NASA toont Amerikaanse maïsgordel die letterlijk gloeit van productiviteit

Productiviteit is hier een lastig begrip. Vaak, landbouwproductiviteit beschrijft hoeveel voedsel een boer produceert met een beperkt aantal middelen. Het onderzoek, gepubliceerd op 25 maart in de Proceedings van de National Academy of Science, houdt zich in plaats daarvan bezig met "bruto productiviteit" - met andere woorden, de enorme hoeveelheid fotosynthetische activiteit die in een regio plaatsvindt.

Om de metriek te lezen, onderzoekers onder leiding van Joanna Joiner van NASA's Goddard Space Flight Center keken naar de basis van fotosynthese. Chlorofyl in planten absorbeert voornamelijk licht voor omzetting in energie, maar de celorganen zenden ook een klein deel van dat licht uit als een fluorescerende gloed die onzichtbaar is voor het blote oog.

Het team van Joiner realiseerde zich dat ze die gloed konden meten aan de hand van bestaande satellietgegevens. Onderzoek onder leiding van Luis Guanter aan de Freie Universitt Berlin gebruikte de gegevens vervolgens om de fotosynthese uit de landbouw te schatten.

Zoals je misschien verwacht, de tropen bereikten het grootste deel van het jaar de hoogste productiviteit, maar toen was er het razende plantenfeest dat bekend staat als Iowa in juli. Op het hoogtepunt van het groeiseizoen, de Corn Belt verlichtte de NASA-kaart op niveaus die 40 keer groter waren dan die waargenomen in het Amazone-regenwoud.

"Het artikel laat zien dat fluorescentie een veel betere maatstaf is voor landbouwproductiviteit dan alles wat we eerder hebben gehad, ” zei Christian Frankenberg, een co-auteur van het artikel bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in NASA's persbericht. "Dit kan een grote bijdrage leveren aan het monitoren van" en misschien zelfs het voorspellen van "" regionale gewasopbrengsten."

Zoals je misschien verwacht, de tropen bereikten het grootste deel van het jaar de hoogste productiviteit, maar toen was er het razende plantenfeest dat bekend staat als Iowa in juli. Op het hoogtepunt van het groeiseizoen, de Corn Belt verlichtte de NASA-kaart op niveaus die 40 keer groter waren dan die waargenomen in het Amazone-regenwoud.

Om daar te komen, is waarschijnlijk een satelliet nodig die gedeeltelijk is ontworpen om de productiviteit van gewassen te meten.

Voor hun laatste studie, NASA vertrouwde op gegevens van Metop-A, een Europese weersatelliet. NASA's Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2), gepland voor lancering komende juli, zou de bloei van planten met een hogere resolutie kunnen meten dan de huidige instrumenten in een baan om de aarde. NASA's Soil Moisture Active Passive-satelliet, klaar voor lancering na OCO-2, zou de inspanning aanvullen.

Vanaf daar, onderzoekers zouden hun analyse kunnen uitbreiden naar landschappen met een grotere diversiteit aan gewassen dan de centrale VS. niet alle plaatsen op de planeet leven alleen van maïs en verschillende planten zenden verschillende golflengten van licht uit. Terwijl de wereld probeert een hongerige bevolking te voeden in een warmere wereld, productiviteitsgegevens van sensoren op afstand in satellieten kunnen helpen om zowel markten als beleid te informeren.

Maar op korte termijn de studie van NASA is misschien het meest interessant voor wetenschappers die de wereldwijde klimaatverandering bestuderen. Het team van Joiner ontdekte dat de Corn Belt 40 tot 60 procent productiever is dan geschat in de huidige klimaatmodellen. In tegenstelling tot wilde planten, gewassen hebben frequente toegang tot voedingsstoffen en irrigatie, waardoor het voor wetenschappers moeilijk was om hun impact op de wereldwijde koolstofcyclus in het verleden in te schatten. De roze vlekken in de beelden van NASA betekenen dat Amerikaanse gewassen meer broeikasgassen uit de atmosfeer halen dan eerder werd gedacht.

Om duidelijk te zijn, dat betekent niet dat maïsboeren geheime strijders zijn tegen klimaatverandering. Maïsboeren zijn misschien wel de eersten die tegen het idee ingaan, gezien de scepsis waarmee ze naar klimaatwetenschappers kijken. En landbouw, vooral wanneer deze afhankelijk is van op stikstof gebaseerde meststoffen, blijft een van de belangrijkste aanjagers van de wereldwijde klimaatverandering.

Maar, of maïsboeren hen vertrouwen, klimaatwetenschappers zullen moeten erkennen dat de telers van de Corn Belt behoorlijk goed zijn in het omzetten van koolstof in de lucht in vaste vegetatie.