Wie tegenwoordig met een gerust geweten een vliegreis wil maken laat gewoon een boompje planten, ergens in een bos. Bossen halen immers CO2 uit de lucht? Dat klopt ja, maar niet voor altijd.
Bomen hebben niet het eeuwige leven, en verliezen bovendien elk jaar een grote hoeveelheid bladeren en takjes. Die vallen op de grond, sterven af, en staan hun koolstof deels af aan de bodem en deels aan de lucht in de vorm van, jawel, CO2.
De toename van de kracht van een bos als CO2-spons is daarom niet alleen afhankelijk van de snelheid waarmee nieuwe bomen worden aangeplant, maar ook van de snelheid waarmee het plantenafval in de bodem wordt afgebroken. Een belangrijke schakel in dit proces is lignine (houtstof), een moeilijk afbreekbare stof waaruit ruim een kwart van de massa van (droog) hout bestaat.
Brandstof
Lignine breekt pas af als eerst het andere plantenafval ontbonden is, was tot voor kort de gedachte. De micro-organismen die dit klusje moeten klaren zouden beginnen met het makkelijkst behapbare afval. Het tegendeel is echter het geval, blijkt uit een onderzoek van Thimo Klotzbücher van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam en een groep collega-wetenschappers uit Duitsland en Nederland. Lignine breekt juist het snelst af als er voldoende andere, gemakkelijker afbreekbare bronnen van koolstof aanwezig zijn, ontdekten de wetenschappers. Kennelijk gebruiken de micro-organismen dit gemakkelijk afbreekbare afval om er de energie uit te halen die ze nodig hebben voor de moeilijke afbraak van lignine.
Laboratorium
Klotzbücher en zijn collega´s haalden voor hun onderzoek naald- en bladafval van vijf soorten bomen naar het laboratorium, en volgden gedurende twee jaar de afbraak van lignine in deze proefmonsters. Ze bekeken de effecten van strooisel in verschillende stadia van verval – van vers neergedwarrelde blaadjes en naalden tot boomafval van 27 maanden oud. De afbraak van lignine bleek te worden geremd naarmate de gemakkelijk afbreekbare bronnen opraakten. Klotzbücher: “En dat is precies het tegenovergestelde van wat tot nu toe werd aangenomen.”
Gevolgen
Het heeft grote gevolgen, denkt Karsten Kalbitz, ook van het IBED, en begeleider van het project. Om de uitstoot van CO2 te beperken probeert men tegenwoordig namelijk vaak bodemprocessen zo te beïnvloeden dat de afbraak van organisch materiaal afkomstig uit plantenafval wordt geremd. Het idee is dat op deze manier steeds meer koolstof in de bodem wordt vastgelegd. Zolang koolstof in de bodem zit, zit het immers niet als CO2 in de lucht. Een nobel streven, maar dan moet je wél de effecten kennen van wat je aan het doen bent.
Oogstresten
Als voorbeeld noemt Kalbitz de trend dat oogstresten tegenwoordig vaak in de bodem worden geploegd in plaats van verbrand. Tot nu toe dacht men dat hierdoor koolstof dat al in de bodem zat in de vorm van het stabiele lignine nog eens extra beschermd zou worden tegen afbraak. Micro-organismen zouden zich namelijk massaal storten op de veel gemakkelijker afbreekbare delen van het plantenafval in de oogstresten en de lignine links laten liggen. Althans, dat was het idee.
Kalbitz:“De nieuwe inzichten uit ons onderzoek laten echter zien dat je de lignine hiermee helemaal niet extra stabiel maakt. De oogstresten kunnen er juist voor zorgen dat lignine die jarenlang stabiel is geweest plotseling versneld wordt afgebroken!” Met de oogstresten geef je de micro-organismen namelijk precies de energierijke brandstof die ze voor deze klus nodig hebben.
En dan bereik je dus precies het tegenovergestelde van wat je had gewild: een afname van de koolstof in de bodem en een toename van CO2 in de atmosfeer.
Bron:
- Klotzbücher e.a. A new conceptual model for the fate of lignin in decomposing plant litter Ecology (2011), in press [doi:10.1890/10-1307.1]
Zie ook:
Biomassa (Kennislinkartikel van Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde) Bijdrage aan CO2-uitstoot overschat (Kennislinkartikel van Vrije Universiteit Amsterdam) Dennenboom profiteert van CO2-stijging (Kennislinkartikel)