Natte bosbodem legt veel koolstof vast

Pakweg een kwart van al het koolstof dat wereldwijd in de bodem voorkomt, is gebonden aan mineralen. Dat schrijven twee Amerikaanse onderzoekers deze week in Nature Climate Change. Die mineralen spelen een belangrijke rol in de langetermijnopslag van koolstof. Maar: het grootste deel van dat gebonden koolstof bevindt zich in de bodems van ‘natte’ bossen (zoals tropische regenwouden en broekbossen), en dat is geen goed nieuws in het licht van klimaatverandering. Bij verdere opwarming van de aarde zullen die bossen een minder grote opslagcapaciteit voor koolstof hebben en daardoor zal de hoeveelheid koolstofdioxide in de atmosfeer toenemen.

Regenwater spoelt dode stof diep de grond in waar het bindt aan mineralen

In totaal komt er wereldwijd bijna 2.500 gigaton koolstof in bodems voor, tot een diepte van iets meer dan 1,80 meter, zo rekenen Marc Kramer en Oliver Chadwick in hun artikel voor. Daarvan is zo’n 600 gigaton gebonden aan ijzerhoudende en aluminiumhoudende mineralen. Dat is meer dan twee keer de hoeveelheid koolstof die aan de atmosfeer is toegevoegd sinds het begin van de Industriële Revolutie, aldus de auteurs. Daarbij benadrukken ze dat het om een schatting gaat, deels gebaseerd op bodems waarover weinig bekend is (zoals bodems dicht bij de polen).

Koolstof komt in de bodem terecht door de afbraak van organisch materiaal, bijvoorbeeld dode bladeren. Dat materiaal wordt afgebroken door micro-organismen en spoelt vervolgens met (regen)water dieper de grond in. Een deel van dat dissolved organic carbon (DOC) gaat daarna verbindingen aan met mineralen. De rest kan weer snel vrij komen in de atmosfeer.

Effectieve bodemvochtigheid

Kramer en Chadwick onderzochten hoe verschillen in de ‘effectieve bodemvochtigheid’ (de gemiddelde jaarlijkse hoeveelheid neerslag minus de potentiële verdamping) samenhangen met de hoeveelheid koolstof die aan de mineralen is gebonden. De percentages blijken nogal uiteen te lopen: in droge bosbodems is soms maar 3 procent van de totale hoeveelheid ondergrondse koolstof aan ijzer- en aluminiumhoudende mineralen gebonden, in semi-vochtige bosbodems (tussen de -300 en +800 millimeter effectieve bodemvochtigheid per jaar) neemt dat snel toe van 6 tot 62 procent en in natte bosbodems (meer dan 800 millimeter effectieve bodemvochtigheid per jaar) gaat het soms om wel 72 procent koolstof dat aan mineralen is gebonden.

Hieruit blijkt dat verschillen in de jaarlijkse hoeveelheid neerslag en verdamping grote gevolgen kunnen hebben voor de opslag van koolstof in bosbodems. Als temperaturen aan het bodemoppervlak toenemen, zal er meer water verdampen en zal de hoeveelheid bodemvocht afnemen – zelfs als de hoeveelheid neerslag gelijk blijft of toeneemt. Daardoor zal er dus ook minder water beschikbaar zijn om het organisch materiaal in de vorm van DOC dieper de bodem in te transporteren voor langetermijnopslag. De allernatste en warmste bossen (zoals tropische regenwouden) zijn misschien minder gevoelig voor zulke klimaateffecten, omdat het systeem verzadigd is met water en dus een ruime buffer heeft. Maar juist in natte bossen in gematigde streken zou de hoeveelheid aan mineralen gebonden koolstof snel kunnen afnemen bij toenemende verdamping, concluderen Kramer en Chadwick.

Jan Peter Lesschen van Wageningen Environmental Research noemt het een interessant onderzoek: „Zulke uitkomsten zouden meegenomen moeten worden in de mondiale modellen die inzicht bieden in veranderingen in de koolstofcyclus bij veranderend klimaat. Hoe het precies zal veranderen is nog wel onduidelijk – veranderingen in neerslag zijn veel onzekerder dan veranderingen in temperatuur. Ook zijn de gemeten waarnemingen allemaal afgeleid van natuurlijke ecosystemen, en niet van landbouwsystemen. Dat leidt mogelijk tot een overschatting van de hoeveelheid gebonden koolstof.”