Comparative assessment of sediment carbon storage and greenhouse gas dynamics in degraded mangroves and saltmarsh ecosystems of the Sundarban, India

De kustlijnen van de wereld zijn bezaaid met wetlands die fungeren als krachtige natuurlijke motoren voor klimaatstabiliteit. Onder deze ecosystemen zijn mangrovebossen en zoutmoerassen bijzonder vitaal omdat ze koolstof uit de atmosfeer vangen en deze opsluiten in de bodem onder hen. Dit proces, vaak blauwe koolstof genoemd, hels bij de opwarming van de planeet te vertragen. Deze ecosystemen zijn echter niet alleen opslagunits; het zijn ook actieve chemische fabrieken die gassen weer teruggeven aan de lucht. Sommige van deze gassen, zoals koolstofdioxide, maken deel uit van de natuurlijke ademhaling van de bodem, terwijl andere, zoals methaan en lachgas, krachtige broeikasgassen zijn die warmte nog effectiever kunnen vasthouden dan koolstofdioxide. Het begrijpen van hoe deze verschillende wetlands koolstof opslaan en gassen vrijgeven is cruciaal, vooral wanneer de planten worden beschadigd of aangetast door menselijke activiteiten. Als we deze landschappen willen beschermen, moeten we precies weten hoe ze functioneren onder stress, omdat een wetland dat veel koolstof opslaat, nog steeds schadelijke gassen kan uitstoten op manieren die we niet volledig verwachten.

In de Sundarbans, een uitgestrekte deltaïsche regio aan de oostkust van India, zetten onderzoekers zich scharpe om twee soorten van deze wetlands te vergelijken: gedegradeerde mangrovebossen en zoutmoerassen. Ze richtten zich op een specifiek gebied dat bekend staat als Sagar Island, waar menselijke activiteit het natuurlijke landschap in verschillende mate heeft veranderd. Het team selecteerde drie verschillende locaties voor het onderzoek. Eén locatie bevond zich ver van menselijke nederzettingen en ervoer relatief lage druk van mensen. De andere twee locaties lagen veel dichter bij dorpen en steden en kampten met hoge niveaus van menselijke interactie, inclusief landbouw, visserij en de expansie van nederzettingen. Op elke van deze locaties onderzochten de wetenschappers zowel de mangrovegebieden, waar bomen zoals Avicennia en Bruguiera groeien, als de aangrenzende zoutmoerassen, die gedomineerd worden door grassen en laagblijvende vegetatie. Hun doel was om diep in de grond te kijken, niet alleen aan het oppervlak, om te zien hoeveel koolstof er werd opgeslagen en hoe de bodem gassen naar de atmosfeer vrijgaf.

Om een compleet beeld te krijgen, groeven de onderzoekers de bodem in tot een diepte van één meter. Ze verzamelden monsters in lagen, bewegend van het oppervlak naar het diepste punt, om de hoeveelheid organische koolstof die in het sediment gevangen zit te meten. Ze maten ook de dichtheid van de bodem en de niveaus van zout en stikstof daarin. Tegelijkertijd plaatsten ze afgesloten kamers over de grond om de gassen te vangen die door de bodem werden uitgestoten. Dit stelde hen in staat om de stroom koolstofdioxide, methaan en lachgas die het ecosysteem verlaat, te meten. Door de gegevens van de mangroven en de zoutmoerassen over de drie verschillende locaties te vergelijken, konden ze zien hoe het type vegetatie en het niveau van menselijke verstoring de manier waarop deze ecosystemen functioneerden veranderden.

