De hele koolstofcyclus, zowel door mensen veroorzaakte als de natuurlijke. GPP staat voor fotosynthese (afb:

Het hele jaar door neemt de aarde koolstofdioxide op en geeft het af – in de zomer voornamelijk via de stofwisseling van planten, in de winter via de afbraak van biomassa. Door de opwarming van de aarde en de hogere kooldioxideconcentraties in de atmosfeeer worden deze natuurlijke schommelingen, de ‘adem’ van de aarde, echter steeds extremer. Vooral op noordelijke breedtegraden boven 45° NB ademt de aarde nu aanzienlijk sneller, volgens een nieuwe metastudie. Dit zou op zijn beurt de klimaatverandering verder kunnen versnellen.
Planten en bodems fungeren als de longen van de aarde. Tijdens het groeiseizoen in de zomer nemen planten koolstofdioxide op uit de lucht door middel van fotosynthese en zetten die stof (met water) om in biomassa. In de winter komt een deel van deze koolstof weer vrij, bijvoorbeeld door ontleding van dood plantenmateriaal in de bodem. Deze natuurlijke ritmes vormen een centraal onderdeel van de wereldwijde koolstofcyclus.

De seizoensgebonden schommelingen van de kooldioxideconcentratie in de atmosfeer gemeten op de Mauna Loa (Hawaï) (afb: Wikimedia Commons)

De ‘in- en uitademing’ van de natuur wordt aanzienlijk versterkt door klimaatverandering. Deze seizoensgebonden CO₂-schommelingen zijn bijzonder extreem in arctische en boreale gebieden, zoals blijkt uit meetgegevens van de afgelopen decennia. Om deze trends en de oorzaken ervan beter te begrijpen, hebben onderzoekers onder leiding van Zhihua Liu van de universiteit van Montana nu een metastudie uitgevoerd waarin ze de resultaten van talrijke eerdere studies hebben gebundeld en systematisch geanalyseerd.

Uit die analyse blijkt dat sinds de jaren ’60 de seizoensgebonden CO₂-schommelingen in het gebied tussen de 50e en 65e breedtegraad met ongeveer 50% zijn toegenomen. Dit geldt voor gebieden zoals Scandinavië, Siberië en de Oeral. Hoe dat komt? “We hebben overtuigend bewijs geleverd dat een actievere plantengroei de belangrijkste reden is waardoor de koolstofcyclus in noordelijke regio’s versnelt”, stelt medeonderzoeker Wolfgang Buermann van de universiteit van Augsburg.

Stijgende temperaturen verlengen het groeiseizoen op deze voorheen koelere noordelijke breedtegraden en maken planten productiever. Het hogere koolstofdioxidegehalte in de lucht werkt als extra bemesting. Deze verhoogde productiviteit versnelt de CO₂-opname in de zomer, maar gaat tegelijkertijd gepaard met een verhoogde ademhalingsactiviteit in de winter.
Als gevolg hiervan verschuift de opwarming van de aarde de balans tussen de opname en uitstoot van koolstofdioxide. Wetenschappers zien deze trend al enige tijd, maar door gegevens uit meerdere onderzoeken te combineren, konden Liu en de zijnen de specifieke processen die deze verandering aanjagen beter begrijpen.

Problematisch

Deze ontwikkeling schijnt problematisch te zijn, omdat deze de opwarming van de aarde verder zou kunnen aanwakkeren. De onderzoekers vermoeden dat, onder meer, de ademhaling uiteindelijk de productiviteit van planten zou kunnen overtreffen, wat – samen met een toename van bosbranden en dooiende permafrost – zou kunnen leiden tot een hogere uitstoot van broeikasgassen door noordelijke ecosystemen en de opwarming van de aarde verder zou kunnen verergeren. Arctische systemen warmen sneller op dan de rest van de aarde. Die terugkoppelingsmechanismen zouden fnuikend kunnen zijn voor het behalen van de klimaatdoelstellingen, stellen de onderzoekers.

Bron: bdw