Gaan bomen extra groeien dankzij CO2? Vergeet het maar

Klimaat Dankzij CO2 in de lucht gaan bossen harder groeien, was de hoop. Maar zo werkt het niet in de natuur.

Volwassen eucalyptusbomen gaan niet harder groeien als de concentratie CO2 in de lucht stijgt. Dat hebben Australische ecologen ontdekt. Hun bevinding gaat regelrecht in tegen het heersende idee dat de stijgende concentratie CO2 in de atmosfeer, die hoofdzakelijk wordt veroorzaakt door de mens, bomen aanzet tot extra groei. Dit CO2-fertilisatie-effect zou een deel van de uitstoot ‘wegvangen’ en die uitstoot dus minder erg maken.

Maar dat zagen de ecologen niet gebeuren in het door hen geselecteerde bos ten noordwesten van Sydney, waar ze groepjes eucalyptusbomen sinds 2013 blootstellen aan een kunstmatig verhoogde concentratie CO2. De resultaten over de eerste drie jaar zijn donderdag gepubliceerd in het tijdschrift Nature. De onderzoekers zien wel dat de bladeren van de eucalyptusbomen meer CO2 opnemen, maar ze leggen de extra opgenomen koolstof (in scheikundige termen: C, carbon) niet vast. Uiteindelijk komt de koolstof, in de vorm van CO2, via de bodem net zo hard weer vrij.

Klimaatsceptici wijzen graag op het CO2-fertilisatie-effect, met een verwijzing naar tuinderskassen. Daar zorgt extra CO2 voor meer groei. Zo slecht is dat dus niet. Maar het Australische experiment laat zien dat die groei in de natuur minder optreedt dan gedacht, in ieder geval in een volwassen bos. Eerder onderzoek in bijvoorbeeld een fijnsparrenbos in Zwitserland en een dennenbos in North Carolina had dat al gesuggereerd. De nu gepubliceerde studie geeft de doorslag, zeggen deskundigen.

Realisme in het debat

„Het idee over die CO2-fertilisatie moet nu echt op de schop”, zegt Wouter Peters, hoogleraar koolstofkringloop aan de Wageningen Universiteit, die niet bij het onderzoek betrokken was. Hij noemt het onderzoek „erg relevant” en „indrukwekkend gedetailleerd”. Christian Körner, emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Basel, heeft het over „een sleutelpublicatie die meer realisme in het CO2-debat brengt”. Hij doet al decennialang onderzoek naar het effect van hogere CO2-concentraties op vegetatie.

Een sleutelpublicatie die meer realisme in het CO2-debat brengt

Christian Körner hoogleraar

Körner benadrukt, net als Peters, dat klimaatmodellen moeten worden aangepast. Want die gaan er nog te veel van uit dat extra CO2 standaard leidt tot extra plantengroei. Maar die link blijkt dus niet vanzelfsprekend.

Voor extra groei blijkt meer nodig, zo laat het Australische onderzoek zien. „We weten dat ook water en voedingsstoffen er voldoende moeten zijn”, zegt Körner. „Maar voedingsstoffen zijn in de natuur bijna altijd schaars. Er wordt om gevochten. Daarom gaat de analogie met de tuinderskas, waarin de omstandigheden optimaal zijn, niet op.” In de bodem van het Australische eucalyptusbos was fosfor beperkt aanwezig. Uit het al oudere CO2-verrijkingsexperiment in Duke Forest in North Carolina was al gebleken dat watertekort een rem kan vormen op boomgroei.

Eucalyptusbos in het Mount Kaputar National Park in de Australische deelstaat New South Wales.

Foto Getty Images

Het door de ecologen geselecteerde eucalyptusbos wordt al 90 jaar met rust gelaten door de mens, en daarom benoemen ze het als een natuurlijk bos. Er is een rijke ondergroei, met 86 soorten struiken, kruiden, grassen. Op verschillende plekken plaatsten de ecologen een kooiachtige structuur om een groep volwassen bomen. Via gaten in de stangen konden ze computergestuurd de concentratie CO2 lokaal verhogen. „En die monitorden we ook continu”, licht Mingkai Jiang toe. Hij is eerste auteur van het artikel en verbonden aan de Western Sydney University. Ze brachten de concentratie CO2 in de lucht op 560 ppm (parts per million). Dat is 150 ppm hoger dan de huidige waarde (410), en twee keer de pre-industriële concentratie (circa 280). Jiang schat dat we binnen dertig, veertig jaar aan die concentratie van 560 ppm zitten als we het huidige tempo van CO2-uitstoot handhaven.

Twee processen in evenwicht

Met een hele serie aan technieken leidden de ecologen af wat er in het eucalyptusbos gebeurde met de CO2 en de koolstof. Ze bepaalden de fotosynthese in de bladeren, en de grootte van het bladerdek. Ze maten hoogte en omtrek van de bomen om te kijken of die extra biomassa hadden vastgelegd. Ze deden onderzoek aan de ondergroei, aan afgevallen bladeren, de bodem, wortelstelsels, insecten. „Het is de eerste keer dat de koolstofbalans van bomen zo nauwkeurig is gemeten”, zegt Peters. „Ze hebben zelfs naar vluchtige koolwaterstoffen gekeken die uit bladeren vrijkomen, en naar vraat door insecten.”

Ondanks dat de onderzoekers de fotosynthese in de eucalyptusbladeren zagen toenemen, vertaalde zich dat niet in extra groei van de bomen. Ze maten ook een sterk verhoogde CO2-uitstoot uit de bodem. Die twee processen hielden elkaar min of meer in evenwicht. Wat er precies in de bodem gebeurt is nog onduidelijk. „Het lijkt erop dat de bomen extra koolstof afgeven aan de bodem en dat het ondergronds door micro-organismen versneld wordt omgezet in CO2” zegt Heather Graven, die aan het Imperial College in Londen onderzoek doet naar de wereldwijde koolstofcyclus. Ook zij prijst het onderzoek, en de „indrukwekkende hoeveelheid data”.

Jonge bomen

Körner benadrukt het belang van CO2-verrijkingsexperimenten in de buitenlucht. „Maar wereldwijd lopen er slechts 4 of 5 met volwassen bomen.” Volgens hem vindt meer dan 90 procent van dit soort onderzoek plaats aan jonge bomen. Die groeien meestal wel extra. „Daardoor is een vertekend beeld ontstaan.”

Hoeveel volwassen bos er is wereldwijd, weet ecoloog Mingkai Jiang niet precies. Hij haalt een Nature-publicatie aan uit 2008. Daarin staat dat 30 procent van het bos te classificeren is als primair bos, zonder tekenen van menselijke invloed. „Je kunt redelijk aannemen dat veruit het grootste deel hiervan volwassen bos is.”

Peters maakt wel een kanttekening bij het Australische onderzoek. Het experiment is gedaan op een beperkt aantal bomen en loopt nog niet zo lang. De ecologen zullen moeten volhouden. „Het gevaar is dat deze ene studie nu weer de blauwdruk wordt voor alle laag-efficiënte bossen.”