En ny studie avslöjar att kolet som lagras av växter globalt är mer övergående och känsligt för klimatförändringar än vad man tidigare förstått. Under ledning av Dr Heather Graven från Imperial College London visar forskningen att nuvarande klimatmodeller avsevärt underskattar hur mycket CO2 som absorberas av vegetation årligen och överskattar hur länge det hålls kvar, vilket tyder på att kol släpps tillbaka till atmosfären snabbare än förväntat. Detta indikerar ett behov av snabb minskning av utsläppen av fossila bränslen och föreslår begränsningar i effektiviteten av naturbaserade kolavlägsningsstrategier som storskalig trädplantering.
Ny forskning tyder på att växter absorberar och släpper ut koldioxid snabbare än man tidigare trott, vilket utmanar effektiviteten hos naturbaserade kolavlägsningsstrategier och understryker vikten av att minska utsläppen av fossila bränslen för att bekämpa klimatförändringarna.
Enligt en ny studie är det globala kol som lagras av växter mer kortlivat och känsligt för klimatförändringar än man tidigare trott. Dessa fynd har betydande implikationer för vår förståelse av naturens roll för att mildra klimatförändringar, särskilt för naturbaserade projekt för borttagning av kol som t ex massplanteringsinitiativ för träd.
Forskningen, utförd av ett internationellt team ledd av Dr Heather Graven vid Imperial College London och publicerad i Vetenskapavslöjar att befintliga klimatmodeller underskattar mängden koldioxid (CO2) som tas upp av vegetation globalt varje år, samtidigt som man överskattar hur länge det kolet finns kvar där.
Dr Graven, en läsare i klimatfysik vid Imperials institution för fysik, sa: ”Växter över hela världen är faktiskt mer produktiva än vi trodde att de var.”
Fynden betyder också att medan kol tas upp av växter snabbare än man trodde, så låses kolet också under en kortare tid, vilket innebär att kol från mänskliga aktiviteter kommer att släppas tillbaka till atmosfären snabbare än tidigare förutspått.
Dr Graven tillade: ”Många av de strategier som utvecklas av regeringar och företag för att hantera klimatförändringarna är beroende av växter och skogar för att dra ner planetvärmande koldioxid2 och låsa in den i ekosystemet.
”Men vår studie tyder på att kol som lagras i levande växter inte stannar där så länge som vi trodde. Den understryker att potentialen för sådana naturbaserade projekt för borttagning av koldioxid är begränsad och att utsläppen av fossila bränslen måste minska snabbt för att minimera effekterna av klimatförändringarna.”
Använder kol
Fram till nu har den hastighet med vilken växter använder CO2 att producera nya vävnader och andra delar globalt – ett mått känt som Net Primary Productivity – har uppskattats genom att skala upp data från enskilda platser. Men glesheten med platser med omfattande mätningar betyder att det inte har varit möjligt att exakt beräkna den primära nettoproduktiviteten globalt.
Växternas produktivitet har ökat sedan början av 1900-talet och mer CO2 för närvarande tas upp av växter än som släpps tillbaka till luften. Forskare vet att cirka 30 % av CO2 utsläpp från mänskliga aktiviteter lagras därför i växter och jordar varje år, vilket minskar klimatförändringen och dess effekter.
Video abstrakt. Kredit: Heather Graven / Imperial College London
Men detaljerna om hur denna lagring sker, och dess stabilitet in i framtiden, är ännu inte väl förstått.
I denna studie, radiokol (14C) – en radioaktiv isotop av kol – kombinerades med modellsimuleringar för att förstå hur växter använder CO2 på global skala, och låser upp värdefulla insikter om samspelet mellan atmosfären och biosfären.
Spåra kol från bombtester
Radiokol produceras naturligt, men kärnbombprovningar på 1950- och 1960-talen ökade nivån av 14C i atmosfären. Detta extra 14C var tillgängligt för växter globalt, vilket gav forskare ett bra verktyg för att mäta hur snabbt de kunde ta upp det.
Genom att undersöka ansamlingen av 14C i anläggningar mellan 1963 och 1967 – en period då det inte förekom några betydande kärnvapendetonationer och den totala 14C i jordsystemet var relativt konstant – författarna kunde bedöma hur snabbt kol flyttar från atmosfären till vegetationen och vad som händer med det när det väl är där.
Resultaten visar att nuvarande, allmänt använda modeller som simulerar hur mark och växtlighet interagerar med atmosfären underskattar växternas netto primärproduktivitet globalt. Resultaten visar också att modellerna överskattar lagringstiden för kol i växter.
Biosfärens roll
Medförfattaren Dr Charles Koven, från Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, sa: ”Dessa observationer är från ett unikt ögonblick i historien, precis efter toppen av atomvapentestning i atmosfären på 1960-talet.
”Observationerna visar att växternas tillväxt vid den tiden var snabbare än vad nuvarande klimatmodeller uppskattar att det var. Betydelsen är att det innebär att kolet kretsar snabbare mellan atmosfären och biosfären än vi har trott, och att vi behöver bättre förstå och redogöra för denna snabbare cykling i klimatmodeller.”
Författarna säger att forskningen visar behovet av att förbättra teorier om hur växter växer och interagerar med sina ekosystem, och att anpassa globala klimatmodeller därefter, för att bättre förstå hur biosfären dämpar klimatförändringarna.
Medförfattaren Dr Will Wieder, från National Center for Atmospheric Research, USA, sa: ”Forskare och beslutsfattare behöver förbättrade uppskattningar av historiskt kolupptag i land för att informera om prognoser av denna kritiska ekosystemtjänst under kommande decennier. Vår studie ger kritiska insikter om markbunden kolcykeldynamik, vilket kan informera modeller som används för klimatförändringsprojektioner.”
Arbetet belyser användbarheten av radiokolmätningar för att hjälpa till att ta bort komplexiteten i biosfären. Studiens författare inkluderar den tyska fysikern Ingeborg Levin, en pionjär inom radiokol- och atmosfärisk forskning, som tyvärr dog i februari.