Level CO2 yang Lebih Tinggi di Atmosfer Dapat Mempercepat Emisi Tanah


Ketika tingkat karbon dioksida yang lebih tinggi menembus atmosfer Bumi, para ilmuwan telah lama mengandalkan hutan - yang, sebagai pohon individu, tumbuh lebih besar di lingkungan yang kaya karbon - untuk menyerap sebagian dari kelebihannya. Tetapi setelah hampir satu setengah dekade mengamati ekosistem hutan dalam pengaturan yang terkendali, para ilmuwan sekarang melihat bukti bahwa peningkatan kadar karbon dapat menyebabkan hutan melepaskan karbon tambahan sebanyak yang mereka serap

Ketika tingkat karbon dioksida yang lebih tinggi menembus atmosfer Bumi, para ilmuwan telah lama mengandalkan hutan - yang, sebagai pohon individu, tumbuh lebih besar di lingkungan yang kaya karbon - untuk menyerap sebagian dari kelebihannya.

Tetapi setelah hampir satu setengah dekade mengamati ekosistem hutan dalam pengaturan yang terkendali, para ilmuwan sekarang melihat bukti bahwa peningkatan kadar karbon dapat menyebabkan hutan melepaskan karbon tambahan sebanyak yang mereka serap.

Itu karena pohon, ketika tumbuh lebih besar, perlu menyerap nitrogen dan mineral lain dengan dosis lebih tinggi, serta karbon dioksida ekstra. Dengan memberi makan beberapa kelebihan karbon mereka ke mikroba di tanah, mereka dapat mempercepat proses dekomposisi, mendapatkan akses ke mineral-mineral penting tersebut.

Namun, sebagai produk sampingan dari proses itu, lebih banyak karbon dilepaskan ke atmosfer.

"Di bawah CO2 yang tinggi, semuanya bersepeda jauh lebih cepat, " kata Richard Phillips, asisten profesor biologi di Indiana University College of Arts and Sciences. "Hasil akhirnya adalah bahwa tanaman mendapatkan lebih banyak nitrogen dan menyimpan lebih banyak karbon. Tetapi karena mikroba itu menyebabkan materi di tanah hancur, karbon dilepaskan sebagai gas ke udara."

Pada akhirnya, lebih banyak karbon disimpan di kayu pohon, yang tumbuh lebih besar - tetapi lebih sedikit disimpan di tanah, di mana proses pembusukan berlangsung.

Temuan itu dapat memiliki implikasi yang signifikan untuk model iklim, yang berupaya mempertimbangkan penyimpanan karbon jangka panjang di hutan sebagai bagian dari keseluruhan gambaran keseimbangan karbon global.

"Di tanah, karbon dikerjakan oleh mikroba, bolak-balik, dan berakhir dalam bentuk senyawa kompleks yang sangat stabil, " kata Phillips. Karbon yang tersimpan di tanah dapat bertahan di sana selama ratusan bahkan ribuan tahun, katanya.

"Ketika karbon disimpan di pohon, itu hanya ada di sana seumur hidup pohon - mungkin 60 hingga 100 tahun, " tambahnya.

Mencari karbon yang hilang
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa peningkatan kadar karbon dioksida di udara tidak selalu menghasilkan lebih banyak karbon yang tersimpan di tanah. Situs Pengayaan Karbon Dioksida Udara Bebas (FACE), seperti situs Hutan Duke di mana Phillips melakukan penelitiannya, telah bertahun-tahun mendokumentasikan peningkatan pertumbuhan pohon tanpa peningkatan karbon tanah yang sesuai. Seperti yang dijelaskan Phillips, itu menunjukkan kepada para peneliti bahwa proses lain sedang berlangsung.

"Pohon-pohon itu tumbuh lebih besar, dan biasanya Anda akan berpikir bahwa tanaman yang lebih besar akan berarti lebih banyak detritus, cabang dan daun akan jatuh dan menambahkan karbon mereka ke tanah, " katanya. "Tapi kami tidak melihat level-level itu naik sebanyak yang kami kira. Jadi di suatu tempat, ada kerugian."

Tampaknya juga bahwa pohon-pohon terus tumbuh lebih besar, bahkan setelah lebih dari satu dekade paparan karbon tinggi. Model awal telah meramalkan bahwa pertumbuhan karena tingkat karbon yang lebih tinggi akan memuncak dan kemudian naik lagi, karena kekurangan nitrogen dan mineral lainnya.

Fakta bahwa pohon-pohon dalam studi FACE terus tumbuh dengan laju yang dipercepat menunjukkan bahwa mereka mengamankan pasokan nitrogen yang meningkat seiring dengan tingginya dosis karbon dioksida.

Phillips adalah yang pertama mengusulkan bahwa pohon-pohon, melalui akarnya, mungkin membuang lebih banyak gula dan senyawa lain di tanah, untuk memicu aktivitas mikroba dan mempercepat proses dekomposisi. Dia menyebut hipotesis ini Rhizo-Accelerated Mineralization and Priming (RAMP).

Temuannya dipublikasikan minggu ini di jurnal Ecology Letters edisi awal online.

Efek bersih dari proses ini masih belum diketahui, kata Phillips, menambahkan bahwa ia berharap penelitian dalam nada ini akan terus berlanjut dan menjadi faktor dalam proyeksi iklim.

"Sebagian besar model [yang ada] memiliki representasi akar yang terbatas, dan tidak satupun dari mereka termasuk proses seperti priming, " katanya. "Hasil kami menunjukkan bahwa interaksi antara akar dan mikroba tanah memainkan peran yang kurang dihargai dalam menentukan berapa banyak karbon yang disimpan dan seberapa cepat nitrogen disikluskan."

Dicetak ulang dari Climatewire dengan izin dari Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500