De resultaten toonden een opvallend verschil in hoe deze twee ecosystemen koolstof opslaan. In de mangrovebossen nam de hoeveelheid koolstof in de bodem toe naarmate de onderzoekers dieper gingen. De diepste lagen, van zestig tot honderd centimeter diep, bevatten de meeste koolstof. Dit suggereert dat mangroven uitstekend zijn in het begraven van koolstof diep onder de grond, waar het beschermd en bewaard blijft voor een lange tijd. In contrast hiermee vertoonden de zoutmoerassen het tegenovergestelde patroon. De koolstof was geconcentreerd nabij het oppervlak en nam af naarmate ze dieper groeven. Dit geeft aan dat zoutmoerassen het grootste deel van hun koolstof in de bovenste bodemlagen opslaan, waar het meer blootgesteld is aan de elementen en sneller geneigd is af te breken. Vanwege deze diepe opslag bevatten de mangroven aanzienlijk meer totale koolstof in de bovenste één meter bodem, variërend van bijna honderd tot meer dan honderd zeven metric ton per hectare. De zoutmoerassen bevatten minder, met totalen tussen zesenzeventig en zeventien-negen metric ton per hectare.

Dit verschil in opslag beïnvloedde ook hoe de ecosystemen gassen vrijgaven. De zoutmoerassen, met hun koolstof geconcentreerd nabij het oppervlak, gaven veel meer koolstofdioxide vrij dan de mangroven. De metingen lieten zien dat zoutmoerassen tussen de 156,7 en 194,4 milligram koolstofdioxide per vierkante meter per uur uitstootten, terwijl de mangroven tussen de 104,0 en 134,3 milligram uitstootten. Dit suggereert dat de koolstof in de zoutmoerassen sneller wordt verwerkt en teruggegeven aan de atmosfeer. De mangroven vertelden echter een ander verhaal met betrekking tot methaan. Ondanks dat ze meer koolstof in totaal vasthielden, gaven de mangroven meer methaan vrij, een krachtig broeikasgas, dan de zoutmoerassen deden. De mangroven stootten tussen de 0,348 en 0,422 milligram methaan per vierkante meter per uur uit, terwijl de zoutmoerassen minder vrijgaven, variërend van 0,284 tot 0,317 milligram.

De studie keek ook naar lachgas, een ander krachtig broeikasgas. Hier vertoonden de zoutmoerassen opnieuw hogere activiteit, waarbij ze meer van dit gas vrijgaven dan de mangroven. De zoutmoerassen stootten tussen de 89,8 en 95,3 microgram lachgas per vierkante meter per uur uit, vergeleken met 75,4 tot 84,5 microgram van de mangroven. De onderzoekers ontdekten dat de zoutmoerassen over het algemeen hogere niveaus van zout en stikstof in de bodem hadden, wat de hogere emissies van koolstofdioxide en lachgas leek aan te drijven. De mangroven, met hun diepere koolstofopslag en een andere chemische omgeving, leken de productie van methaan te bevorderen.

Deze bevindingen benadrukken dat niet alle kustwetlands op dezelfde manier functioneren, zelfs niet wanneer ze zich dicht bij elkaar bevinden. De mangroven fungeren als diepe reservoirs die koolstof veilig in de lagere bodemlagen vasthouden, maar ze produceren ook meer methaan. De zoutmoerassen, hoewel ze minder totale koolstof vasthouden, zijn actiever aan het oppervlak en geven meer koolstofdioxide en lachgas af. Dit betekent dat het beheren van deze ecosystemen voor klimaatvoordelen een genuanceerde aanpak vereist. Het beschermen van de mangroven helpt een enorme ondergrondse koolstofbank te bewaren, maar het betekent ook het beheren van de methaan die zij uitstoten. Het beheren van de zoutmoerassen vereist aandacht voor de snelle omloop van koolstof nabij het oppervlak en de uitstoot van stikstofhoudende gassen. De studie concludeert dat om de klimaatwaarde van deze gedegradeerde landschappen werkelijk te begrijpen, we niet alleen naar koolstofopslag kunnen kijken. We moeten het volledige beeld in overweging nemen van hoe deze ecosystemen koolstof opslaan en gassen uitwisselen met de atmosfeer, waarbij we erkennen dat verschillende wetlands verschillende rollen spelen in het wereldwijde klimaatsysteem.