Det kjemiske forsvaret til trea påverkar karbonlageret i jorda

Skogane i verda er ein viktig del av den globale karbonrekneskapen. Når du høyrer orda «skog», «karbon» og «klima» tenker du kanskje automatisk på Amazonas, men visste du at våre eigne norske skogar er ei viktig brikke i klimarekneskapen?

– Når vi snakkar om klimaendringar og karbonlagring kjem vi ikkje utanom dei boreale skogane, seier ph.d.-kandidat Yngvild Ransedokken ved NMBU - Noregs miljø- og biovitskaplege universitet.

Sjølv om tropisk skog lagrar meir karbon i biomassen over bakken, har boreal skog eit mykje større lager av karbon i jorda. Dette gjer den boreale skogen til det største karbonlageret på land.

– Korte vekstsesongar med relativt kalde temperaturar fører til låg fart på nedbrytinga, noko som lettar karbonbinding og langsiktig karbonlagring i jorda.

Karbon inn og karbon ut

I doktorgraden har Ransedokken undersøkt kva slags effektar ulike treslag har på tidleg nedbryting av strø og mengde jordkarbon i ulike skogar i Noreg.

– Mengda karbon i jorda avheng av balansen mellom tilførsel og tap av karbon og nitrogen, seier ho. Tilførselen kjem frå fotosyntesen til plantane, medan tapet skjer når dødt organisk materiale blir broten ned og rotnar. Jordkarbonet kjem hovudsakleg frå strø ovanfrå, og røter og mykorrhizasopp under bakken.

– Kort fortalt: det dominerande treslaget i ein skog påverkar kor mykje karbon som blir lagra i jorda, forklarer ho.

Ingen skogar er like

Norske skogar varierer stort i eigenskapar. Trea dikterer skogens mikroklima, og kva samfunn av nedbrytarar, som sopp og insekt, som lever der.

– Sjå for deg ein bjørkeskog og ein granskog, seier *Ransedokken.

– På ein strålande sommardag vil det vera stor forskjell på å gå i ein open bjørkeskog samanlikna med ein tettare og mørkare granskog. Til dømes vil varmen opplevast som meir intens, og lufta mindre fuktig i bjørkeskogen.

Forskjellige treslag produserer òg forskjellige typar strø med stor variasjon i struktur og kjemi. Til dømes varierer mengde og samansetning av kjemiske forsvarsstoff ofte mykje mellom treslaga.

Nedbryting blir diktert av kjemi

I eit eksperiment samanlikna Ransedokken korleis strøet blir brote ned i fuktig granskog med tørr furuskog. Posar med strø frå blåbær, gran og furu vart lagt i skogbotnen og undersøkt etter eit år.

– Resultata viste at nedbrytinga av strø varierte med strøtype og over tid, seier Ransedokken.

Trea sine eigne kjemiske forsvarsstoff inneheld mykje karbon og har vorte foreslått som viktig i nedbrytinga, men det er relativt lite forska på.

– Forskjellar i kjemiske forsvarsstoff kan bidra til å forklara kvifor vi ser forskjellar i nedbryting mellom treslag.

Tannina og deira rolle

Et slikt forsvarsstoff er tannin, nokon gangar kjent som garvestoff (som i vin), som finst i mange forskjellige plantar. Tannina viste seg å påverka nedbrytinga i dei seinare fasane til strøet, etter kvart som nitrogen og andre liknande stoff forsvann.

– Enkelte tannin blir lett frigjort frå strøet, medan andre typar er meir gjenstridig og bidrar til karbonlagringa, seier Ransedokken.

Kjemisk er det vanskeleg å separera tannin ned til enkelte forbindelsar og dei blir derfor ofte analyserte i bulk, slik ho har gjort.

– Dersom vi skal få ei djupare forståing av påverknaden til tannina på nedbryting og jordkarbon må det nye, meir detaljerte studiar til, påpeikar ho.

Soppane blir påverka av kjemi

Andre organismar som blir påverka av kjemien til trea er soppane som lever i jorda.

– Det var samanheng mellom type kjemiske forsvarsstoff og samansetning av soppsamfunn, seier *Ransedokken.

Spesialiserte nedbrytarsopp dominerte i strøet i starten av perioden, medan delen mykorrhizasopp auka mot slutten. Mykhorriza er ein typisk «kollegasopp» som gjerne samarbeider med plantane han veks i nærleiken av. Samansetninga av soppsamfunn varierte mellom strøtypane gjennom heile perioden. 

– Dette indikerer at skifte frå eit treslag til eit anna vil endra soppsamfunnet.

– Kjemien i soppsamfunnet kan igjen påverka karbonlagringa, sidan store delar av jordkarbonet kjem frå nedbrote mykorrhizasopp, påpeikar ho.

Naturleg versus planta skog

Ransedokken har òg sett nærare på nedbrytinga av strø i naturleg bjørkedominert skog på Vestlandet og samanlikna denne med skog der bjørka har vorte erstatta med planta gran.

– I begge skogtypane studerte vi både gran- og bjørkestrø kvar for seg for å testa om «heimebane», det vil seia bjørkestrø i bjørkeskog eller granstrø i granskog, gir nokon fordel for nedbrytinga, forklarer ho.

Begge strøtypane vart brote ned raskare i bjørkeskog enn i granskog. Granstrøet hadde ein fordel av «bortebane». Dette samsvarer med tidlegare forsking som har funne at overgangen frå stadeigne bjørk til planta gran gir endringar i soppsamfunn og skogbotn.

Karbonet fordeler seg forskjellig i jorda

Ransedokken har òg samanlikna mengde karbon i jorda i bøk- og granskog i Vestfold, der bøk har den nordlege utbreiingsgrensa si.

– Det var ingen forskjell i total mengde jordkarbon mellom dei to skogtypane, seier ho.

– Men det var vertikale forskjellar i jordkarbon mellom bøk- og granskog.

Dette skylder mest sannsynleg forskjellar i mengde soppbiomasse langs jordprofila.

– Røtene til grana og dei tilhøyrande mykorrhizasoppene ligg grunnare enn det dei gjer hos bøk, forklarer ho.

Kvar djupt karbonet er lagra i jorda kan påverka stabiliteten av karbonlageret.

Resultata er ein viktig bit i puslespelet for å forstå korleis karbon samlast og blir lagra i boreal jord.

– Treslag har tyding både for kor mykje karbon som går inn og ut av økosystemet til kvar tid, kor mykje som er lagra, og der det er lagra i jorda, seier ho.

Resultata er viktig kunnskap for skogforvaltarar og andre avgjerdstakarar som ønsker å vareta berekraftig skogproduksjon og redusera klimaendringane gjennom lagring av karbon i jorda.