28. august 2019

Vil naturen fortsat hjælpe os mennesker med at bekæmpe klimaforandringer

Klima

Forskere lavede et otte år langt forsøg på en nordsjællandsk hede for at komme tættere på svaret.

Af lektor Klaus Steenberg Larsen

Naturen er menneskets bedste ven, i hvert fald når det gælder bekæmpelsen af klimaforandringer. Det er nemlig ikke alt det CO2, vi mennesker udleder, der bliver i atmosfæren. Faktisk er det sådan, at hver gang vi udleder CO2 til atmosfæren, hjælper naturen med at optage det meste af det igen.

Et af de helt store spørgsmål, som klimaforskerne prøver at finde svar på er derfor, om naturen også i fremtiden kan hjælpe os med at optage en stor del af den CO2, vi udleder.

Dette satte vi – en gruppe forskere under ledelse af Institut for Geovidenskab og naturforvaltning ved Københavns Universitet – os for at undersøge, og resultaterne er nu publiceret i det anerkendte tidsskrift Global Change Biology. 

I forsøget blev et hedeøkosystem udsat for opvarmning med varmegardiner (normalt kun ude om natten) og sommertørke med regn-gardiner i perioder under vækstsæsonen. Via et rørsystem kunne CO2 blæses ud over planterne for at simulere et muligt CO2-niveau i 2075.
Foto: Kim Pilegaard, DTU.

Hvor forsvinder CO2'en hen?

Hver gang vi mennesker udleder et ton CO2 til atmosfæren, hjælper naturen med at optage det meste af det igen. I grove tal er det ”kun” ca. 400 kg der bliver i atmosfæren, og det er denne del af vores udledning, der får CO2-koncentrationen i atmosfæren til at stige.

Verdenshavene optager ca. 250 kg, primært fordi der er en kemisk ligevægt mellem koncentrationen af CO2 i atmosfæren og i verdenshavene.  Landjordens økosystemer optager dermed de sidste ca. 350 kg og her hersker der stadig stor usikkerhed om, hvilke processer, der er styrende for dette meroptag.

En nærlæggende forklaring er, at landjordens planter simpelthen kan optage mere CO2 via fotosyntesen når koncentrationen af CO2 i atmosfæren er højere. Vi ved også at planterne kan blive mere effektive i forhold til deres vandhusholdning – altså hvor meget vand de har behov for under deres vækst, fordi de bladåbninger de bruger til at optage CO2 med også er dem som de fordamper vand igennem. Og med mere CO2 i atmosfæren kan de holde deres bladåbninger mere lukkede og optage den samme mængde CO2 med et lavere vandforbrug.

Endelig har vi mennesker ikke kun ændret på mængden af CO2 i atmosfæren. Vi har også med opfindelsen af kunstgødning øget mængden af reaktivt kvælstof voldsomt siden Anden Verdenskrig, hvilket også globalt set har givet mulighed for øget plantevækst.

Der er altså flere mulige årsager til, hvorfor vi på globalt plan ser et øget optag af CO2 i landjordens økosystemer. Der er derfor en endnu større usikkerhed om, hvorvidt landjorden også i fremtiden vil optage en del af den CO2, vi udleder, eller om den har et mætningspunkt – begynder jorden ligefrem at afgive CO2 til atmosfæren på et tidspunkt i fremtiden?

Klimaforsøg på heden

For at undersøge dette kørte vi i otte år sammen med forskere fra DTU og Aarhus Universitet et klimaforsøg i et hedelandskab tæt ved Jægerspris i Nordsjælland.

Man kan sige, at vi forsøgte at skubbe klimaet frem til et muligt klimascenarie for Danmark i år 2075.

Se en kort animationsfilm om forsøget og resultater

Der var 48 forsøgsfelter, og hvert forsøgsfelt var på 9 m2. Ved hjælp af automatiske varmegardiner kunne vi simulere et varmere klima på heden, mens andre gardiner, der var udstyret med regn-sensorer, blev brugt til at fjerne en del af nedbøren om sommeren for at simulere større risiko for tørke.

