Jord eller planter vil absorbere mere CO2, når kulstofniveauet stiger - men ikke begge dele

Kuldioxid i atmosfæren fremmer plantevækst. Når kulstofniveauet stiger, det er tiltalende at tænke på superladet plantevækst og massive træplantningskampagner, der trækker ned CO ₂ produceret ved afbrænding af fossile brændstoffer, landbrug og andre menneskelige aktiviteter.

Ny forskning offentliggjort 24. marts i Natur , imidlertid, tyder på, at når forhøjede kuldioxidniveauer driver øget plantevækst, det tager en overraskende stejl vej på en anden stor kulstofdræn:jorden.

En sandsynlig forklaring, forfatterne siger, er, at planter effektivt udvinder jorden for de næringsstoffer, de har brug for for at holde trit med kulstofdrevet vækst. Udvinding af de ekstra næringsstoffer kræver at øge mikrobiel aktivitet, som så frigiver CO ₂ ind i atmosfæren, der ellers kunne forblive låst i jord.

Resultaterne modsiger en bredt accepteret antagelse om, at biomasse og jordkulstof vil stige i takt, efterhånden som mere plantebiomasse falder til jorden og bliver til organisk stof. Ved at analysere data fra 108 tidligere offentliggjorte eksperimenter, der beskæftiger sig med jordens kulstofniveauer, plantevækst og høje koncentrationer af CO ₂ i luften, forfatterne var overraskede over at finde det modsatte.

"Når planter øger biomassen, normalt er der et fald i jordens kulstoflagring, " sagde hovedforfatter César Terrer, en fellow ved Lawrence Livermore National Lab, der arbejdede med forskningen som postdoc ved Stanford University.

Terrer og kolleger fandt, at jord kun akkumulerede mere kulstof i eksperimenter, hvor plantevæksten forblev nogenlunde stabil på trods af høje niveauer af kulstof i atmosfæren. "Det viste sig meget sværere end forventet at øge både plantevækst og jordens kulstof, " sagde seniorstudieforfatter Rob Jackson, en professor i jordsystemvidenskab ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth).

Udbredte klimafremskrivninger i dag tager ikke højde for denne afvejning, sagde Jackson. Som resultat, de overvurderer sandsynligvis jordens potentiale til at trække kuldioxid ned fra Jordens atmosfære.

Planter og jord tilsammen absorberer i øjeblikket anslået 30 procent af CO ₂ udsendes af menneskelige aktiviteter hvert år. At forudsige, hvordan den underjordiske del af denne kulstofdræn vil ændre sig i de kommende årtier, er især vigtig, fordi kulstof absorberet af jorden har en tendens til at blive der i lang tid. "Når en plante dør, noget af det kulstof, der ophobes i dens biomasse, kan vende tilbage til atmosfæren. I jord, kulstof kan lagres i århundreder eller årtusinder, " forklarede Terrer.

Arbejdet bygger på forskning Terrer, Jackson og kolleger offentliggjorde i 2019, hvor de estimerede, at en fordobling af atmosfærisk CO2 ₂ fra førindustrielle niveauer - som forventet ved udgangen af ​​dette århundrede - vil kun øge plantebiomassen med omkring 12 procent. Med andre ord, planter vil sandsynligvis spille en langt mindre betydningsfuld rolle i at trække kulstof ned end tidligere forudsagt.

Nu, ved at undersøge, hvordan kulstoflagring fungerer i planter og jord sammen, forskerne har fundet ud af, at forventningerne til en anden brik i klimapuslespillet også skal revideres. "Jord lagrer mere kulstof på verdensplan, end der er indeholdt i al plantebiomasse. De har brug for meget mere opmærksomhed, da vi projicerer skovenes og græsarealernes skæbne til den skiftende atmosfære, " sagde Jackson, som også er senior fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment.

Forskningen tyder på, at græsarealer kan absorbere uventet store mængder kulstof i de kommende årtier. Under et scenarie, hvor atmosfærisk CO ₂ fordobler det præindustrielle niveau, forskerne vurderer, at kulstofoptagelsen i græsarealer vil stige med 8 procent, mens kulstofoptagelsen i skovjorden vil forblive nogenlunde flad. Det er på trods af CO ₂ berigelse giver et større løft til biomasse i skove (23 procent) end i græsarealer (9 procent), dels fordi træer tildeler under jorden en relativt lille del af det kulstof, de optager.

"Fra et biodiversitetssynspunkt, det ville være en fejl at plante træer i naturlige græsarealer og savanneøkosystemer, " sagde Terrer. "Vores resultater tyder på, at disse græsklædte økosystemer med meget få træer også er vigtige for lagring af kulstof i jorden."