Het eerder deze maand verschenen Special Report on Climate Change and Land van het IPCC bevestigde nog maar eens de cruciale rol die landecosystemen spelen in de strijd tegen klimaatopwarming. Het afgelopen decennium remden natuurlijke ecosystemen zoals bossen en graslanden de stijging in concentratie van het broeikasgas CO2 in onze atmosfeer. Gratis en voor niets hebben landecosystemen bijna 30% van onze emissies opgenomen. Maar zullen ecosystemen dit ook nog doen in de toekomst?
Figuur 1: Illustratie van de CO2-uitstoot die de aarde bedekt, maar een deel ervan wordt overgeheveld naar de natuur, die door knoppen van voedingsstoffen en door het klimaat worden gecontroleerd. Credits Victor O. Leshyk, Center for Ecosystem Science and Society, Northern Arizona University @victorleshyk
Bovenstaande vraag beantwoorden is niet eenvoudig. We leven in een wereld in verandering, waarbij heel wat factoren die de netto koolstofopslag door ecosystemen beïnvloeden ook voortdurend mee veranderen. Eén zo’n factor is de atmosferische CO2-concentratie zelf. Het is al lang geweten dat CO2 op zich gewoonlijk een positieve invloed heeft op plantengroei en koolstofopslag (het zogenaamde CO2-fertilisatie-effect), en uit talloze experimenten weten we dat het vooral planten op vruchtbare bodems zijn die daar het meest van profiteren. Planten hebben naast CO2 immers ook voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor nodig. Als die voedingsstoffen maar beperkt beschikbaar zijn, hebben planten aan die extra CO2 niet veel.
Eén van de puzzelstukjes om de toekomstige koolstofopslag door ecosystemen in te schatten, bestaat er dus in om het globale CO2-fertilisatie-effect te berekenen, rekening houdend met de beperkende rol van stikstof en fosfor. Dit is exact wat werd gedaan in een net gepubliceerde studie in Nature Climate Change, waaraan ook wij meewerkten. Door wereldwijde gegevens van meer dan 100 experimenten met verhoogde CO2 te gebruiken, berekenden we dat een stijging van de CO2-concentratie van de huidige 410 ppm tot 625 ppm in 2100 de globale bovengrondse biomassa (vooral die van bossen) zou kunnen stimuleren met zo’n 60 Gigaton koolstof, wat overeen komt met zes maal de huidige jaarlijkse menselijke CO2-emissies. Dit is op zich goed nieuws, want de studie concludeert dat er toch een aanzienlijke toename in biomassa mogelijk is door meer CO2, ondanks beperkingen door stikstof en fosfor die mee in rekening werden gebracht. Ook het belang van mycorrhiza-schimmels, die in nauwe associatie leven met plantenwortels, werd mee bevestigd door het onderzoek: mycorrhiza’s verminderen deels de limiterende invloed van weinig stikstof en fosfor op het CO2-fertilisatie-effect.
Figuur 2: Potentiële toename van bovengrondse biomassa tegen het einde van deze eeuw dankzij het CO2-fertilisatie-effect (Terrer et al., 2019, Nature Climate Change).
Tot zover het goede nieuws. Samen met de stijgende CO2-concentratie verandert natuurlijk ook het klimaat, en daarmee werd geen rekening gehouden in de Nature Climate Change studie. Het werk dient dan ook bekeken te worden als een belangrijke bijdrage om bijvoorbeeld modellen van toekomstige globale ecosysteemproductiviteit en koolstofopslag te verbeteren, maar ze levert niet het volledige antwoord op hoeveel CO2 ecosystemen in de toekomst zullen opnemen. Er zijn duidelijk tekenen aan de wand dat klimaatverandering zelf steeds belangrijker wordt in het beperken van het CO2-fertilisatie-effect. Een pas verschenen studie in het tijdschrift Science Advances bijvoorbeeld concludeerde dat de wereldwijde plantengroei nu al steeds afneemt als gevolg van toenemende droogtestress. Weersextremen nemen toe in aantal en intensiteit naarmate het klimaat verder opwarmt. Extreem weer vermindert meestal de CO2-opname van ecosystemen, en kan ze zelfs tijdelijk veranderen in een bron i.p.v. opnamepunt van het broeikasgas. “Mooie” voorbeelden hiervan zijn de Europese droogte en hittegolf van 2003, waardoor vier jaar aan CO2-opslag werd teniet gedaan op ons continent, en extreme droogtes in het Amazonewoud in 2005 en 2010 waarbij het woud telkens een hoeveelheid koolstof verloor equivalent aan 1/5de van de jaarlijkse wereldwijde emissies door de mens. Ook grote natuurbranden gelinkt met klimaatverandering komen steeds vaker voor, met mogelijk langdurige nefaste gevolgen voor de koolstofopslag in die ecosystemen. Zelfs op globale schaal kan dan ook al geobserveerd worden dat in jaren met algemeen meer extremen wereldwijd de CO2-concentratie sneller stijgt.
Het antwoord op de vraag in welke mate ecosystemen klimaatverandering nog zullen bufferen in de toekomst, hangt dus af van onszelf. Om deze gratis dienst van de natuur te garanderen, moeten we zo snel mogelijk broeikasgasemissies terugdringen, en uiteraard ook onze bossen en andere ecosystemen beschermen. Doen we dat niet of te laat, dan loert het risico om de hoek dat zelfversterkende mechanismen het klimaatsysteem meer en meer gaan domineren.
KEVIN VAN SUNDERT en SARA VICCA
De ecologie van een wereld in verandering 