Voor sommige tropische bossen wordt het te heet om nog zuurstof te produceren

In sommige tropische bossen is het al bijna te heet voor fotosynthese, waarschuwen Amerikaanse en Britse biologen in Nature. Op basis van computermodellen voorspellen ze dat een opwarming van 3,9 graden Celsius – een reële mogelijkheid volgens de worstcasescenario’s – kan zorgen voor grootschalig afsterven van boombladeren, en dus voor sterk verminderde CO₂-opname en zuurstofproductie. Op dit moment bevindt het regenwoudbladerdak zich 0,01 procent van de tijd boven de kritische temperatuur.

In schoolboeken oogt fotosynthese simpel genoeg: koolstofdioxide en water zorgen voor glucose en zuurstof, dankzij bladgroen en zonlicht. Maar in de praktijk is het een ingewikkeld proces dat niet altijd optimaal verloopt. Droogte, hitte, te veel licht of juist te weinig: allerlei factoren kunnen ervoor zorgen dat bladeren de zonne-energie niet optimaal kunnen benutten. Dat kan in het ergste geval zelfs dodelijk zijn. Al in 1864 ontdekte de plantenfysioloog Julius von Sachs dat planten bij temperaturen boven de 50 graden Celsius sterven.

Lees ook: Het rommelige proces van de fotosynthese

Haperende machinerie

Tegenwoordig is die temperatuurgrens nog iets aangescherpt: over het algemeen begint de ‘fotosynthesemachinerie’ van tropische bomen te haperen bij temperaturen boven de 46,7 graden Celsius, schrijven de onderzoekers in Nature. Dat is dus de hoogste temperatuur van de bladeren waarop fotosynthese nog mogelijk is. „Vaak is bij deze temperatuur fotosynthese al een tijdje opgehouden omdat de huidmondjes al eerder dichtgaan”, zegt een van de auteurs, Martijn Slot van het Smithsonian Tropical Research Institute. „Maar dat is een omkeerbaar proces: als de condities verbeteren, gaan de huidmondjes weer open en gaat fotosynthese weer vrolijk verder. De kritieke temperatuur van 46,7 is de temperatuur waarboven het fotosyntheseapparaat onomkeerbare schade oploopt, en het blad begint af te sterven.”

Met behulp van metingen aan blaadjes in de boomkronen en satellietwaarnemeningen vanuit het ruimtestation ISS berekenden de biologen dat het bladerdak van het tropisch regenwoud nu weliswaar gemiddeld ‘slechts’ een temperatuur van 34 graden Celsius heeft, maar dat er ook uitschieters boven de 40 graden Celsius bijzitten – en juist die uitschieters kunnen een kwestie van leven of dood betekenen voor de bomen. Momenteel wordt de 46,7 graden Celsius in het tropische bladerdak 0,01 procent van de tijd overschreden. Al bij enkele minuten boven de maximumtemperatuur kan het blad afsterven.

Hoe warmer de lucht wordt, des te sneller het overschrijden kan gaan, want de stijgende luchttemperatuur en de stijgende bladtemperatuur gaan niet gelijk op. Als de luchttemperatuur met 2 graden Celsius toeneemt, kan dat bijvoorbeeld al ruim 8 graden Celsius toename in bladtemperatuur veroorzaken, blijkt uit een experiment dat de onderzoekers in Brazilië uitvoerden.

Het ligt in onze macht om het lot van het tropische woud te bepalen

Martijn Slot Smithsonian Tropical Research Institute

Uit het computermodel komt naar voren dat een stijging in luchttemperatuur van 3,9 graden Celsius een kantelpunt zou betekenen, waarschuwen de biologen: daarboven leggen de tropische bossen mogelijk het loodje. Wel benadrukken ze dat er nog een hoop onzekerheid is over de interactie tussen lucht- en bladtemperatuur, onder meer omdat houtkap de temperatuurstijging nog kan versterken.

De onzekerheid houdt ook in dat het allemaal juist minder ernstig kan uitpakken, benadrukt Slot. „Het kan zijn dat tropische bomen de kritische temperatuur nog wat kunnen opkrikken in een warmere toekomst, en het kan zijn dat de aanname te negatief is dat een boom doodgaat als die alle bladeren verliest.”

Ook voegt hij toe dat het nog niet te laat is voor menselijk ingrijpen. „Het ligt in onze macht om het lot van het tropische woud te bepalen door de CO₂-uitstoot en ontbossing te verminderen en zo het risico op bosverlies door klimaatverandering te vermijden.”