Jordbunden afgiver mere CO2 end tidligere

De øgede globale temperaturer har fået jordbunden til at være mere aktiv. Det frigiver mere CO2 til mulig skade for klimaet.

Læs hele artiklen som pdf

Når snakken falder på klimaforandringerne, tænker de fleste på atmosfæren. Men både jordbunden og oceanerne afgiver hver især ti gange så meget CO2 om året, som vi udleder ved at afbrænde fossile brændstoffer og dyrke afgrøder. Små ændringer i oceanernes og jordbundens carboncyklus kan derfor have store konsekvenser for det samlede CO2-regnskab.

Ben Bond-Lamberty og Allison Thomson fra University of Maryland-College Park i USA har sat sig ned og samlet 439 eksperimentelle studier over hele kloden, der har målt på jordbundens respiration for at finde ud af, hvordan den korrelerer med de ændrede temperaturer. Resultatet viser, at jordbunden frigiver mere CO2, jo varmere det bliver. Spørgsmålet er nu, om det er farligt.

»Den globale flux af CO2 fra jordbunden op i atmosfæren var 98 gigaton carbon i 2008, hvilket giver en gennemsnitlig stigning fra 1989 til 2008 på 0,1 procent,« siger Ben Bond-Lamberty til Ingeniøren. Man ved ikke, om denne stigning er udtryk for, at jorden bare ånder hurtigere i et varmere klima, hvor der er flere planterester og flere mikrober på arbejde, eller om jordbunden effektivt taber carbon.

»Med mikroberne er det ligesom med os mennesker: Hvis vi bare ind- og udånder hurtigere, vil den samlede carbon i vores kroppe forblive nogenlunde konstant. Men hvis vi begynder at respirere så hurtigt, at vi begynder at tabe vægt, så frigives carbon i en positiv feedback cyklus,« forklarer han.

Flere data

Hvis det første er tilfældet, er der ikke grund til større bekymring end den, man har i forvejen. Hvis det andet scenarie viser sig at være korrekt, så er der grund til stor bekymring, for så er der tale om en positiv feedbackmekanisme, hvor der frigives mere CO2 ud i atmosfæren jo mere CO2, der er i forvejen. Men i det store spil er det lige så vigtigt at medregne, at planter vokser bedre når CO2-koncentrationen i atmosfæren stiger og i et varmere klima. Alt afhængig af fremtidens nedbør og vandbalance vil planterne kunne binde den øgede CO2 fra jordbundsrespirationen.

»Det kunne selvfølgelig også være både og,« forklarer artiklens medforfatter Allison Thomsen. »Planterne optager mere carbon via fotosyntesen, hvilket skaber flere planterødder, hvorved hele respirationen foregår hurtigere. Samtidig gør den øgede temperatur mikroberne mere aktive, hvilket frigiver mere carbon, hvilket igen øger temperaturen og så videre - hvor vi i sidste ende har en selvaccelererende cyklus.«

Desværre er det meget svær at finde ud af, hvilken effekt, der er størst. Man kan forsøge at måle helt præcist, hvorfra og hvor meget jordbunden optager carbon via nedbrydningen af planter og rodnettets udskillelse af væsker og dampe. Eller man kan monitorere jordbundens præcise indhold af carbon over tid.

Vigtigt ville det også være, hvis man kunne lave adskilte målinger på planternes og mikrobernes respiration under jorden, men problemet er, at der er mange symbiotiske forhold, som gør adskillelsen vanskelig. Desuden udgør de forskellige jordbundstyper og lokale klimaforhold sammenligningen over hele kloden meget vanskelig.

Ifølge professor Bo Elberling fra Institut for geografi og geologi på Københavns Universitet er det på høje tid med en ny metaundersøgelse på dette felt, og han er glad for at se, at data faktisk passer i forhold til, hvad man har antaget i klimamodellerne.

»Undersøgelsen passer fint ind i det store billede. Den viser helt overordnet, at der produceres mere CO2 til atmosfæren, når temperaturerne stiger, og den fortæller også, hvor stor effekten er. Når temperaturen stiger med 10 grader, vil jordbunden i gennemsnit respirere halvanden gang mere. Det stemmer fint overens med den normale værdi vi arbejde med inden for dette,« siger Elberling.

Skift i den globale carboncyklus?

I gennemsnit frigiver en kvadratmeter jord et halvt kilo carbon om året. Der er dog meget forskel på, hvad slags jord det er, og hvor det ligger. I troperne kan respirationen komme helt op over tre kilo om året og i frossen jord er tallet stort set nul. Respirationens temperaturfølsomhed er derimod meget høj ved lave temperaturer, hvilket betyder, at små temperaturstigninger ville kunne frigive enorme mængder af drivhusgasser - især methan fra tundraen.

Måleudstyr til at måle CO2 i jordbunden

At måle jordens respiration er svært. Op til 1980'erne var teknikken primært at bruge diverse kemikalier som natrium- eller naliumhydroxid, stikke dem ind i jorden, sætte en kasse hen over, og så se dagen efter, hvor meget CO2 der blev absorberet i kemikaliet.

Da den teknik ikke er særlig præcis, begyndte de fleste forskere for cirka 25 år siden at bruge gaschromatografi, hvor man bruger infrarødt lys til at måle mængden af CO2 som bevæger sig opad i luftlaget lige over jordbunden. De kan måle ned til ganske få ppm CO2.

De såkaldte 'Eddy flux'-apparater bruger også infrarøde gasanalyser, men er i modsætning til de små jordbundsmåleapparater placeret i et tårn over hele økosystemet, f.eks. en skov, og måler derfor hele landskabet.

En stigning fra nul til en grad Celsius i Sibirien ville for eksempel resultere i en 22 procent forøgelse af jordens respiration, mens en temperaturstigning fra 25 til 26 grader i Tyrkiet ville føre til en øget respiration på kun fem procent. Da man ved, at klimaforandringerne især vil medføre temperaturstigninger tæt ved polerne, er det afgørende at vide, om den øgede jordbundsrespiration vil blive matchet med et øget optag af CO2, eller om tundraen effektivt bare vil udskille CO2 (ud over den methan, som alle er bange for).

Det vigtigste og værste bidrag til den menneskeskabte klimaforandring er dog stadig afbrændningen af fossile brændstoffer og cementproduktion. Ifølge den seneste opgørelse fra Le Quéré og kolleger, publiceret i fagbladet Nature Geoscience, løb dette op på 8,7 gigaton carbon i 2008, hvilket er en stigning på to procent fra 2007, 29 procent i forhold til 2000 og 49 procent i forhold til 1990.

Der er også tegn på, at planterne og oceanerne har sværere ved at optage CO2 end tidligere. Mens 60 procent af det menneskeskabte CO2 i atmosfæren blev fjernet igen for 50 år siden, gælder det nu kun for 55 procent. Det betyder en stigning på cirka fire gigaton carbon, eller cirka to ppm, årligt. Vi er dermed oppe på knap 390 ppm CO2 i atmosfæren, hvilket er næsten 40 procent over det præindustrielle niveau.