Vergroening van de aarde

Veel berichten in de media en op internet geven de indruk dat CO₂ een vervuilende stof is. Het tegendeel is het geval. De toename van de CO₂-concentratie heeft geleid tot een sterke vergroening van de aarde. Het heeft ook in grote mate bijgedragen aan de toename van landbouwopbrengst per hectare.

Het klimaat wordt vaak in één adem genoemd met natuur en milieu. Daarmee wordt de indruk gewekt dat wat goed is voor het klimaat ook goed is voor natuur en milieu (en omgekeerd). Toch gaat het hier om verschillende zaken. Het is met name de vraag of CO₂ een vervuilende stof is. Veel berichten in de media en op internet geven die indruk. Ook op Wikipedia staat kooldioxide als vervuilende stof genoemd. Dat is vreemd, want CO₂ is niet vervuilend. Het is een natuurlijke stof die zelfs essentieel is voor al het leven op aarde. Door middel van fotosynthese zetten planten water en CO₂ om in koolhydraten en zuurstof. Het is dus een bouwstof voor planten.

Dit is geen reden om de CO₂-concentratie in de atmosfeer maar eindeloos te verhogen door het verbranden van fossiele brandstoffen, maar het argument dat het slecht is voor de natuur gaat niet op.

Dat planten sneller groeien bij een hogere CO₂-concentratie is goed te zien in de volgende video. Het laat de groei van twee planten zien: een bij een CO₂-concentratie van 450 ppm (parts per million Nederlands aantal deeltjes per miljoen) en een bij een concentratie van 1270 ppm.

In een studie van Zaichun Zhu et al. (2016) in Nature Climate Change zien we dat de aarde de afgelopen 30 jaar daadwerkelijk groener is geworden. Zowat de helft van al het begroeide land is nu groener en opmerkelijk genoeg is slechts 4% van het land bruiner geworden (zie: woestijnvorming). Geschat wordt dat 70% van deze trend toe te schrijven is aan het toegenomen CO₂-niveau in de atmosfeer, 9% is het gevolg van stikstofafzetting, klimaatverandering draagt voor 8% bij en ander landgebruik is goed voor 4%. In de tropen is vooral het CO₂-effect belangrijk, op hogere breedtegraden (zoals in Nederland) is vooral de klimaatverandering gunstig voor de vergroening.

Volgens Nasa heeft de vergroening gezorgd voor een toename aan planten en bomen over een gebied dat gelijk staat aan twee keer de oppervlakte van de Verenigde Staten. Het boeiende van deze ontwikkeling is ook dat de vergroening ertoe heeft bijgedragen dat de groei van de hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer is afgeremd, zoals blijkt uit een studie van Keenan et al. (2017), in Nature. Planten verbruiken immers CO₂ in het proces van fotosynthese. Ze stoten ook CO₂ uit, maar per saldo is de opname groter dan de uitstoot.

Afbeelding 1: De vergroening van de aarde door CO₂. De kleuren geven aan met hoeveel procent het bladoppervlak is toegenomen of afgenomen. (Bron: NASA)

De toename van de bruto primaire productie vanaf 1900 — Afbeelding 2: De toename van de bruto primaire productie (omzetting van CO₂) vanaf 1900. Bron: Havard et al., 2019

Steeds meer studies bevestigen de grote betekenis van CO₂ voor de vergroening van de aarde. Zo blijkt uit een onderzoek van de Australische onderzoekers Vanessa Havard c.s. uit 2019, dat het effect van CO₂ op de groei van planten veel groter is dan tot nu toe is aangenomen. Uit hun historische onderzoek volgt dat de global gross primary production (bruto primaire productie, of de omvang van de omzetting van CO₂ in organisch materiaal) sinds 1900 met circa 35% is toegenomen. Deze toename is voor het overgrote deel het gevolg van de stijging van de CO₂-concentratie. Zij stellen ook dat de huidige modellen van het IPCC de opnamecapaciteit (sink) op het land sterk onderschatten. In afbeelding 2 is in een grafiek de omvang van de bruto primaire productie gekwantificeerd.

Voedselvoorziening

Afbeelding 3: Groeisnelheid van sojabonen onder invloed van de CO₂-concentratie. Ten opzichte van de oorspronkelijke concentratie van 280 ppm is de groeisnelheid met ruim 35% toegenomen. Bron: Allen et al., 2019

CO₂ is ook voor de gewassen in de landbouw van groot belang. Het is niet voor niets dat glastuinbouwers de lucht in de kassen verrijken met kooldioxide. Het IPCC-rapport uit 2001 (Technical Summary, pag. 195) meldde al dat een verdubbeling van de CO₂-concentratie de groei van de meeste landbouwgewassen kan vergroten met 33%. In de volgende afbeelding uit het onderzoek van Leon Allen uit 2019 is de relatie tussen de groeisnelheid van sojabonen en de CO₂-concentratie weergegeven. Uit de grafiek is af te leiden dat de opbrengst op dit moment bij een concentratie van 410 ppm ruim 35% hoger ligt in vergelijking met het pre-industriële niveau van 280 ppm.

Hieronder is de groei van de graanproductie aangegeven ten opzichte van de groei van de wereldbevolking. Opvallend daarbij is dat de absolute hoeveelheid landbouwgrond voor deze graanproductie maar weinig is toegenomen. De opbrengst per hectare is dus sneller gestegen dan de wereldbevolking. De toename is het gevolg van betere landbouwmethodes, maar ook van de hogere CO₂-concentratie in de atmosfeer.

De toename van de graan- (cereal) productie ten opzichte van de groei van de wereldbevolking (population), geïndexeerd vanaf 1961. De hogere CO₂-concentratie heeft mede bijgedragen aan een hogere opbrengst (yield) per hectare landbouwgrond. Bron: Ourworldindata.org