Hoe houden verschillende ecosystemen het zuurstofgehalte op peil?

Het antwoord in het kort: Ecosystemen produceren zuurstof via fotosynthese, maar verliezen ook zuurstof via ademhaling en afbraak van bijvoorbeeld dood organisch materiaal. Op een gegeven moment zijn de zuurstofwinst en -verlies van ecosystemen met elkaar in evenwicht. In de praktijk betekent dat dat alleen ecosystemen met een toenemende hoeveelheid planten netto zuurstof produceren. Die balans wordt echter verstoord als ecosystemen zoals koraalriffen en het tropisch regenwoud verdwijnen. Of het zuurstofniveau daardoor daalt, hangt af van wat voor systeem ervoor in de plaats komt.

#koolstofdioxide #bossen #ecosystemen #zuurstof

Het uitgebreide antwoord:

Ecosystemen produceren zuurstof via fotosynthese. Dit gebeurt door bomen, struiken en kruiden, maar ook door algen in het water (inclusief de algen waarmee de koralen samenleven). Ze produceren zuurstof (O₂) terwijl ze koolstofdioxide (CO₂) uit de atmosfeer opnemen. Die koolstofdioxide gebruiken ze om koolstof vast te leggen. De koolstof wordt op zijn beurt weer gebruikt om de plantenbiomassa op peil te houden en te groeien. Het op peil houden van biomassa gebeurt via ademhaling, wat weer zuurstof kost. Daarnaast sterven planten en plantendelen ook af. Na afsterven wordt het dode plantenmateriaal afgebroken door bijvoorbeeld micro-organismen en bodemfauna. Ook die afbraak gebruikt weer zuurstof (in de meeste gevallen).

In elk ecosysteem zijn er zowel processen die zuurstof produceren als processen die zuurstof gebruiken (of opnemen). Daardoor zijn zuurstofwinst en -verlies in de meeste ecosystemen min of meer met elkaar in evenwicht. Ditzelfde evenwicht zorgt er ook voor dat de zuurstofconcentratie in onze atmosfeer min of meer hetzelfde blijft, omdat deze processen de belangrijkste processen zijn die zuurstof in en uit de atmosfeer halen (daarnaast komt het zuurstofgebruik door verbranding van fossiele brandstoffen door mensen). Alleen ecosystemen waar de plantenbiomassa (dood of levend, boven- en ondergronds) toeneemt produceren netto zuurstof en leggen vice versa netto koolstofdioxide vast.

In elk ecosysteem zijn er zowel processen die zuurstof produceren als processen die zuurstof gebruiken.

Bij verstoringen in ecosystemen sterven planten af en kunnen ze (tijdelijk) minder of niet aan fotosynthese doen. Die afgestorven planten worden ook weer afgebroken en ook dat proces kost zuurstof. Dit leidt in elk geval tot een tijdelijk verlies aan zuurstof. Wanneer dit zuurstofverlies niet wordt gecompenseerd door extra fotosynthese door de groei van planten (bijvoorbeeld doordat gebieden ontbost worden om plantages of landbouwgebieden te creëren) -ofwel door hergroei op de plek van de verstoring (een proces dat we secondaire successie noemen) of door extra groei elders- dan zou inderdaad de concentratie van zuurstof in de atmosfeer kunnen veranderen.

Echter omdat de afname van zuurstof sterk gekoppeld is aan de toename in koolstofdioxide en koolstofdioxide een sterk broeikasgas is, is die toename wellicht meer reden om je zorgen te maken. Lucht bestaat namelijk voor ongeveer 21% uit zuurstof en voor maar 0.04% uit koolstofdioxide. Omdat het percentage koolstofdioxide in de lucht zo klein is, zijn de veranderingen in de concentratie koolstofdioxide relatief veel sterker zijn dan veranderingen in zuurstofconcentratie. Inderdaad blijkt dat veranderingen in landgebruik ook een substantiële bijdrage leveren aan onze totale koolstofdioxide-emissies en de concentratie koolstofdioxide in de lucht [1].

Hoe kwam dit artikel tot stand?

Dit antwoord is geschreven door Peter van Bodegom.

Reviewer: Rob Alkemade

Redacteur: Daan Reijnders

Gepubliceerd op: 19 maart 2021

[1] Intergovernmental Panel for Climate Change. (2014, oktober). Samenvatting voor beleidsmakers: IPCC vijfde assessment cyclus, Werkgroep I. Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut. https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/03/ar5-wg1-spmdutch.pdf