijn er in bepaalde kringen hoge verwachtingen van de extra groei waarmee deze bossen kunnen reageren op de stijgende CO2-concentratie van de atmosfeer. Sinds 1780 is de CO2-concentratie van de atmosfeer al met ruim 30 procent gestegen en de stijging zet zich, door ontbossing en inzet van fossiele brandstof, onverminderd voort. Rond 2100 kan een verdubbeling van de 1780-waarde worden bereikt. De meeste planten reageren onder gunstige omstandigheden op een verdubbeling van de CO2-concentratie met een extra groei van ongeveer 30 procent. In de Westlandse groentekassen wordt al heel lang gebruik gemaakt van deze CO2-bemesting. De kans bestond dus dat bosbijgroei een al te felle stijging van de CO2-concentratie zou voorkomen. Maar de recente Nature-artikelen temperen deze verwachtingen.

De artikelen beschrijven de ontwikkeling van het oudste zogenoemde FACE-project dat op dit moment bestaat. Bij FACE-experimenten (free air CO2 enrichment) worden stukken vegetatie in het open veld, permanent blootgesteld aan een verhoogde CO2-concentratie. Tussen het gewas staan hoge, holle palen waaruit op diverse plaatsen lucht met extra CO2 (uit een batterij gasflessen) stroomt. Zolang het niet stormt is daarmee de CO2-concentratie in de lucht rond het gewas tamelijk constant op een verhoogde waarde te houden. FACE-experimenten verschillen in hun uitkomsten sterk met proeven in kassen, klimaatkamers of zelfs `open chambers' die door een afwijkende temperatuur en vochthuishouding vaak een vertekend beeld geven van de werkelijkheid.

Het FACE-experiment aan dennen in South Carolina is opgezet door onderzoekers van de Duke University. Het dennenbos, bestaande uit de soort Pinus taeda (loblolly pine) werd in 1983 aangelegd op voormalige landbouwgrond en bestaat nu uit bomen van ongeveer 15 meter hoog. Het is een typische monocultuur waarin maar twee procent andere bomen (populieren, iepen) opkwamen. P. taeda wordt in de VS veel aangeplant voor timmerhout. Een eerste proef met CO2-verrijking (`FACE-prototype') begon al in 1994. Bij dit experiment werd alleen overdag en in het groeiseizoen extra CO2 gegeven. In het definitieve experiment wordt voortdurendt extra CO2 gegeven, de CO2-concentratie ligt met 560 ppm ongeveer 200 ppm boven de huidige atmosferische concentratie. Het experiment wordt in zesvoud uitgevoerd, drie percelen fungeren als `blanco'.

Sinds 1999 wordt over het project gerapporteerd. Een eerste, kort bericht in Science (14 mei 1999) meldde dat de dennenbomen die extra CO2 kregen in de periode 1996-1998 een groeisnelheid hadden die 26 pocent hoger lag dan bij de omringende dennen (zonder extra CO2). Deze waarde werd afgemeten aan de stamdikte en ook aan de hoeveelheid strooisel onder de bomen: de afgeworpen naalden. Op dat moment was er dus nog alle reden om aan te nemen dat het welkome CO2-effect echt zou optreden. Zelfs becijferde men dat het effect, als het zich wereldwijd voordeed, zou compenseren voor de helft van alle CO2-uitstoot. Toch werd al behoedzaam aangetekend dat dit wel eens het maximum-effect zou kunnen zijn en dat door anderen was vastgesteld dat het verrijkingseffect snel afzwakt.

Dennen

Maar nog op 6 april 2001 kon Science op een ander krachtig CO2-effect wijzen: de dennen die in extra CO2 groeiden ontwikkelden veel eerder dennenappels en rijpe zaden dan de andere dennen en kregen er ook veel méér, wel drie keer zoveel. Maar alweer noteren de onderzoekers dat de bomen daardoor misschien ook eerder verouderen en eerder afsterven. Ook beschouwen ze de vervroegde en verhoogde vruchtbaarheid als een gevaar voor de biodiversiteit: bomen met de sterkste verhoging van hun zaadproductie zullen concurrenten `wegdrukken'.

In één van de twee recente Nature-artikelen (van Ram Oren et al.) wordt nu bekendgemaakt dat de aanvankelijk zo verhoogde groeisnelheid in het FACE-prototype inmiddels al sterk is afgezwakt. Bovendien levert men het bewijs dat dit aan een tekort aan minerale voedingsstoffen moet worden toegeschreven. Een verrijkings-experiment (met kunstmest) herstelde de groeisnelheid. Het is aannemelijk dat eenzelfde tekort aan voedingsstoffen in veel andere bossen zal optreden.

Het andere artikel (van William Schlesinger et al.) voegt daar nog de teleurstellende waarneming aan toe dat de vertering van de afgeworpen naalden onder de dennen zó snel verloopt dat de strooisellaag onder de bomen nu praktisch al zijn definitieve dikte heeft bereikt. De hoop dat veel koolstof op en onder de grond zou worden opgeslagen is daarmee al evenzeer vervlogen.