FOK! wetenschap: Planten zweten meer dan gedacht
De waterkringloop heeft een grote invloed op het weer en klimaat op aarde. Iedereen is waarschijnlijk wel bekend met het bekende plaatje waarin wordt uitgelegd hoe neerslag uiteindelijk via rivieren in meren of in de zee terechtkomt. Om vervolgens via o.a. verdamping weer in de vorm van waterdamp in de atmosfeer terecht te komen. Een iets minder bekend proces is transpiratie; de verdamping van water door huidmondjes van planten. Onderzoekers van de universiteit van New Mexico en Victoria hebben ontdekt dat juist de transpiratie op land voor een groot deel verantwoordelijk is voor van de evapotranspiratie; de som van de directe verdamping en transpiratie door planten.
Waarom is dit interessant?
Tot nu toe was het lastig om de invloed van directe verdamping van transpiratie te onderscheiden. Een oorzaak hiervan is dat metingen van waterverdamping door de huidmondjes van planten zeer onzeker zijn. Daardoor lopen de schattingen van de invloed van transpiratie in globale klimaatmodellen veel uiteen: van 20 tot 65% van de totale evapotranspiratie over land. Vanwege de grote invloed op het klimaat is een goede schatting essentieel. Met dit onderzoek is een nieuwe manier gevonden om de invloed van transpiratie nauwkeuriger te bepalen.
Hoe is het onderzocht?
Er is gekeken naar verschillende verhoudingen van isotopen. Dit zijn atomen met gelijke chemische eigenschappen, maar met verschillende massa. Directe verdamping verandert de verhouding van de twee meest voorkomende zuurstof en de twee meest voorkomende waterstof atomen. Transpiratie heeft geen invloed op de isotoopverhouding, dus kan uit de verhouding van zuurstof- en waterstofisotopen geschat worden hoe belangrijk de twee processen zijn. De onderzoekers hebben voor verschillende grote meren over de gehele wereld de isotoopverhoudingen en de invloed van overige bronnen op de waterbalans (neerslag en het verlies aan grondwater) bepaald. Door aan te nemen dat het meer in ‘balans’ is, dit betekent dat er evenveel water het meer inkomt als er uit gaat, is de invloed van transpiratie bepaald. Hoewel er grote verschillen zijn, is de transpiratie gemiddeld gezien voor 80 tot 90% verantwoordelijk voor de evapotranspiratie over land. Zelfs in woestijnregio’s is het gemiddelde 75%.
Een verklaring voor de grote invloed van transpiratie is dat voor directe verdamping natuurlijk een wateroppervlak nodig is. Hoewel de directe verdamping op een bepaalde plek misschien belangrijker is, is de totale invloed gelimiteerd doordat slechts 3% van het landoppervlak uit open water bestaat. Planten kunnen water halen uit grond- en oppervlaktewaterreservoirs wat hun invloed op de waterbalans in totaal groter maakt. Een leuk weetje is dat de onderzoekers ook vonden dat transpiratie 50% van de zonne-energie opgenomen door het aardoppervlak gebruikt.
Hoe nu verder?
De verdamping van water door huidmondjes op planten is direct gerelateerd aan fotosynthese. Om de huidmondjes te openen, wat nodig is om CO2 op te nemen, moet de plant water verdampen. Met ongeveer 80% transpiratie over land is de CO2-opname en waterverdamping precies in balans. Vanwege de invloed van transpiratie op de watercyclus over land, zal ook in de toekomst in een klimaat met hogere CO2 concentraties de transpiratie belangrijk blijven. Veranderingen in transpiratie kunnen temperaturen over land beïnvloeden en ook de neerslaghoeveelheden die in rivieren komen. Volgens de onderzoekers moet men zich bij nieuwe klimaatmodellen zich dus vooral richten op het verbeteren van biologische processen als transpiratie. De nieuwe methode, beschreven in het artike,l kan worden gebruikt om in de toekomst klimaatmodellen mee te kalibreren.
De waterkringloop, onderzoek heeft uitgewezen dat transpiratie een grotere invloed heeft op de kringloop over land dan tot nu toe werd gedacht.
Deze FOK! wetenschap special is geschreven door felagund, één van onze wetenschappers op FOK!
Bron: Jasechko S. et.al. Terrestrial water fluxes dominated by transpiration. Nature 2013 Apr 3. doi: 10.1038/nature11983.