Nya SLU-rön i Nature:Trädens rotandning viktigareän väntat för skogarnas kolbalans
Försök med ringbarkning av träd i stor skala i Vindelns försökspark, som hör till SLU, visar att respirationen från rötter och deras mykorrhizasvampar svarar för så mycket som halva markrespirationen, det vill säga hälften av avgivningen av koldioxid från marken. Experimentet visar också att transporten av kolhydrater från trädkronorna ner till rötterna sker inom någon dag, betydligt snabbare än man tidigare känt till.
– Resultaten öppnar vägen för ny förståelse för regleringen av skogarnas kolbalans och för livet i marken. Det ökar också vår förmåga att förutsäga hur kolbalansen kan utvecklas när klimatet förändras, säger Peter Högberg, professor i marklära vid institutionen för skogsekologi vid SLU (Sveriges
lantbruksuniversitet) i Umeå, som lett försöket. Forskningsrönen publiceras i senaste numret av den ansedda tidskriften Nature.
Förstärkt växthuseffekt
Förbränningen av fossila bränslen leder till en ökning av koldioxid i atmosfären och därmed troligen till en förstärkt växthuseffekt. IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change) förbinder en höjd global lufttemperatur med ökningen i atmosfärens koldioxidhalt. Internationella förhandlingar syftar till att finna vägar att minska denna, till exempel via Kyoto-avtalet 1997.
Ett viktigt men komplicerat steg i det arbetet är att upprätta nationella kolblanser. För skogrika länder som Sverige strävar man efter att beakta skogarnas förmåga att binda kol. Skogarnas kolbalans är just en balans mellan å ena sidan koldioxidfixering genom fotosyntes och å andra sidan
avgivning av koldioxid genom respiration. Vid fotosyntesen binds koldioxid med hjälp av ljusenergi till socker, vilket senare omvandlas till bland annat ved och andra växtdelar. Vid nedbrytning av såväl enklare sockerarter i träden som mer komplexa organiska föreningar i marken, såsom humus, avges
koldioxid (= respiration). I många skogar är balansen positiv, det vill säga mer koldioxid binds än vad som avges – man talar då om skogen som en sänka för atmosfärisk koldioxid.
Hälften är rotrespiration
Man har idag en ganska god uppfattning om processerna ovan mark, det vill säga om fotosyntesen och respirationen av växternas ovanjordsdelar. Men merparten av respirationen sker i marken. Det har fram till nu varit okänt hur mycket av denna som härrör från nedbrytande mikroorganismer respektive
från rötter och de mykorrhizasvampar som lever i symbios med rötterna -tidigare forskning har framförallt härlett markrespirationen till mikroorganismers nedbrytning av dött organiskt material.
Att fastställa de bakomliggande faktorerna är viktigt för vår förmåga att göra modeller av den framtida utvecklingen av kolbalansen. De nedbrytande mikroorganismerna kontrolleras av faktorer som markens temperatur och fuktighet samt substratets kvalitet (nedbrytbarhet), medan rötternas och
mykorrhizasvamparnas respiration borde vara mer direkt kontrollerad av mängden ljus.
Flödet av socker från trädkronorna till deras rötter kan skäras av genom att barken tas bort ända in till veden. Genom att ringbarka ett stort antal träd på några försöksytor, och jämföra respirationen från dessa med den från ytor där träden inte ringbarkats, kunde SLU-forskarna visa att respirationen från rötterna och deras mykorrhizasvampar svarade för 50 procent eller mer av respirationen från marken.
Nära 40 procent av markrespirationen kunde försvinna inom fem dagar på ringbarkade ytor.
– Transporten av sockret från fotosyntesen i trädkronorna ner till rötterna är överraskande snabb. Varje träd har så att säga en pump som driver processen, och den är mer kraftfull än man skulle kunna tro, säger Peter Högberg.
Internationellt projekt
Vid sidan av Peter Högberg har Anders Nordgren, Alf Ekblad, Mona Högberg, Gert Nyberg och Mikaell Ottosson-Löfvenius vid institutionen för skogsekologi i Umeå deltagit i projektet, liksom Andrew Taylor, institutionen för skoglig mykologi och patologi, SLU i Uppsala. Nina Buchmann från Max-Planck-Institutet i Jena och David Read från Sheffields universitet har också medverkat. Ringbarkningen utfördes av Göte Moen och
Leif Olsson, skogsekologi.
700 träd ringbarkades
Experimentet med ringbarkning av träd utfördes i en tallskog i Vindelns försöksparker. Samtliga träd på sex försöksytor om vardera 30 x 30 meter ringbarkades för att forskarna skulle kunna undersöka hur flödet av socker från trädkronorna ner till rötterna påverkades, och hur mycket markrespirationen minskade efter ringbarkningen.
Träden barkades runtom i brösthöjd. Antalet ringbarkade träd på varje försöksyta var i genomsnitt 120. Markrespirationen uppmättes sedan vid flera tillfällen mitt i varje försöksyta. Detta, i kombination med att varje försöksyta var relativt stor, garanterar att man kunnat undvika påverkan från angränsande mark där träden ej behandlats.
Ringbarkningen av tallarna gjordes vid två olika tidpunkter under sommaren. Effekten på kolflödet och markrespirationen var lite olika, beroende av när ringbarkningen skedde.
Träden dör – så småningom
– De ringbarkade tallarna i Vindeln dör så småningom. Men vi vet inte hur lång tid det tar, troligen flera år. Nu ett år efter ringbarkningen ser vi ingen skillnad på krontätheten, säger Peter Högberg.
Det innebär att mikroklimatet på försöksytorna hela tiden är detsamma. Undersökningar av rötternas respiration skulle också kunna göras genom att ytorna kalavverkades, men resultaten från sådana försök blir mycket svårtolkade, eftersom kalavverkningen innebär att nederbörd, vind och
solinstrålning påverkar markskiktet på ett helt annat sätt än medan träden står kvar.
Stort intresse
Intresset är stort för försöken med att ringbarka träd. Ett norrländskt skogsbolag har ställt mark till förfogande för liknande försök på andra slags marker.
Hur veden på sikt påverkas av ringbarkningen är också det något som intresserarforskarna, även om det i dagsläget inte finns några pengar för sådana studier. Docent Rolf Gref, institutionen för skoglig genetik och växtfysiologi, berättar att ringbarkat timmer i Finland kallas ”silverfura”.
– Där ringbarkar ibland skogsbönder sina träd före avverkningen, eftersom det gör veden mera kådrik och beständig. Dessutom blir veden silvergrå, därav namnet silverfura.
Man använder gärna sådana stockar till bastun eller sommarstugan. Det går att få ut högre pris för timmer som ringbarkats. Men avverkningsmetoden kräver tålamod; träden bör få stå kvar på rot 15-25 år efter ringbarkningen
innan de kan kallas silverfura.
**********
Ytterligare information: prof Peter Högberg, institutionen för skogsekologi,
SLU i Umeå, tel 090-786 50 07.
E-post: Peter.Hogber@sek.slu.se
