Klimaatverandering
Als de totale globale fotosynthese met 2% zou stijgen en de ademhaling van planten met 2% zou dalen, zou netto 4.8 gigaton meer koolstof in de biosfeer worden opgeslagen. Dit is bijna gelijk aan de uitstoot van koolstof door menselijke activiteiten. Er is dus maar een hele kleine verschuiving nodig om de netto uitstoot in een netto ophoping te laten omslaan. De relevantie van CO2 voor plantengroei staat vast, het effect op het klimaat is onzeker.
Het staat inmiddels vast dat de toename van de CO2-concentratie zelf zorgt voor een verschuiving van het evenwicht tussen 
opname en afgifte. CO2 stimuleert namelijk de fotosynthese en remt de ademhaling van planten waardoor ze harder groeien. Er zijn goede aanwijzingen dat deze groeistimulering, onder optimale water en nutriënten voorziening, 20-25% bedraagt van de antropogene netto CO2 -emissie. Additionele effecten van de CO2-verhoging zoals opwarming van de aarde en verandering van neerslag kunnen dit cijfer overigens nog wel wat verlagen. Bovendien wordt de extra groei pas een stabiele sink voor CO2 uit de atmosfeer als het extra plantmateriaal niet binnen enkele jaren weer wordt afgebroken zodat de CO2 weer vrijkomt. Het is essentieel dat de koolstof voor langere tijd (50-100 jaar) wordt vastgelegd in een stabiele voorraad bijvoorbeeld als humus in de bodem, bestaande uit afgestorven plantenresten en micro -organismen en nog weer later in de vorm van steenkool.
Graslanden zijn van cruciaal belang voor een bestendige opslag van koolstof als humus. Het grasland areaal is op wereldschaal ca 1800 Mha en groeit jaarlijks aanzienlijk met 4-8 Mha, voornamelijk door ontbossing. Graslanden kunnen zeer grote hoeveelheden koolstof opslaan in de bodem en zijn daardoor interessant als demper voor de atmosferische CO2 toename. De totale hoeveelheid bovengrondse en ondergrondse koolstof in graslanden is per eenheid oppervlakte zelfs groter dan in tropische regenwouden. Door verdubbeling van de CO2 concentratie, nam de som van de bovengrondse koolstof in het gras en in de levende wortelbiomassa aan het eind van het jaar toe met 18% tot 22%. Dit is ongeveer de helft van de toename in fotosynthese. Hieruit kan geconcludeerd worden dat ongeveer de helft van de extra vastgelegde koolstof niet in de plant blijft maar naar de microbiële- en organische bodemfractie wordt getransporteerd.
Van de fotosynthese bleek bij 350 vpm CO2 ongeveer een derde deel in de microbiële of organische koolstof van de bodem te verdwijnen. Deze fractie is afkomstig van dode wortels en stoppels en voor een deel uit excudaten die door de wortels werden uitgescheiden.
De extra flux van organisch materiaal naar de bodemfractie, als gevolg van een dubbele CO2 concentratie, was ongeveer 2500 kg/ha. Deze fractie bestaande uit dode plantenresten en wortelexudaten wordt voor een groot gedeelte gebruikt als substraat voor de bodemflora en fauna. Daarbij komt vervolgens weer CO2 vrij. Uit metingen bleek echter dat de bodemrespiratie bij de behandeling met een dubbele CO2 concentratie 10% lager was dan bij de lage CO2 behandeling ondanks een groter aanbod van substraat. Blijkbaar verteren plantenresten die bij hoog CO2 zijn gevormd minder goed. De metingen zijn overigens uiterst gecompliceert en over de absolute hoeveelheid bodemademhaling bestaat nog grote onzekerheid. Tegen de achtergrond van de hoeveelheid koolstof, in de vorm van humus, die aan het begin van de proef aanwezig was (320.000 kg per ha) resulteert de CO2 verdubbeling in een toename van de organische stof met 0.5-1%.
Top