Kvävefixeringen i våra barrskogar förklaras av forskare vid SLU
I en artikel i nya numret av Science visar forskare vid SLU i Umeå hur kvävefixeringen i våra barrskogar i större skala går till.
Kvävet i nordliga barrskogar kommer till stor del från cyanobakterier som lever på väggmossans blad. Bakterierna kan fixera luftkväve och tillför på så sätt stora mängder kväve till skogsekosystemen.
Kväve utgör en starkt begränsande faktor för all tillväxt i boreal barrskog. Kvävets ursprung i dessa skogar var länge en gåta. För några år sedan kunde forskare från bland annat SLU för första gången visa på cyanobakteriernas centrala roll.
Några av de forskare som gjorde den ursprungliga upptäckten, som publicerades i tidskriften Nature, har nu också kunnat klargöra hur den övergripande regleringen av kvävefixering går till. De har också klarlagt varför den huvudsakliga kvävefixeringen sker i gammal skog och inte i unga skogsbestånd.
Den nya studien, som publiceras i veckans nummer av prestigefyllda tidskriften Science, har genomförts av forskarna Thomas DeLuca vid The Wilderness Society, Montana, USA (tidigare gästforskare vid SLU), och Olle Zackrisson, Michael Gundale och Marie-Charlotte Nilsson vid SLU i Umeå.
Resultaten visar att det är den mängd kväve som hamnar på väggmossan från nederbörd, träddropp och förnafall från träd och bärris som reglerar hur mycket kväve som cyanobakterierna fixerar.
I unga trädbestånd omsätts mycket kväve internt, och kvävenedfallet blir stort, vilket hämmar cyanobakteriernas kvävefixering. I äldre skogsbestånd omsätts däremot en mindre mängd kväve via trädkronor och bärris, och endast små kvävemängder hamnar i den mossmiljö där cyanobakterierna lever. I sådana skogar stimuleras bakteriernas kvävefixering. Det finns således en biologisk regleringsmekanism som styr kväveuppbyggnaden i mosslagret i naturliga skogsmiljöer.
Varför är då denna upptäckt viktig? Kväve är en starkt tillväxtreglerande faktor för stora delar av jordens skogar. Kunskaper om hur kvävet byggs upp och regleras under ett skogsbestånds utveckling ger forskningen en viktig grund för att kunna skapa modeller för skogarnas tillväxt. Eftersom väggmossa dominerar markvegetationen över stora arealer av norra halvklotet, är kunskapen är också mycket intressant i dagens klimatdebatt, som ju bland annat handlar om hur ökande mängder koldioxid ska kunna byggas in i skogsekosystemen.
Resultaten från denna studie understryker behovet av försiktighet vid skogsgödsling, eftersom kvävegödsling kan störa skogens naturliga uppbyggnad av kväve under skogens utveckling. Den naturliga kvävefixeringen i gamla skogar slås ut i områden med mycket luftföroreningar och i områden där skogen gödslats.
Kontaktinformation
Dr. Michael Gundale, institutionen för skogens ekologi och skötsel, SLU Umeå. Tel 090-786 84 27, 070-618 69 46.
Michael.Gundale@svek.slu.se
Professor Marie-Charlotte Nilsson Hegethorn, institutionen för skogens ekologi och skötsel, SLU Umeå. Tel 090-786 84 40, 070-556 66 04.
Marie-Charlotte.Nilsson@svek.slu.se
