Agriculture als Hoofdredenen voor Seizoensgebonden Variaties in Koolstofemissies, Onderzoek toont aan
De stijging van kooldioxide in de atmosfeer is een duidelijk signaal dat verband houdt met menselijke activiteiten en klimaatverandering. Minder zorgwekkend maar mysterieuzer is de toenemende kloof tussen de hoogste en laagste concentraties kooldioxide in de atmosfeer elk jaar.
Een nieuwe studie, geleid door de Colorado State University, onthult dat landbouw de belangrijkste oorzaak is van de seizoensgebonden schommelingen in de koolstofcyclus. Deze ontdekking draagt bij aan ons begrip van de koolstofcyclus en kan helpen bij het ontwikkelen van strategieën voor de mitigatie van klimaatverandering. De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
Hoewel klimaat en concentraties van kooldioxide bijdragen aan de jaarlijkse hoogte- en dieptepunten van de koolstofcyclus, blijkt uit het onderzoek dat stikstofmeststoffen in de landbouw de grootste bijdrager zijn aan de fluctuaties. Dit benadrukt de impact van menselijke acties en landbeheer op de processen van het aardse systeem. “Deze bevindingen zijn belangrijk omdat we de rol van de landbouw in de fluxen van de koolstofcyclus hebben onderschat,” zegt hoofdonderzoeker Danica Lombardozzi, assistent-professor ecosysteemwetenschap en duurzaamheid. “Veel mensen erkennen dat landbouw kan helpen bij het verminderen van klimaatverandering, maar omdat het niet wordt weergegeven in de meeste modellen van het aardse systeem, wordt het niet op de juiste manier in de projecties van klimaatverandering meegenomen.”
Jaarlijkse fluctuaties in de koolstofcyclus geven aan hoeveel de biosfeer jaarlijks groeit, legt Lombardozzi uit. Terwijl planten in de lente groeien, nemen ze kooldioxide uit de atmosfeer op. Na de oogst en wanneer andere planten in de herfst in rust gaan, neemt het kooldioxide in de atmosfeer toe. Planten hebben stikstof nodig om kooldioxide op te nemen en te groeien. De meeste gewassen wereldwijd worden bemest met stikstof, wat noodzakelijk is voor voedselproductie en zorgt voor een grotere opname van koolstof uit de atmosfeer.
Het onderzoek toont aan dat landbouwstikstof verantwoordelijk is voor 45% van de toename van fluctuaties in de jaarlijkse koolstofcyclus. Meer kooldioxide in de atmosfeer en hogere temperaturen dragen respectievelijk voor 40% en 18% bij aan deze fluctuaties. De toenemende fluctuaties veroorzaakt door gewassen beïnvloeden echter niet noodzakelijkerwijs de koolstofopslag, omdat gewassen elk jaar worden geoogst en de koolstof die ze opnemen weer in de atmosfeer terugkomt. Aanpassingen in het landbouwbeheer kunnen echter helpen om meer koolstof op de lange termijn in de bodem op te slaan, wat de klimaatverandering zou helpen mitigeren.
“Beheerpraktijken in de landbouw zijn erg belangrijk voor de vormgeving van de wereld waarin we leven,” zegt medeauteur Gretchen Keppel-Aleks, atmosferisch wetenschapper aan de Universiteit van Michigan. “In een tijd waarin veel mensen het gevoel hebben dat klimaatverandering diepgaande en negatieve effecten op hun leven heeft gehad, kunnen we deze studie gebruiken om te laten zien dat landbouwbeheer een grote impact heeft op koolstoffluxen, en nadenken over hoe we landbouwbeheer in ons voordeel kunnen gebruiken.”
Veel boeren passen, geleid door opkomende wetenschap, regeneratieve landbouwpraktijken toe om de bodemgezondheid en de gewasproductie te verbeteren en tegelijkertijd klimaatverandering te mitigeren.
Aarde systeem modellen moeten landbouw omvatten Vorige studies hebben aangetoond dat het seizoensgebonden verschil tussen hoge en lage concentraties kooldioxide in de atmosfeer toeneemt, maar de belangrijke rol van de landbouw over het hoofd hebben gezien omdat eerdere versies van aardesysteemmodellen landbouwprocessen niet includeerden. Lombardozzi en haar co-auteurs gebruikten het Community Earth System Model, ontwikkeld door het National Center for Atmospheric Research in samenwerking met onderzoekers van andere instellingen, om de bronnen die de fluctuatie verhogen te kwantificeren en ontdekten dat landbouwstikstof de meest significante factor is.
Alle aardesysteemmodellen zijn complex omdat ze wereldwijde atmosferische, land- en oceaanprocessen omvatten, inclusief chemie, biologie en fysica voor de hele planeet. Het Community Earth System Model is uniek omdat het ook landbouwprocessen omvat. Lombardozzi benadrukt dat aardesysteemmodellen landbouw, en in het bijzonder landbouwstikstof, moeten weergeven om de koolstofcyclus nauwkeurig te beoordelen, maar de meeste modellen doen dat momenteel niet. “Het is echt moeilijk om menselijke beslissingen weer te geven in een aardesysteemmodel, maar we moeten het aanpakken,” zegt ze.
