Elk jaar absorberen terrestrische ecosystemen bijna een kwart van de CO2-uitstoot door menselijke activiteiten via fotosynthese, waardoor ze een sleutelrol spelen in het beperken van de opwarming van de aarde. Naarmate de frequentie en intensiteit van extreme gebeurtenissen met hoge temperaturen wereldwijd blijven toenemen, staat het vermogen van terrestrische ecosystemen om CO2 te absorberen echter voor grote uitdagingen.
Het huidige onderzoek is vaak gericht op de kwantitatieve beoordeling van eenmalige en langdurige extreme gebeurtenissen of in specifieke regio's, zonder dat langetermijntrends kunnen worden vastgesteld in de opname en uitstoot van koolstof door terrestrische ecosystemen als gevolg van extreem hoge temperaturen. De rol van water en warmte bij extreem hoge temperaturen op de capaciteit van koolstofopname door terrestrische ecosystemen is tot nu nog niet echt geïdentificeerd.
Om deze vragen te beantwoorden heeft het Koninklijk Meteorologisch Instituut, in samenwerking met het Xinjiang Instituut voor Ecologie en Geografie (China), een studie uitgevoerd over de effecten van extreme temperaturen op de capaciteit van koolstofopame van terrestrische ecosystemen over de afgelopen 40 jaar. Deze studie leidde tot de publicatie van een wetenschappelijk artikel in het tijdschrift “Nature Ecology & Evolution”.
Naar de paper op www.nature.com
De Chinese en Belgische onderzoekers combineerden atmosferische inversiemodellen, aardsysteemmodellen, simulaties met machine-learningmodellen van koolstoffluxgegevens, alsook rasterheranalyses en wereldwijde waarnemingen van weerstations, om de evolutie van extreme temperaturen gedurende bijna 40 jaar systematisch te onderzoeken en de impact op de koolstofopslagcapaciteit van terrestrische ecosystemen te analyseren.
De resultaten tonen aan dat extreme temperatuurgebeurtenissen niet alleen frequenter zijn geworden, maar ook intenser, met een toename van 0,82 dagen/jaar en 0,023°C/jaar, waardoor de koolstofopslagcapaciteit van de terrestrische ecosystemen wereldwijd aanzienlijk is verzwakt. De effecten zijn het meest uitgesproken in tropische gebieden.
Vergeleken met de frequentie van extreem hoge temperaturen, heeft de intensiteit ervan een groter effect op de koolstofopslagcapaciteit van terrestrische ecosystemen. Bovendien is de afname van de koolstofopslagcapaciteit van terrestrische koolstofputten tijdens perioden van hoge temperaturen voornamelijk te wijten aan het feit dat de regulering van de bodemtemperatuur of vochtigheid is vervangen door de regulering van de droogte in de atmosfeer.
Daarnaast toont de studie aan dat de huidige aardsysteemmodellen de reacties van de vegetatie op extreem hoge temperaturen niet effectief kunnen simuleren, met fouten zoals de overschatting van de CO2-opslagcapaciteit, waardoor het nodig is om de mogelijkheden voor het modelleren van het aardsysteem in de terugkoppelingsrelatie tussen vegetatie en extreme hitte te versterken.
Naarmate de frequentie en intensiteit van extreme temperaturen in de toekomst blijven toenemen, zal het aandeel van CO2-uitstoot afkomstig van menselijke activiteiten dat door terrestrische ecosystemen wordt geabsorbeerd, waarschijnlijk nog onevenwichtiger worden. Dit zal grote uitdagingen met zich meebrengen voor het bereiken van de toekomstige klimaatdoelstellingen. Bijgevolg moet in het kader van klimaatprojecties meer aandacht worden besteed aan trends in de intensiteit van extreem hoge temperaturen. Dit onderzoek biedt belangrijke wetenschappelijke referenties voor het bereiken van wereldwijde koolstofneutraliteit.
