Reactie van planten op droogte is terug te vinden in samenstelling van de lucht

Nieuws

Reactie van planten op droogte is terug te vinden in samenstelling van de lucht

Gepubliceerd op
27 augustus 2018

Hete droge perioden, zoals deze zomer in Europa, zijn terug te vinden in de samenstelling van de atmosfeer. Onderzoekers van Wageningen University & Research en NOAA ontdekten een ‘signaal’ in de samenstelling van de lucht, veroorzaakt door de reactie van de vegetatie op droogte. Diverse klimaatmodellen kunnen nu in overeenstemming met de metingen worden aangepast. Ze beschrijven hun bevindingen in Nature Geosciences van 27 augustus.

Bij ernstige droogte sluiten planten hun huidmondjes, minuscule openingen aan de onderkant van de bladeren, waardoor ze minder water kwijtraken aan de warme en droge lucht om hen heen. Het sluiten van de huidmondjes betekent echter ook dat de planten veel minder CO2 uit de lucht opnemen, die nodig is om te groeien. Wanneer dat op continentale schaal gebeurt, zoals deze zomer in Europa, wordt er zoveel minder water afgestaan en CO2 opgenomen dat de luchtsamenstelling verandert.

Droogte op continentale schaal

Uit de analyse van de internationale onderzoekgroep blijkt dat de reactie op droogte van planten zich uitstrekt over meer dan een miljoen vierkante kilometer tijdens extreme droogteperiodes gedurende afgelopen decennia in Rusland, Europa en de Verenigde Staten. In deze streken hadden onderzoekers op meer dan vijftig plekken gedurende die periode op gestandaardiseerde wijze luchtmonsters genomen die bij het Earth System Research Laboratory van NOAA in de VS werden geanalyseerd.

Meten met twee typen CO2

De luchtsamenstelling blijkt bij ernstige droogte anders dan in reguliere weersomstandigheden. Bij droogte neemt de plant minder CO2 op, maar bovendien is de samenstelling van de opgenomen CO2 anders. CO2 in de atmosfeer kent twee varianten: de lichte variant 12CO2, waaraan planten de voorkeur geven, en de ietsje zwaardere 13CO2. Bij droogte is er weinig opname van CO2, en is dit voorkeurseffect voor de lichtere variant een stuk minder waardoor de verhouding 12CO2:13CO2 anders is dan in een normale zomer. Dat grootschalige ‘droogtesignaal’ is nu voor het eerst aangetroffen. “Ik zag dat onze metingen afweken van wat klimaatmodellen aangaven,” zegt Erik van Schaik, die twee jaar geleden een deukje ontdekte in modellen en de oorzaken daarvan verder trachtte te doorgronden. “Toen ik vaststelde dat veel andere modellen van de biosfeer eenzelfde afwijking vertoonden was dat een opluchting. Het lag niet aan mij, maar de modellen bleken onvolledig.”

Reactie van planten op droogte is terug te vinden in samenstelling van de lucht

Aanpassen klimaatmodellen

Onderzoeksleider prof. Wouter Peters van Wageningen University & Research schetst de implicaties van de ontdekking. “Naar nu blijkt hebben veel klimaat- en biosfeermodellen de gevolgen van droogteperioden op CO2-opname en verdamping van water nog niet goed beschreven. Het bijstellen is van belang omdat we aannemen dat droogte in de toekomst ernstiger zal zijn en vaker zal optreden.”

De studie benutte ruim 25 duizend luchtmonsters die op 53 plaatsen in de wereld  werden genomen. De Nederlandse CO2-meetmonsters maken deel uit van de recent gehonoreerde Ruisdael-onderzoeksinfrastructuur. Alle metingen worden samengebracht onder het Europese Integrated Carbon Observing System (ICOS) waarbinnen WUR een actieve partner is. De klimaat- en biosfeermodellen waarmee de uitkomsten van de metingen werden vergeleken maken deel uit van de modelsystemen die IPCC gebruikt om scenario’s voor wereldwijde klimaatontwikkelingen op te stellen.