Oven på disse behandlinger pumpede vi CO2-indholdet i atmosfæren op til 510 ppm (parts per million), altså ca. 100 ppm højere end atmosfærens nuværende indhold.

Mængden af kulstof i jorden øget markant

Efter otte år har målingerne vist os, at mængden af kulstof i de øverste 30 cm af jorden er øget markant i de felter, som blev udsat for et øget CO2-indhold i atmosfæren.

Vi kan altså se at dette økosystem selv under væsentligt højere CO2 koncentrationer i atmosfæren end vi har i dag fortsat har en markant kapacitet til at øge sit CO2 optag.

Figuren viser, at der på tværs af alle behandlinger var en stigning i jordens kulstofindhold i de forsøgsfelter, der fik forøget atmosfærisk CO2-koncentration, mens den ikke ændrede sig i felter med nuværende CO2-niveau. (Figur: Dietzen et al.)

Resultatet var det samme, uanset om felterne også blev udsat for tørke og opvarmning som jo er de klimaforandringer vi forventer følges ad med øget CO2 koncentration i atmosfæren.

Generelt havde planterne i felterne med øget CO2 optaget mere CO2 og brugt det ekstra kulstof på at opbygge et større rodnet. Planterne brugte altså primært den ekstra CO2 i atmosfæreren til at vokse under jorden, sandsynligvis for at sikre sig bedre adgang til vand eller næringsstoffer.

Da en del det ekstra rodmateriale er blevet i jorden og kun langsomt nedbrydes, når rødderne dør, er der på den måde blevet bundet mere og mere CO2 som kulstof i jorden.

Heden hjælper stadig, men hvad med resten af naturen?

Forsøget viser ingen tegn på, at dette økosystem nærmer sig en mætning for optag af CO2, så det ser ud til fortsat at kunne hjælpe os med at bekæmpe klimaforandringer ved at optage noget af det CO2, vi udleder.

Forsøget omfattede dog kun danske hedeplanter og kan derfor ikke stå alene. Hvordan andre økosystemer vil reagere, for eksempel skovene i Danmark eller regnskovene i Brasilien for den sags skyld, kan dette forsøg ikke sige noget om.

Derfor er der behov for at lave flere, lignende forsøg i økosystemer rundt om i verden, før vi kan danne os et samlet billede af, hvordan naturen vil reagere på fremtidens nye klimaforhold og CO2-indhold i atmosfæren.

Det kan tage lang tid, før et økosystem reagerer på forandringer

Feltforsøget udmærker sig især ved at være blandt de første af sin art, der kombinerer øget CO2 med både ændringer i temperatur og nedbør. Yderligere hører feltforsøget til et af de få forsøg, som har fået lov til at køre i længere tid.

Resultaterne giver os derfor vigtige data, som kan bruges i arbejdet med at forbedre de internationale klimamodeller. Langtidsforsøg er vigtige, for det kan tage lang tid, før et økosystem reagerer på forandringer.

Faktisk troede vi, efter et par års forsøg, at planterne ikke ville optage mere CO2 på grund af negative effekter af tørke og opvarmning. Dette var dog en korttidseffekt, som efterfølgende blev overhalet af effekten af den øgede mængde CO2.

Læs også: Global opvarmning får alligevel ikke planter til at vokse hurtigere

Resultaterne fra vores forsøg er umiddelbart en god nyhed for klimaet. Men det ændrer ikke på, at der stadig er brug for, at hele verden omstiller sig for at undgå store klimaforandringer.

Samtidig må forskningsverdenen udbygge sine undersøgelser af, hvordan andre økosystemer reagerer på øget CO2 i atmosfæren og ikke mindst i kombination med de forventede stigende temperaturer og ændrede nedbørsforhold.
Af Klaus Steenberg Larsen, lektor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning ved Københavns Universitet og Christiana Dietzen, postdoc på GEUS.

Læs mere

Læs artiklen på ForskerZonen på Videnskab.dk

Tidligere artikel på videnskab.dk om dette forsøg

Link til den videnskabelige artikel