Close Menu

Biogeochemie

De koolstofkringloop

Korte koolstofkringloop

In de korte koolstofkringloop, met een cyclus van een dag tot honderd jaar, spelen planten een grote rol. Levende planten nemen CO2 uit de lucht op en ademen zuurstof uit. Wanneer planten afsterven komt CO2 vrij dat weer kan worden opgenomen door levende planten. De zee neemt ook CO2 op via het plankton.

Lange koolstofkringloop

De lange koolstofkringloop bestaat uit onverteerde plantenresten die veen, of uiteindelijk diep in de grond aardgas of aardolie vormen. Ook de oceaan slaat CO2 voor langere tijd op. Afgestorven plankton daalt deels af naar de zeebodem en wordt hier opgeslagen. Deze processen beslaan duizenden tot miljoenen jaren.

De mens verstoort de natuurlijke koolstofkringloop door bossenkap, veenontginning en een heel hoge CO2-emissie. Hierdoor is de CO2-concentratie in de atmosfeer nu al twee keer zo hoog als in de natuurlijke situatie. Dit leidt tot het versterkte broeikaseffect en daarmee tot klimaatverandering.

Relevantie in bos- en natuurbeheer

Koolstof is een onmisbaar element voor alle levende wezens. Koolhydraten, vetten, eiwitten en nucleïnezuren, bevatten koolstofatomen. De opslag van koolstof in ecosystemen is vooral van belang in relatie tot klimaatverandering en de rol hierin van het broeikasgas CO2. Aanleg van bos en ontwikkeling van natuur kunnen zorgen voor opslag van extra koolstof. Juist beheer van natuurgebieden kan voorkomen dat opgeslagen koolstof door afbraak weer vrijkomt als CO2.

Bossen leggen koolstof vast in het hout en vormen daarmee een meerjarige voorraad (korte cyclus). Jaarlijks legt het Nederlandse bos 2,7 megaton CO2 vast (nog steeds maar 1,3% van de totale uitstoot door onder andere verkeer en industrie). Vochtige bossen hebben de grootste koolstofvoorraad per hectare.

In ons klimaat zit tot zestig procent van de totale koolstof van een bos onder de grond. Hoe hoger de bodemvruchtbaarheid, de bodemvochtigheid, de bosleeftijd en de bodembiodiversiteit, hoe meer koolstof is opgeslagen onder de grond.

De stabiliteit van deze ondergrondse koolstof is variabel. Een deel is vrij labiel door fragmentatie, oxidatie en mineralisatie. Een ander deel is humus, dat juist heel stabiel is en een heel duurzame koolstofvoorraad is. Alleen bij een zware verstoring, zoals verdroging, ontbossing of bodemverstoring, zal de stabiele koolstofvoorraad afbreken en als CO2 vrijkomen.

Beheer van bos

De koolstofbalans van een bos zal sterk afhangen van het beheer, de intensiteit van kappen, boomsoortenkeuze etc.

  • Kies voor beheersystemen waarbij de bovengrondse verliezen beperkt worden door selectieve oogst: uitkapbossen en kleinschalige beheertypes (groepenkap) hebben over de volledige bedrijfstijd bekeken een veel hogere gemiddelde bovengrondse biomassa dan kaalslagsystemen.
  • Zorg voor gemengde bossen die de beschikbare hulpbronnen beter benutten.
  • Kies waar mogelijk voor (bijmenging van) boomsoorten met een goed verterend blad. Dit leidt tot meer bodemleven en zorgt ervoor dat organisch materiaal dieper in de bodem wordt ingewerkt en gestabiliseerd.
  • Vermijd grote openingen in het kronendak: ze zorgen voor sterke opwarming van de bosbodem en mineralisatie van het humuspakket, dus koolstofverlies.
  • Voorkom dat natte bossen draineren en herstel waar mogelijk de natuurlijke hydrologie. Vermijd zoveel mogelijk ontbossingen zeker van oude bossen.

Koolstofopslag in graslanden

De grootste bodemkoolstofvoorraad ligt onder natuurlijke schraalgraslanden en rietmoeras zeker als daar geen bodemverstoring plaatsvindt. De bodem koolstofvoorraad in deze graslanden kan zelfs even groot zijn als de voorraad in een bosbodem (zonder strooisellaag). Bij vochtig schraalland is de koolstofvoorraad in de bodem bijvoorbeeld 187 ton C/ha, terwijl in de biomassa slechts 7,5 ton/ha zit opgeslagen.

Beheer van grasland

Begrazing van graslanden leidt tot een hogere koolstofopslag dan maaien. Bij maaien wordt de bovengrondse biomassa afgevoerd. Bij begrazing komt een deel van de koolstof via mest terug in de bodem terecht én de planten hebben een uitgebreider wortelgestel en vormen een betere stoppel. Overbegrazing leidt tot een kleinere investering in het wortelgestel en frequent maaien kan de graszode uitputten. Beide leiden tot verminderde koolstofopslag. Bij te extensief beheer (geen bemesting en lage maaifrequentie) vermindert de biomassaproductie en dus lage koolstofopslag. Het lijkt er dus op dat een matig intensief beheer voor de hoogste koolstofopslag zorgt.

En verder geldt dat een hogere soortendiversiteit resulteert in een hogere koolstofopslag en ook vlinderbloemigen hebben een positief effect op de koolstofopslag.

Koolstofopslag in venen

In veengebieden is in de loop der eeuwen een grote hoeveelheid koolstof vastgelegd. Sinds de middeleeuwen is dit veen vervolgens afgegraven en opgestookt en door drooglegging bij ontginning is het veen geoxideerd. Dit gebeurt ook nu nog door lage waterpeilen in veenweiden en verdroogde natuurgebieden. In Nederland komt jaarlijks 4,2 megaton CO2 vrij bij veenafbraak, meer dan bijvoorbeeld de hoeveelheid die bossen jaarlijks vastleggen.

Beheer van veen

Naast behoud van bestaand veen is actief veenherstel en bijvoorbeeld het creëren van levend hoogveen zelfs een manier om – zij het heel langzaam – zelfs weer CO2 vast te leggen. Dit past bij de reguliere doelstellingen van beheerders van veengebieden. Maar omdat opbouw van veen en de vastlegging van koolstof een traag proces vormen, heeft het voorkomen van oxidatie van bestaande veengronden op korte termijn een veel groter effect. Het voorkomen van veenoxidatie door vernatting zorgt er weliswaar voor dat er minder CO2 vrijkomt, maar tegelijkertijd komt er wel meer methaan vrij. Dat is een nog sterker broeikasgas. De uiteindelijke bijdrage van vernatting van veen aan het verminderen van het broeikaseffect is daarmee nog onzeker.