Koolstofvastlegging, de langdurige opslag van koolstof in planten, bodems, geologische formaties en de oceaan. Koolstofvastlegging komt zowel van nature voor als als gevolg van antropogene activiteiten en verwijst doorgaans naar de opslag van koolstof die het onmiddellijke potentieel heeft om koolstofdioxidegas te worden. Als reactie op de groeiende bezorgdheid over klimaatverandering als gevolg van verhoogde kooldioxideconcentraties in de atmosfeer, is er aanzienlijke belangstelling getrokken voor de mogelijkheid om de snelheid van koolstofvastlegging te verhogen door veranderingen in landgebruik en bosbouw en ook door geo-engineeringtechnieken zoals koolstofafvang en opslag.
luchtverontreiniging: koolstofvastlegging
Koolstofbronnen en koolstofputten
Antropogene activiteiten zoals het verbranden van fossiele brandstoffen hebben koolstof vrijgemaakt uit de langdurige geologische opslag ervan als steenkool, aardolie en aardgas en hebben het als koolstofdioxidegas in de atmosfeer afgeleverd. Kooldioxide komt ook van nature vrij door de afbraak van planten en dieren. De hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer is sinds het begin van het industriële tijdperk toegenomen en deze toename is voornamelijk veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen. Kooldioxide is een zeer effectief broeikasgas, dat wil zeggen een gas dat infraroodstraling absorbeert die wordt uitgezonden door het aardoppervlak. Naarmate de kooldioxideconcentraties in de atmosfeer stijgen, blijft meer infraroodstraling behouden en stijgt de gemiddelde temperatuur van de lagere atmosfeer van de aarde. Dit proces wordt mondiale opwarming genoemd.
Reservoirs die koolstof vasthouden en voorkomen dat het de atmosfeer van de aarde binnendringt, staan bekend als koolstofputten. Ontbossing is bijvoorbeeld een bron van koolstofemissie in de atmosfeer, maar hergroei van bossen is een vorm van koolstofopslag, waarbij de bossen zelf dienen als koolstofputten. Koolstof wordt op natuurlijke wijze vanuit de atmosfeer overgebracht naar terrestrische koolstofputten door fotosynthese; het kan zowel in bovengrondse biomassa als in bodems worden opgeslagen. Naast de natuurlijke groei van planten, omvatten andere terrestrische processen die koolstof vastleggen de groei van vervangende vegetatie op vrijgemaakt land, praktijken voor landbeheer die koolstof absorberen (zie hieronder Koolstofvastlegging en beperking van klimaatverandering) en verhoogde groei als gevolg van verhoogde atmosferische kooldioxidegehaltes en verbeterde stikstofdepositie. Het is belangrijk op te merken dat koolstof dat in bodems en bovengrondse vegetatie wordt vastgehouden, weer door de bodem kan worden afgegeven aan de atmosfeer door landgebruik of klimaatveranderingen. Verbranding (die wordt veroorzaakt door branden) of ontleding (die het gevolg is van microbe-activiteit) kan bijvoorbeeld de uitstoot van in bossen opgeslagen koolstof in de atmosfeer veroorzaken. Beide processen verbinden zuurstof in de lucht met koolstof opgeslagen in plantenweefsels om koolstofdioxidegas te produceren.
Als de terrestrische put een belangrijke koolstofbron wordt door verhoogde verbranding en afbraak, kan hij grote hoeveelheden koolstof toevoegen aan de atmosfeer en de oceanen. Wereldwijd is de totale hoeveelheid koolstof in vegetatie, bodem en afval ongeveer 2.200 gigaton (1 gigaton = 1 miljard ton), en naar schatting wordt de hoeveelheid koolstof die jaarlijks door terrestrische ecosystemen wordt afgezonderd, ongeveer 2,6 gigaton. De oceanen zelf hopen ook koolstof op en de hoeveelheid die net onder de oppervlakte wordt gevonden, is ongeveer 920 gigaton. De hoeveelheid koolstof die in de oceanische gootsteen is opgeslagen, overtreft de hoeveelheid in de atmosfeer (ongeveer 760 gigaton). Van de koolstof die door menselijke activiteiten in de atmosfeer terechtkomt, blijft slechts 45 procent in de atmosfeer; ongeveer 30 procent wordt opgenomen door de oceanen en de rest wordt opgenomen in terrestrische ecosystemen.
Koolstofvastlegging en beperking van klimaatverandering
Het Kyoto-protocol in het kader van het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering biedt landen de mogelijkheid om kredieten te ontvangen voor hun koolstofvastleggingactiviteiten op het gebied van landgebruik, verandering in landgebruik en bosbouw als onderdeel van hun verplichtingen onder het protocol. Dergelijke activiteiten kunnen bebossing (omschakeling van niet-bebost land naar bos), herbebossing (omschakeling van eerder bebost land naar bos), verbeterde bosbouw- of landbouwpraktijken en herbegroeiing omvatten. Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) kunnen verbeterde landbouwpraktijken en bosgerelateerde mitigatieactiviteiten een aanzienlijke bijdrage leveren aan de verwijdering van kooldioxide uit de atmosfeer tegen relatief lage kosten. Deze activiteiten kunnen onder meer een verbeterd beheer van gewassen en weilanden omvatten - bijvoorbeeld efficiënter gebruik van meststoffen om de uitspoeling van ongebruikte nitraten te voorkomen, grondbewerkingspraktijken die bodemerosie minimaliseren, het herstel van organische bodems en het herstel van aangetaste gronden. Daarnaast is het behoud van bestaande bossen, met name de regenwouden van de Amazone en elders, belangrijk voor de voortdurende opslag van koolstof in die belangrijke aardse putten.
