Grasverhaal: Onderzoek naar grasland kan stedelijke broeikasgasemissies verbeteren

Turfgras en de Impact op Stedelijke CO2-uitstoot

Turfgras, dat veel voorkomt op golfbanen en in woonwijken, kan helpen bij het verbeteren van schattingen van kooldioxide-uitstoot in stedelijke gebieden. Dit blijkt uit onderzoek geleid door wetenschappers van de Pennsylvania State University.

Als onderdeel van een groter project om broeikasgasemissies in Indianapolis te meten, ontdekten de onderzoekers dat turfgrasvelden, zoals die rondom onze huizen en in parken, golfbanen en begraafplaatsen, unieke effecten hebben in vergelijking met andere stedelijke vegetatie, zoals bomen en wilde graslanden.

Door turfgras toe te voegen aan simulaties van stedelijke ecosystemen, vergroten de onderzoekers niet alleen het begrip van de rol van vegetatie in de kooldioxide niveaus, maar kunnen ze ook de schattingen van menselijke emissies verbeteren, zoals gerapporteerd in het tijdschrift Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.

“Deze studie heeft implicaties voor het vormgeven van broeikasgasbeleid en het verminderen van onzekerheid bij het schatten van antropogene emissies,” zei Jason Horne, een doctoraatsstudent in meteorologie en atmosferische wetenschappen aan de Pennsylvania State University en hoofdauteur van de studie. “Er is een sterke behoefte om de processen in deze gebieden beter te begrijpen, omdat het erg complex is.”

Stedelijke broeikasgasemissies ontstaan door menselijke activiteiten zoals het verbranden van fossiele brandstoffen voor vervoer, industrie en verwarming van woningen, maar planten spelen ook een rol. Planten verwijderen kooldioxide uit de atmosfeer tijdens de fotosynthese, maar produceren ook kooldioxide tijdens de ademhaling en afbraak. Het is van groot belang om de impact van vegetatie te begrijpen voor nauwkeurige emissieschattingen van menselijke activiteiten, aldus de wetenschappers.

“En daarvoor moeten we een goed idee hebben van wat de biologie doet,” voegde Horne toe.

Dit werk maakte deel uit van het Indianapolis Flux Experiment (INFLUX), dat emissieschattingen voor de stad en omgeving heeft opgebouwd met behulp van verschillende meetmethoden, waaronder torens die continue metingen van kooldioxide uitvoeren.

“INFLUX is een langdurig project dat een van de drie broeikasgasmeetlocaties in de Verenigde Staten is,” zei Horne. “Het biedt een van de beste en meest diverse gegevensverzamelingen van stedelijke gebieden ter wereld.”

In deze studie analyseerde Horne gegevens verzameld van eddy covariance flux torens, instrumenten die de gasuitwisseling tussen het aardoppervlak en de atmosfeer kunnen meten. Een sensor werd boven een golfbaan geplaatst en een andere boven een begraafplaats.

De onderzoekers ontdekten dat de bestaande vegetatietypes die al in hun modellen zijn opgenomen, de seizoensgebonden patronen van de uitwisseling van kooldioxide van de grond naar de atmosfeer op deze twee turfgraslocaties niet konden vastleggen.

Bijvoorbeeld, in de wintermaanden, wanneer de luchttemperaturen onder het vriespunt dalen, voorspelden de modellen eerder geen fotosyntheseactiviteit. Maar de observaties van het team toonden aan dat er nog steeds fotosynthese plaatsvond in grasvelden, waardoor een deel van de kooldioxide uit de atmosfeer werd verwijderd, zelfs bij ondervries temperaturen.

“Onze modellen konden de kooldioxide die tijdens de winter door fotosynthese uit de atmosfeer werd verwijderd, niet vastleggen,” zei Horne. “Het model toonde aan dat vegetatie een netto bron van kooldioxide was midden op de dag.”

Door hun observaties creëerden de onderzoekers een uniek turfgrasvegetatietype in het model. Het opnemen van deze nieuwe turfgrassrepresentatie stelde het model in staat om de fotosynthetische activiteit in het midden van de winter vast te leggen, zoals waargenomen.

“Fotosynthese in turfgras is niet zeer actief tijdens de winter, maar het is actief genoeg om een verschil te maken in de modellen – en dat kan een verschil maken in hoe we elke emissiebron begrijpen,” zei Horne.

Hij legde uit dat als de modellen laten zien dat vegetatie meer kooldioxide in de atmosfeer brengt dan het verwijdert, of als het fungeert als een bron in plaats van een put, wetenschappers de totale emissies in die periode kunnen onderschatten.

Hoewel de impact van fotosynthese van turfgras in de winter klein kan zijn, kan extrapolatie over het gehele stedelijke gebied een reële impact hebben, aldus Horne.

“Ongeveer 20% tot 30% van het oppervlak in Indianapolis bestaat uit turfgras,” zei hij. “Zelfs als we een kleine afname van kooldioxide in het midden van de winter zien, is dat niet onbelangrijk. Als je dat niet meerekent, kun je antropogene emissies onderschatten.”

De wetenschappers merkten verschillen op tussen de twee locaties: het gras van de golfbaan wordt bemest, gemaaid en geïrrigeerd, terwijl het gras op de begraafplaats minder wordt beheerd. Gezien de variabiliteit zeiden ze dat aanvullende studies nodig zijn om de schattingen van de impact van turfgras op kooldioxide-emissies verder te verbeteren.

“Maar het is duidelijk uit ons werk dat turfgrasvelden het waard zijn om speciaal te bestuderen,” zei Horne. “Dit kan helpen om de hoeveelheid onzekerheid te verminderen bij het schatten van antropogene emissies om beleidsbeslissingen te sturen.”