Assessment of Biomass Production and Carbon Sequestration in Fruit Tree–Based Agroforestry Systems of the Semi-Arid of Vindhyan Region in India

In de strijd tegen een opwarmende planeet houdt de lucht zelf de sleutel tot het begrijpen van het probleem in handen: kooldioxide. Dit gas, dat vrijkomt bij het verbranden van fossiele brandstoffen of het kappen van bossen, houdt warmte vast en drijft klimaatverandering aan. Hoewel veel van de gesprekken zich richten op het stoppen van emissies, is er een parallelle strategie die serieuze aandacht heeft gekregen: het halen van koolstof uit de lucht en het veilig opslaan in de grond en in levende wezens. Bomen zijn hier bijzonder goed in. Terwijl ze groeien, trekken ze koolstof uit de atmosfeer en slaan het op in hun hout, wortels en bladeren. Wanneer deze bomen samen met gewassen op landbouwgrond worden geplant, een systeem dat agroforestry wordt genoemd, kunnen ze een dubbelrol vervullen. Ze bieden voedsel en inkomen voor boeren en fungeren tegelijkertijd als een enorme spons voor koolstof, waardoor een stuk landbouwgrond verandert in een levende koolstofbank. De vraag voor wetenschappers en beleidsmakers is niet alleen of dit in theorie werkt, maar hoeveel koolstof verschillende soorten bomen daadwerkelijk kunnen opslaan in specifieke, uitdagende omgevingen, en of boeren een bestaan kunnen verdienen terwijl ze dat doen.

Onderzoekers in de semi-aride regio van de Vindhyan in India gingen op zoek naar antwoorden op deze vragen door het potentieel voor koolstofopslag van twee specifieke fruitbomen te meten: bael en guave. Dit gebied, gekenmerkt door ondiepe bodems en seizoensgebonden droogtes, is de thuisbasis van veel kleine boeren die afhankelijk zijn van het land voor hun levensonderhoud. De wetenschappers wilden zien of het planten van deze bomen in boomgaarden, terwijl er ook kortetermingewassen zoals zwarte gram en sesam werden geteeld in de ruimtes tussen de bomen, aanzienlijk meer koolstof zou kunnen opslaan dan het kweken van die gewassen alleen op open velden. Ze stelden een groot veldexperiment in met twaalf verschillende percelen, waarbij diverse combinaties van de twee fruitbomen met twee variëteiten van elk tussengewas werden getest. Gedurende de groeiseizoenen maten ze zorgvuldig de grootte van de bomen, het gewicht van de gewassen en de hoeveelheid opgeslagen koolstof in de bodem, waarbij ze deze resultaten vergeleken met percelen waar alleen de gewassen werden geteeld zonder bomen.

De resultaten schetsen een duidelijk beeld van de transformerende kracht van het toevoegen van bomen aan het landschap. De percelen met fruitbomen accumuleerden aanzienlijk meer biomassa — het totale gewicht van al het levende plantmateriaal — dan de open velden. De bael-gebaseerde systemen, die de droogtebestendige baelboom combineerden met zwarte gram of sesam, leverden de meest indrukwekkende resultaten op, met een accumulatie tussen 50,1 en 56,2 ton biomassa per hectare. De guave-gebaseerde systemen presteerden ook goed en sloegen tussen de 31,3 en 38,0 ton per hectare op. In schril contrast hiermee produceerden de percelen met alleen de eenjarige gewassen, de monocultuur-controles, slechts 1,8 tot 3,1 ton per hectare. Dit enorme verschil betekende dat de boomgebaseerde systemen niet alleen iets beter waren, maar orders van grootte effectiever waren in het vastleggen van plantmateriaal. De koolstof die in deze biomassa werd opgeslagen, volgde hetzelfde patroon, waarbij de bael-systemen tussen de 27,1 en 30,8 ton koolstof per hectare vasthielden, vergeleken met minder dan 1,6 ton in de open velden.

Naast de bomen en de gewassen zelf, keken de onderzoekers ook naar wat er onder het oppervlak gebeurde. De onderzoekers maten de organische koolstof in de bodem, wat de koolstof is die in de bodem zelf wordt opgeslagen, een cruciaal onderdeel voor langdurige klimaatmitigatie. Ze ontdekten dat de bodem onder de boomgebaseerde systemen rijker was aan koolstof, variërend van 0,42 tot 0,51 procent, vergeleken met 0,34 tot 0,37 procent in de open velden. Wanneer ze de in de bomen en gewassen opgeslagen koolstof optelden bij de koolstof die in de bodem is opgeslagen, bereikte de totale systeemkoolstof voor de bael-percelen tussen de 45 en 50 ton per hectare. De guave-systemen bereikten tussen de 34 en 39 ton per hectare. Deze totale opslag is een aanzienlijke prestatie, wat suggereert dat deze boomgaarden fungeren als substantiële reservoirs voor koolstof die anders in de atmosfeer zou blijven.

De studie berekende ook hoe snel deze koolstof werd vastgelegd. Door de leeftijd van de bomen en de seizoensgebonden groei van de gewassen te schatten, bepaalden de onderzoekers dat de agroforestry-systemen koolstof vastleggen met een snelheid van 1,9 tot 3,4 ton per hectare per jaar. Dit is een gestage, betrouwbare snelheid van verwijdering die de verwaarloosbare hoeveelheden die door de eenjarige gewassen worden vastgelegd, ver overtreft. De meest efficiënte combinatie bleek de baelboom te zijn, gecombineerd met de zwarte gram-variëteit genaamd Shekar-1, die de hoogste koolstofopnamesnelheden en de grootste totale biomassa bereikte. De onderzoekers merkten op dat hoewel de bomen de bulk van de koolstofopslag verzorgden, de tussengewassen nog steeds essentieel waren. Ze leverden een kleine maar betekenisvolle hoeveelheid koolstof bij, en belangrijker nog, ze boden boeren een jaarlijkse oogst en inkomstenstroom terwijl de bomen nog aan het rijpen waren. Deze dubbele inkomstenstroom is cruciaal om boeren te overtuigen deze systemen te adopteren, omdat het ervoor zorgt dat ze niet jarenlang hoeven te wachten tot de bomen vrucht dragen voordat ze een rendement op hun investering zien.

Deze bevindingen bieden een concreet pad voor klimaatactie in regio's zoals het Vindhyan-plateau. De gegevens laten zien dat goed beheerde fruitboomgaarden betekenisvolle klimaatvoordelen kunnen leveren zonder de landbouwproductie op te offeren. De bael- en guavebomen bleken veerkrachtige keuzes voor deze semi-aride omgeving, in staat om te gedijen waar andere gewassen het moeilijk zouden hebben, terwijl ze tegelijkertijd de bodem verbeteren en koolstof opslaan. De studie suggereert dat deze systemen niet alleen theoretische modellen zijn, maar praktische, werkende oplossingen die kunnen worden opgeschaald. Door exact te kwantificeren hoeveel koolstof deze systemen opslaan, hebben de onderzoekers het nodige bewijs geleverd om beleidsmakers te laten voorzien in de opname van dergelijke agroforestry-praktijken in regionale klimaatplannen en betalingsregelingen. Dit zou boeren in staat stellen om beloond te worden voor de koolstof die zij opslaan, waardoor hun land een bron wordt van zowel voedsel als klimaatstabiliteit. Het werk bevestigt dat deze gemengde systemen, in de handen van lokale boeren, kunnen voorzien in het levensonderhoud terwijl ze stilletjes en effectief koolstof uit de lucht halen, boom voor boom en gewas voor gewas.