Planten helpen onze CO2 te absorberen, maar hoelang nog?

Alle struiken, wingerds en bomen van de wereld spelen tezamen een zeer belangrijke rol bij het absorberen van overtollige kooldioxide in de atmosfeer, maar in een nieuw onderzoek wordt erop gewezen dat de grens van die opnamecapaciteit bijna is bereikt.

Op zeker moment zullen planten genoeg CO₂hebben opgenomen en zal de helpende hand die ze als buffer voor de gevolgen van de klimaatverandering hebben geboden, weer langzaam beginnen terug te lopen. Wanneer dat precies zal gebeuren, is een vraag waarop wetenschappers snel een antwoord willen vinden.

Sinds het begin van de industriële revolutie in de achttiende eeuw is de hoeveelheid CO₂in de atmosfeer als gevolg van menselijke activiteit snel toegenomen. Met behulp van computermodellen komen de auteurs van het onderzoek tot de slotsom dat daardoor de fotosynthese op aarde met dertig procent is toegenomen.

“Het is een beetje het zilveren randje om een regenwolk,” zegt Lucas Cernusak, ecofysioloog verbonden aan de Australische James Cook University en medeauteur van het nieuwe onderzoek, dat is gepubliceerd in het tijdschrift Trends in Plant Science.

Hoe weten ze het?

Cernusak en zijn collega’s maakten gebruik van gegevens uit een onderzoek dat in 2017 in het tijdschrift Nature verscheen en waarin de hoeveelheid carbonylsulfide in ijskernen en luchtmonsters werd gemeten. Naast koolstofdioxide nemen planten gedurende de natuurlijke koolstofkringloop ook carbonylsulfide op, en dat gegeven wordt vaak gebruikt om de mate van fotosynthese op wereldschaal te meten.“Landplanten halen zo’n 29 procent van al onze CO₂-uitstoot uit de lucht, uitstoot die anders zou bijdragen aan de toename van het CO₂-gehalte in de atmosfeer. Wat onze analyse van de modellen aantoont, is dat de rol die de terrestrische fotosynthese in de werking van deze ‘koolstofput’ spelen, veel groter is dan in de meeste andere modellen wordt aangegeven,” zegt Cernusak.

Open Gallery

Met het woord ‘koolstofput’ verwijst hij naar de hoeveelheid CO₂die door planten wordt opgenomen in vergelijking tot de hoeveelheid CO₂ die ze op natuurlijke wijze aan de atmosfeer afgeven door afsterving en uitwaseming.

Maar sommige wetenschappers hebben zo hun twijfels over het gebruik van carbonylsulfide als indicator voor fotosynthese.

Kerrie Sendall, biologe aan de Georgia Southern University, bestudeert hoe planten het in verschillende scenario’s van klimaatverandering zouden doen.

Omdat de absorptie van carbonylsulfide door planten afhangt van de hoeveelheid licht die de planten ontvangen, zouden de schattingen van de nieuwe studie volgens Sendall “te hoog kunnen zijn,” maar ze zegt erbij dat de meeste methoden om de mate van fotosynthese op wereldschaal te berekenen, een bepaalde onzekerheidsmarge hebben.

Groener en weelderiger

Los van de mate waarin de totale hoeveelheid fotosynthese is toegenomen, zijn wetenschappers het erover eens dat CO₂ als een soort kunstmest voor de plantengroei fungeert.

“Er zijn bewijzen dat bomen meer bladgroei vertonen en meer hout produceren,” zegt Cernusak. “Het hout is waar de meeste koolstof in de plantmassa ligt opgeslagen.”

Wetenschappers van het Oak Ride National Laboratory hebben geobserveerd dat bij planten die aan verhoogde niveaus van CO₂ werden blootgesteld, de huidmondjes in hun bladeren groter werden.

In Sendalls eigen experimentele onderzoek werden planten blootgesteld aan tweemaal zoveel CO₂ als de hoeveelheid waaraan ze gewend waren.

Onder die drastisch veranderde CO₂-omstandigheden "veranderde de anatomie van hun bladweefsel een beetje,” zegt ze. “Dat maakt het voor planteneters lastiger om ze te eten en voor larven moeilijker om erop te groeien.”

Kantelmoment

Het gehalte aan CO₂ in de atmosfeer neemt toe en aangenomen wordt dat planten die toename uiteindelijk niet meer kunnen bijhouden.

“In modellen van de koolstofkringloop op aarde is de respons van de koolstofput van landplanten op het toenemende CO₂-gehalte in de atmosfeer nog grotendeels onbekend, en dat is een belangrijke reden waarom voorspellingen van klimaatverandering zo onzeker zijn,” aldus het Oak Ride National Laboratory op zijn website.

Het rooien van stukken grond ten behoeve van veeteelt en landbouw, en de CO₂-uitstoot als gevolg van het verbruik van fossiele brandstoffen hebben de grootste invloed op de koolstofkringloop. Wanneer de impact van deze beide factoren niet wordt teruggedrongen, zal volgens wetenschappers spoedig een kantelmoment worden bereikt.

“Steeds meer van de CO₂ die wij uitstoten, zal in de lucht blijven hangen, waardoor het CO₂-gehalte in de atmosfeer snel zal toenemen en het tempo van de klimaatverandering hoger zal worden,” zegt Danielle Way, ecofysiologe aan de Western University in Ontario, Canada.

Wat kunnen we doen?

Wetenschappers van de University of Illinois en het Amerikaanse ministerie van Landbouw voeren experimenten uit om planten met behulp van genetische modificatie zodanig aan te passen dat ze meer CO₂ kunnen opslaan. De opname van CO₂ ten behoeve van de fotosynthese wordt geregeld door een enzym met de afkorting ‘rubisco’ (ribulose-1,5-bifosfaat-carboxylase-oxygenase), en wetenschappers willen proberen dat enzym efficiënter te maken.

Recente tests van genetisch gemodificeerde gewassen hebben aangetoond dat het bevorderen van de aanmaak van rubisco de opbrengsten met zo’n veertig procent doet stijgen, maar het zal ruim tien jaar duren voordat het gemodificeerde plantenenzym op commerciële schaal gebruikt kan worden. Tot dusver zijn er alleen tests uitgevoerd met bekende gewassen als tabak, en het is onduidelijk hoe rubisco de koolstofdioxide-opname van bomen, die er het meeste van opslaan, zou kunnen aanpassen

In september 2018 kwamen milieuorganisaties in San Francisco bijeen voor het opstellen van een plan voor het redden van onze bossen, een natuurlijke hulpbron die volgens deze groepen de “vergeten klimaatoplossing” is.

“Ik denk dat beleidsmakers moeten reageren op onze bevindingen met de erkenning dat de terrestrische biosfeer momenteel als een efficiënte koolstofput functioneert,” zegt Cernusak van de James Cook University. “Ze moeten onmiddellijk maatregelen nemen om de bossen te beschermen, zodat die kunnen blijven functioneren zoals ze dat nu doen. En ze moeten nu aan het werk gaan om de CO₂ uit onze energievoorziening te verwijderen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com