Högre skogsproduktion längre ner på sluttningarna – resultat av samspel mellan mark, mikroorganismer och växter

Man vet inte med säkerhet varför kvävetillgången ökar mer än den kvävemängd som transporteras nedför sluttningarna. Men man har sett ett mycket starkt samband mellan mängden basiska joner, till exempel kalcium, och mängden kväve i marken. Den gängse förklaringen till hög kväveomsättning i marken är hög aktivitet hos mikroorganismerna, och detta skulle kunna vara en möjlig förklaring till den högre skogsproduktionen.

Mona Nordström Högberg, Umeå, har i sin doktorsavhandling kartlagt sambandet mellan skogsproduktion, vegetationens sammansättning, markkemiska egenskaper, kväveomsättning och markmikrobiologi, med avseende på kol och kväve, något som inte gjorts tidigare.

Hennes avhandling omfattar fem arbeten. Fyra av dem omfattar fältstudier av en naturlig skogsproduktionsgradient (kvävemängden i marken ökar trefaldigt, markens pH ökar successivt från 3,8 till 6,4) på så gott som plan mark i Betsele, Lycksele. En trefaldig variation i skogsproduktion längs den 90 meter långa gradienten möjliggjorde ett landskapsperspektiv på erhållna resultat. I ytterligare en fältstudie utnyttjades en manipulerad tallskog där man ville studera vad som händer med mikrobernas aktivitet och sammansättning då man stoppar kolfödet från tallkronorna till markekosystemet efter ringbarkning av stammarna.

I motsats till det förväntade ökade inte mikrobernas aktivitet eller kolinnehåll då skogsproduktionen ökade. Kväveomsättningen däremot ökade som väntat i proportion till skogsproduktionen. Mikrobsamhället i skogsmarken varierade från dominans av svampar i den lågproduktiva tallskogen, till lika liten förekomst av svamp som i en jordbruksmark i den högproduktiva granskogen. Samtidigt ökade mängden bakterier. Ringbarkning av tallstammarna hade en dramatisk effekt och sänkte både mikrobernas aktivitet och mängd.

Försöket möjliggjorde en kvantitativ uppskattning av de mikrober som varit beroende av trädens nedtransport av fotosyntetiskt kol till marken och de utgjorde minst 1/3 av hela mikrobsamhället i den lågproduktiva tallheden. Samtidigt visade det sig att halten lösligt kol, det vill säga ett potentiellt substrat för mikrober i marken, halverades efter att kolflödet i tallstammarna stoppats.

Studierna längs med den naturliga kvävegradienten och ringbarkningsexperimentet lade grunden till en modell som beskriver samspelet mellan träden/vegetationen/kväveomsättningen och mikrobsamhällets sammansättning. När skogsproduktionen och kväveomsättningen är låg, transporterar träden mycket kol till rötterna för att bygga ut sitt rotsystem istället för att bygga stamved. Detta gynnar även tillväxten av mykorrhizasvamparna som är nästan helt beroende av en värdväxt. Dessa svampar missgynnas av hög kvävetillgång i marken, vilket kan bero på att trädet inte föder dem längre med kol i form av socker. Istället gynnas de i klassisk bemärkelse nedbrytande mikroberna, när kvävetillgången ökar, eftersom mängden material att leva på för dessa då ökar.

Onsdagen den 8 september 2004 kl 9.15 försvarar fil kand Mona Nordström Högberg, född i Balsjö, Bjurholm, doktorand vid institutionen för skoglig mykologi och patologi, SLU i Uppsala, men verksam vid institutionen för skogsekologi, SLU i Umeå, sin doktorsavhandling med titeln Relationer mellan kol och kväve i mark, markmikroorganismer och växter i boreal skog (Carbon and Nitrogen relations among Soils, Microbes, and Plants in Boreal Forests).

Disputationen avser filosofie doktorsexamen.

Opponent är Dr. Clare Robinson, Department of Life Sciences, Kings College, University of London, Storbritannien.

Kontaktinformation
Mer information: Mona Nordström Högberg, institutionen för skogsekologi, SLU i Umeå, tel 090-786 84 24. E-post: Mona.N.Hogberg@sek.slu.se

Adress från 7 september 2004: Oregon State University, Department of Crop and Soil Science, 3017 Agricultural and Life Science Building, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, USA. Samma e-post som tidigare.