Studies tonen aan dat absoluut alle struiken, wijnstokken en bomen die ons omringen een belangrijke rol spelen bij het absorberen van overtollige koolstof uit de atmosfeer. Maar op een gegeven moment kunnen planten zoveel koolstof opnemen dat hun helpende hand bij het tegengaan van klimaatverandering begint af te nemen. Wanneer gaat dit precies gebeuren? Wetenschappers proberen een antwoord op deze vraag te vinden.
Sinds het begin van de industriële revolutie in het begin van de 20e eeuw is de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer, veroorzaakt door menselijke activiteiten, enorm gestegen. Met behulp van computermodellen ontdekten de auteurs, gepubliceerd in Trends in Plant Science, dat tegelijkertijd de fotosynthese met 30% toenam.
"Het is als een lichtstraal in een donkere lucht", zegt Lukas Chernusak, auteur van de studie en ecofysioloog aan de James Cook University in Australië.
Hoe werd het bepaald?
Chernusak en collega's gebruikten gegevens uit milieustudies uit 2017, waarin carbonylsulfide werd gemeten dat werd aangetroffen in ijskernen en luchtmonsters. Naast koolstofdioxide nemen planten carbonylsulfide op tijdens hun natuurlijke koolstofcyclus en dit wordt vaak gebruikt om fotosynthese op wereldschaal te meten.
“Landplanten absorberen ongeveer 29% van onze uitstoot, die anders zou bijdragen aan de atmosferische CO2-concentraties. Analyse van ons model toonde aan dat de rol van terrestrische fotosynthese bij het aansturen van dit proces van koolstofvastlegging groter is dan de meeste andere modellen hebben gesuggereerd, "zegt Chernusak.
Maar sommige wetenschappers zijn niet zo zeker van het gebruik van carbonylsulfide als een methode om fotosynthese te meten.
Kerry Sendall is een bioloog aan de Georgia Southern University die onderzoekt hoe planten groeien onder verschillende klimaatveranderingsscenario's.
Omdat de opname van carbonylsulfide door planten kan variëren afhankelijk van de hoeveelheid licht die ze ontvangen, zegt Sendall dat de resultaten van het onderzoek "misschien overschat zijn", maar ze merkt ook op dat de meeste methoden voor het meten van wereldwijde fotosynthese een zekere mate van onzekerheid hebben.
Groener en dikker
Ongeacht hoeveel fotosynthese is toegenomen, wetenschappers zijn het erover eens dat de overtollige koolstof fungeert als meststof voor planten, waardoor hun groei wordt versneld.
"Er zijn aanwijzingen dat het gebladerte van de bomen dichter is geworden en het hout dichter", zegt Cernusak.
Wetenschappers van het Oak Ride National Laboratory merkten ook op dat wanneer planten worden blootgesteld aan verhoogde niveaus van CO2, de poriegrootte op de bladeren toeneemt.
Sendall heeft in haar eigen experimentele studies planten blootgesteld aan tweemaal de hoeveelheid koolstofdioxide die ze normaal krijgen. Onder deze omstandigheden veranderde volgens de waarnemingen van Sendall de samenstelling van bladweefsels zodanig dat het voor herbivoren moeilijker werd om ze op te eten.
Het omslagpunt
Het CO2-gehalte in de atmosfeer stijgt en de verwachting is dat de planten dit uiteindelijk niet aankunnen.
"De reactie van een koolstofput op een toename van CO2 in de atmosfeer blijft de grootste onzekerheid in de wereldwijde koolstofcyclusmodellering tot nu toe, en het is een belangrijke oorzaak van onzekerheid in projecties van klimaatverandering", merkt het Oak Ride National Laboratory op zijn website op.
Landontginning voor teelt of landbouw en de uitstoot van fossiele brandstoffen hebben de grootste impact op de koolstofcyclus. Wetenschappers zijn er zeker van dat als de mensheid hier niet mee ophoudt, een omslagpunt onvermijdelijk is.
"Er zullen meer koolstofemissies in de atmosfeer worden vastgehouden, de concentratie zal snel toenemen en tegelijkertijd zal de klimaatverandering sneller plaatsvinden", zegt Daniel Way, een ecofysioloog aan de Western University.
оем сделать?
Wetenschappers van de Universiteit van Illinois en het ministerie van Landbouw experimenteren met manieren om planten genetisch te modificeren, zodat ze nog meer koolstof kunnen opslaan. Een enzym genaamd rubisco is verantwoordelijk voor het vastleggen van CO2 voor fotosynthese, en wetenschappers willen het efficiënter maken.
Recente proeven met gemodificeerde gewassen hebben aangetoond dat het verbeteren van de kwaliteit van rubisco de opbrengst met ongeveer 40% verhoogt, maar het gebruik van het gemodificeerde plantenenzym op grote commerciële schaal kan meer dan een decennium duren. Tot nu toe zijn er alleen tests gedaan op gewone gewassen zoals tabak, en het is niet duidelijk hoe rubisco de bomen zal veranderen die de meeste koolstof vastleggen.
In september 2018 kwamen milieugroepen in San Francisco bijeen om een plan te ontwikkelen voor het behoud van bossen, wat volgens hen "de vergeten oplossing voor klimaatverandering" is.
"Ik denk dat beleidsmakers op onze bevindingen moeten reageren door te erkennen dat de terrestrische biosfeer momenteel functioneert als een efficiënte koolstofput", zegt Cernusak. "Het eerste dat u moet doen, is onmiddellijk actie ondernemen om bossen te beschermen, zodat ze koolstof kunnen blijven vastleggen en onmiddellijk kunnen beginnen met het koolstofarm maken van de energiesector."