Sinds het midden van de 20e eeuw zijn onderzoek en discussie gericht op de negatieve effecten van een teveel aan stikstof op terrestrische en aquatische ecosystemen. Nieuw bewijs geeft echter aan dat de wereld nu een dubbel traject in stikstofbeschikbaarheid doormaakt. Na jaren van aandacht voor overtollig stikstof in het milieu, heeft ons evoluerende begrip geleid tot nieuwe zorgen over stikstoftekort in gebieden van de wereld die geen significante input van stikstof ontvangen door menselijke activiteiten. In een nieuw overzichtsartikel, “Bewijs, oorzaken en gevolgen van afnemende stikstofbeschikbaarheid in terrestrische ecosystemen”, in het tijdschrift Science, beschrijft een multi-institutioneel team van onderzoekers de oorzaken van afnemende stikstofbeschikbaarheid en hoe dit de ecosysteemfunctie beïnvloedt.
“Er is tegelijkertijd te veel stikstof en te weinig stikstof op aarde”, zegt Rachel Mason, hoofdauteur van de paper en voormalig postdoctoraal wetenschapper bij het National Socio-Environmental Synthesis Center.
In de afgelopen eeuw heeft de mens de wereldwijde toevoer van reactieve stikstof door industriële en landbouwactiviteiten meer dan verdubbeld. Deze stikstof wordt geconcentreerd in beken, binnenmeren en kustwateren, wat soms resulteert in eutrofiëring, zuurstofarme dode zones en schadelijke algenbloei. Deze negatieve effecten van een teveel aan stikstof hebben ertoe geleid dat wetenschappers stikstof als verontreinigende stof hebben bestudeerd. De stijgende koolstofdioxide en andere wereldwijde veranderingen hebben echter de vraag naar stikstof door planten en microben doen toenemen, en het nieuw gepubliceerde artikel van het onderzoeksteam toont aan dat de stikstofbeschikbaarheid in veel regio’s van de wereld afneemt, met belangrijke gevolgen voor de plantengroei.
“Deze resultaten laten zien hoe de wereld op complexe en verrassende manieren verandert”, zegt Peter Groffman, co-auteur van de paper en professor bij het Advanced Science Research Center van het Environmental Science Initiative van het CUNY Graduate Center. “Onze bevindingen tonen het belang aan van langetermijngegevens en gerichte synthese-inspanningen om deze veranderingen en de implicaties die ze hebben voor het ecosysteem en de menselijke gezondheid en welzijn te begrijpen.”
Onderzoekers evalueerden wereldwijde en regionale studies op lange termijn en vonden bewijs van afnemende stikstofbeschikbaarheid veroorzaakt door meerdere veranderingen in het milieu, waaronder verhoogde atmosferische koolstofdioxidegehalten. Atmosferische kooldioxide heeft zijn hoogste niveau in miljoenen jaren bereikt, en terrestrische planten worden blootgesteld aan ongeveer 50% meer van deze essentiële hulpbron dan 150 jaar geleden. Verhoogd kooldioxide in de atmosfeer bevrucht planten, waardoor een snellere groei mogelijk is, maar de stikstof van de plant in het proces wordt verdund. Deze processen zijn waargenomen in experimenten die kunstmatig kooldioxide in de lucht rond planten verhogen, en er is nu bewijs dat planten in natuurlijke omgevingen op dezelfde manier reageren.
Stikstof is een essentieel element voor planten en de dieren die ze eten. Tuinen, bossen en visserij zijn allemaal productiever als ze worden bemest met stikstof. Als plantenstikstof minder beschikbaar komt, groeien bomen langzamer en zijn hun bladeren minder voedzaam voor insecten, waardoor de groei en reproductie mogelijk wordt verminderd, niet alleen van insecten, maar ook van de vogels en vleermuizen die zich daarmee voeden.
“Als er minder stikstof beschikbaar is, houdt elk levend wezen het element langer vast, waardoor de stikstofstroom van het ene organisme naar het andere door de voedselketen wordt vertraagd. Dit is de reden waarom we kunnen zeggen dat de stikstofcyclus vastloopt”, zegt Andrew Elmore, senior auteur van het artikel, en hoogleraar landschapsecologie aan het University of Maryland Centre for Environmental Science en aan het National Socio-Environmental Synthesis Center.
Naast de toenemende koolstofdioxide in de atmosfeer, beïnvloeden de stijgende temperaturen op aarde ook de plant- en microbiële processen die verband houden met de vraag naar en het aanbod van stikstof. Opwarming verbetert vaak de groeiomstandigheden, wat kan resulteren in langere groeiseizoenen, waardoor de stikstofvraag van planten het beschikbare aanbod in de bodem overtreft. Storingen, waaronder natuurbranden, kunnen ook stikstof uit systemen verwijderen en de beschikbaarheid in de loop van de tijd verminderen.
Stikstof is een essentieel element voor plantengroei en de afnemende beschikbaarheid ervan kan het vermogen van planten om koolstofdioxide uit de atmosfeer te verwijderen, beperken. Momenteel slaat de wereldwijde plantaardige biomassa bijna net zoveel koolstof op als er in de atmosfeer zit, en de koolstofopslag van biomassa neemt elk jaar toe. Voor zover de opslag van koolstof door planten de kooldioxide in de atmosfeer vermindert, draagt het bij aan een vermindering van het aardopwarmingsvermogen van de atmosfeer. De afnemende stikstofbeschikbaarheid brengt echter de jaarlijkse toename van de koolstofopslag van planten in gevaar door beperkingen op te leggen aan de plantengroei. Daarom moeten klimaatveranderingsmodellen die proberen de koolstof opgeslagen in biomassa te schatten, inclusief trends in de tijd, rekening houden met de beschikbaarheid van stikstof.
“Ondanks sterke aanwijzingen van afnemende stikstofbeschikbaarheid op veel plaatsen en contexten, zijn ruimtelijke en temporele patronen nog niet goed genoeg begrepen om wereldwijde beheerinspanningen efficiënt te sturen”, zei Elmore. In de toekomst zouden deze gegevens kunnen worden samengevoegd tot een jaarlijks rapport over de stikstofcyclus of een globale kaart van veranderende stikstofbeschikbaarheid die een uitgebreide bron zou zijn voor wetenschappers, managers en beleidsmakers.
lees het gehele artikel bij de bron
————————————————– ———————————–
samenvatting:
Na jaren van aandacht voor overtollig stikstof in het milieu, heeft ons evoluerende begrip geleid tot nieuwe zorgen over stikstoftekort in gebieden van de wereld die geen significante input van stikstof ontvangen door menselijke activiteiten. Een multi-institutioneel team van onderzoekers beschrijft nu de oorzaken van afnemende stikstofbeschikbaarheid en hoe dit de ecosysteemfunctie beïnvloedt.
Datum van publicatie: 16 april 2022
Bron: Klimaat | Top milieunieuws — ScienceDaily
————————————————– ———————————–