Nieuws

Nutriëntenbeschikbaarheid belangrijk bij modelleren van koolstofvastlegging

Gepubliceerd op
12 juni 2014

Van de totale koolstofemissie in de wereld komt ruwweg de helft terecht in de atmosfeer. De rest wordt vastgelegd in oceanen en bossen. Alterra-onderzoeker Wim de Vries schreef onlangs in Nature Climate Change, op uitnodiging van de redactie, een beschouwing over de vastlegging ervan in bossen. Hij wijst op het belang van de nutriëntenvoorziening bij het modelleren van de mondiale koolstofvastlegging.

De meest recente schatting van het wereldwijde koolstofbudget komt uit op een CO2-emissie van 9.4 miljard ton koolstof door menselijk toedoen. Daarvan wordt echter slechts 4.3 miljard ton teruggevonden in de atmosfeer. De rest wordt vastgelegd in oceanen en terrestrische ecosystemen, met name bossen, elk geschat op circa 2.6 miljard ton koolstof. Veel modelberekeningen suggereren dat vooral de toenames in CO2-concentratie en in temperatuur een belangrijke rol spelen bij de hoge koolstofvastlegging in bossen. Een recente studie gepubliceerd in Nature Climate Change suggereert echter dat de beschikbaarheid van voedingsstoffen, zoals stikstof, fosfor en kalium, de belangrijkste oorzaak is voor verschillen in koolstofopslag door bossen op wereldschaal. Op uitnodiging van hetzelfde tijdschrift schreef Wim de Vries hierover een beschouwing.

Wim de Vries: “De studie is gebaseerd op een wereldwijde dataset van 92 bosopstanden met gegevens over de bruto fotosynthese en netto ecosysteemproductie, in combinatie met informatie over bosbeheer, leeftijd van het bos, gemiddelde jaarlijkse temperatuur en neerslag en indicatoren voor de voedselrijkdom. Uit de analyse volgt dat in voedselrijke bossen een veel groter deel van de koolstof die door fotosynthese wordt opgenomen ook daadwerkelijk wordt vastgelegd (33%) dan in voedselarme bossen (6 -17%). Dit kan komen doordat een beperkte voedselrijkdom leidt tot een afname van de verdeling van de opgenomen koolstof naar houtige delen en een toename naar de wortels in symbiose met schimmels, waardoor de mineralisatie van koolstof toeneemt.”

De Vries wijst er wel op dat analyse van grote observationele datasets tot ‘bias’ kan leiden, door factoren als niet-waargenomen variabelen (bijvoorbeeld extreme weersomstandigheden), opname van uitschieters en veronderstelde lineaire relaties. Zo is het bereik aan fotosynthese voor voedselarme bossen veel groter dan voor voedselrijke bossen. Bij een vergelijking van beide bossen voor een zelfde range aan fotosynthese blijkt het verschil in percentage vastgelegd koolstof tussen voedselrijke en voedselarme bossen kleiner (17% ten opzichte van 6%). Ook kunnen een paar zeer jonge voedselrijke bossen op plantages, met extreem hoge koolstofvastlegging, de analyse hebben beïnvloed. Wim de Vries: “Ondanks deze mogelijke tekortkomingen zijn er echter duidelijke aanwijzingen gevonden dat de koolstofopslag in bossen sterk wordt bepaald door de voedingstoestand.”

Wetenschappers gebruiken modelprojecties om voorspellingen te maken van koolstofvastlegging onder verschillende scenario’s. Deze aardsysteem-modellen zijn destijds ontwikkeld op basis van de gedachte dat toename van het CO2-gehalte in de atmosfeer en klimaatverandering de belangrijkste ‘drivers’ zijn voor de fotosynthese en de bijbehorende koolstofvastlegging. Uit eerder onderzoek, onder andere van Wim de Vries zelf gepubliceerd in Nature, bleek reeds dat koolstofvastlegging door die modellen worden overschat als er geen rekening wordt gehouden met een beperking van de groei door stikstofgebrek. In een aantal wereldwijde terrestrische koolstofcyclus-modellen zijn recent dan ook koolstof-stikstof interacties ingebouwd, maar zelfs in het recente vijfde evaluatierapport van de IPCC bevatten slechts twee van de acht aardsysteem-modellen die stikstofbeperkingen. Bovendien zijn er slechts zeer weinig globale koolstofcyclus-modellen die zowel stikstof- als fosfaatbeperkingen bevatten. “Om in de toekomst betrouwbare voorspellingen van de toekomstige mondiale koolstofvatlegging te kunnen maken acht ik het dan ook van cruciaal belang dat die modellen interacties van koolstof-stikstof-fosfaat bevatten,” concludeert Wim de Vries.