Wat maakt dat bomen groeien? Fotosynthese, simpel toch? Zo eenduidig is het echter niet, zo blijkt uit een nieuwe studie. Dat heeft gevolgen voor modellen die de CO2-opname van bossen in kaart brengen.
Bomen maken, net als andere planten, hun eigen voedsel aan door middel van fotosynthese. Ze halen CO2 uit de lucht en transformeren het gas samen met water onder invloed van zonlicht tot glucose. Die vaste stof voedt de celexpansie en de celdeling in het cambium van bomen, de laag onder de schors waar groei plaatsvindt. De CO2 uit de atmosfeer vormt de koolstofbron van bomen, de nieuwe houtcellen de koolstofput waar CO2 opgeslagen wordt.
De gangbare veronderstelling is dat beide processen lineair met elkaar gerelateerd zijn, vertelt Antoine Cabon, postdoc en bosecoloog verbonden aan de University or Utah in de VS. Cabon is gespecialiseerd in onderzoek naar de impact van het klimaat op bomen en bossen. 'Men gaat ervan uit dat de groei van bomen door fotosynthese aangedreven wordt. Hoe meer CO2 een boom opneemt, hoe sterker de aangroei, dus hoe meer CO2 in biomassa opgeslagen wordt. Ons onderzoek laat echter zien dat die twee processen – fotosynthese en aangroei – geen sterke correlatie vertonen.'
'De huidige modellen gaan ervan uit dat fotosynthese de aangroei van bomen bepaalt. Onze bevindingen spreken dat tegen'
Cabon en zijn team brachten twee types data samen. Enerzijds gegevens uit zogenoemde flux towers, torens die boven het bladerdek uitsteken en de interactie tussen de atmosfeer en het bos meten, en anderzijds jaarringen die meer vertellen over de groei van bomen. Het onderzoek beperkt zich tot wouden uit gematigde en boreale regio's, omdat tropische bomen vaak geen duidelijke jaarringen vormen en er weinig gegevens over beschikbaar zijn. Een vergelijking tussen beide types data toont verrassend genoeg dat fotosynthese en groei geen sterk verband tonen.
Dat valt te verklaren door klimaatomstandigheden en de structuur van bossen, aldus Cabon. 'De aanwas van bomen valt stil bij temperaturen onder 5 graden Celsius, terwijl er dan wel nog fotosynthese plaatsvindt. Een andere factor is de beschikbaarheid van water. Bij droogte vertragen de celgroei en celdeling, en stopt een boom op een gegeven moment met groeien. Ook dan zien we een ontkoppeling tussen fotosynthese en celactiviteit in het cambium van bomen. Bovendien is de correlatie zwakker in bossen met een dicht bladerdek.'
Modellen op de schop
De uitstoot van CO2 door de mens drijft het gehalte ervan in de atmosfeer op, waardoor de aarde opwarmt. Die extra CO2 in de lucht zorgt ook voor extra fotosynthese. 'Maar uit ons onderzoek blijkt dat dit zich niet rechtlijnig vertaalt naar een sterkere groei van bomen. Hoe het veranderende klimaat bossen beïnvloedt hangt af van de regio en de klimaatomstandigheden. In boreale wouden kan de temperatuurstijging voor extra groei zorgen, terwijl toegenomen droogte elders voor een omgekeerd effect zorgt.'
De bevindingen hebben implicaties voor klimaatmodellen, want bossen vormen een essentiële koolstofput. Tot een kwart van onze uitstoot wordt door wouden als biomassa vastgelegd. 'De huidige modellen gaan uit van de veronderstelling dat fotosynthese de aangroei van bomen bepaalt. Onze bevindingen spreken dat tegen. Meer CO2 betekent inderdaad meer fotosynthese, maar dat leidt dus niet lineair tot een sterkere aanwas van bomen. Bossen slaan dus mogelijk minder CO2 op dan we tot nu toe dachten.'
