De afgelopen decennia zijn er talloze onderzoeken uitgevoerd naar de uitwisseling van broeikasgassen tussen de atmosfeer en de biosfeer. Van deze gassen is koolstofdioxide (CO2) is het meest bestudeerd, gezien de voortdurende toename van de atmosfeer en de bijdrage ervan aan de stijging van de temperatuur op aarde.
Een derde van de CO2-uitstoot veroorzaakt door menselijke activiteiten wordt geabsorbeerd door terrestrische ecosystemen. Ecosystemen zoals bossen, wetlands en oerwouden spelen een cruciale rol bij deze opname. Wat echter vaak onopgemerkt blijft, is dat woestijnen en toendra's Ook zij zijn belangrijk in dit proces, zij het op een andere manier.
De rol van droge gebieden in de koolstofcyclus
Dorre gebieden, zoals woestijnen, worden traditioneel genegeerd wat betreft hun rol in de koolstofcyclus. Dit komt omdat, vergeleken met andere ecosystemen, de biologische activiteit ervan veel lager is. Recente studies hebben echter aangetoond dat deze ecosystemen een cruciale rol spelen in de mondiale koolstofbalans, en niet alleen door CO2 te absorberen. Onderzoek onder leiding van Hogere Raad voor Wetenschappelijk Onderzoek (CSIC) hebben onthuld dat de CO2-emissies in droge gebieden kunnen veroorzaakt worden door wind, via een proces dat 'ondergrondse ventilatie' wordt genoemd.
Dit fenomeen doet zich voor wanneer lucht beladen met CO2 die in de ondergrond zit, in de atmosfeer wordt uitgestoten als gevolg van atmosferische turbulentie veroorzaakt door de wind. Dit proces is bijzonder intens tijdens het droge seizoen op plaatsen met een laag bodemvocht. Dit soort CO2-uitstoot in dorre ecosystemen wordt op grote schaal onderschat, en huidig onderzoek geeft aan dat deze in grote mate kunnen bijdragen aan de toename van broeikasgassen.
De experimentele site in Cabo de Gata
Een van de meest relevante onderzoeken naar ondergrondse ventilatie is uitgevoerd in een semi-aride espartaal bos in het natuurpark Cabo de Gata-Níjar, Almería. Deze locatie werd gekozen vanwege de extreem droge omstandigheden en de lage biologische activiteit, waardoor het een ideaal referentiepunt is voor het meten van de CO2-uitstoot in droge klimaten. Zes jaar lang, tussen 2009 en 2015, hebben onderzoekers het kooldioxidegehalte in de bodem en de atmosfeer gemeten.
De resultaten gaven aan dat er onder winderige en drogere omstandigheden aanzienlijke CO2-emissies vanuit de bodem naar de atmosfeer plaatsvinden, waardoor de koolstofbalans verandert. Sterker nog, dat werd op bepaalde momenten waargenomen CO2 zit ondergronds gevangen komt in grote hoeveelheden vrij en vormt een extra emissiestroom.
De kwetsbaarheid van koolstof opgeslagen in droge bodems
Volgens recente onderzoeken is Organische koolstof opgeslagen in droge bodems is veel kwetsbaarder dan eerder werd gedacht. Van bodemmineralen werd verwacht dat ze zouden fungeren als beschermende schilden om het vrijkomen van deze koolstof te voorkomen. Uit onderzoek van het Institute of Agrarian Sciences (ICA) van de CSIC is echter gebleken dat de mineralen die in deze gebieden aanwezig zijn, niet zo effectief zijn als werd aangenomen. Als gevolg hiervan veroorzaken de toegenomen droogte en temperaturen als gevolg van de klimaatverandering onverwachte koolstofverliezen in deze ecosystemen.
Deze koolstofverliezen hebben een dubbele impact. Aan de ene kant stoten ze meer CO2 uit in de atmosfeer draagt bij aan de opwarming van de aarde. Aan de andere kant heeft dit verlies ook directe gevolgen voor de biodiversiteit en de bodemvruchtbaarheid in droge gebieden, aangezien organische koolstof essentieel is voor deze ecosystemen.
De impact van klimaatverandering in droge gebieden
De klimaatverandering heeft ernstige gevolgen voor droge en semi-aride ecosystemen. De projecties van toename van droogtes en uitbreiding van droge zones zou het fenomeen van ondergrondse ventilatie aanzienlijk kunnen vergroten, waardoor deze gebieden van koolstofputten zouden kunnen uitgroeien tot netto CO2-uitstoters.
Een studie van de King Abdullah University of Science and Technology schat dat deze situatie de mondiale koolstofbalans volledig zou kunnen veranderen. Tenzij er maatregelen worden genomen om de gevolgen van de klimaatverandering te verzachten, kunnen dorre ecosystemen het proces van de opwarming van de aarde versnellen, waardoor aanzienlijke hoeveelheden extra CO2 in de atmosfeer terechtkomen.
Bovendien is het in deze gebieden waar de bodemvochtigheid is minder dan 30%, de wind en het gebrek aan vegetatie vergemakkelijken het ontsnappen van CO2 dat in de ondergrond zit. Dit suggereert dat klimaatprojecties voor de komende decennia de situatie in dorre gebieden zouden kunnen verslechteren, waardoor de CO2-uitstoot wereldwijd zou toenemen.
Aan de andere kant suggereren sommige onderzoeken dat dorre gebieden meer CO2 zouden kunnen opvangen dan eerder werd gedacht als ze 'vergroend' zouden worden. Planten die zijn aangepast aan droge omgevingen kunnen, samen met bepaalde micro-organismen in de bodem, van cruciaal belang zijn voor het herstel van het koolstofabsorptievermogen in deze gebieden.
Samenvattend: hoewel droge zones in studies naar de koolstofcyclus over het hoofd zijn gezien, benadrukt recent onderzoek hun relevantie en grote complexiteit. De toename van de CO2-uitstoot als gevolg van ondergrondse ventilatie en de kwetsbaarheid van opgeslagen koolstof maken deze regio’s tot een noodzakelijk aandachtspunt in de context van klimaatverandering.