Hvor mye karbon er det i skogsjorda? Kommer det fra dødt plantemateriale som brytes ned, eller «pumpes» det ned i bakken via trærnes rot- og soppsymbiose? Kanskje begge deler? I så fall; hvor mye bidrar de ulike prosessene med? Det er fortsatt mye vi ikke vet om karbondynamikken i skogen.
At skogstrærne lever i symbiose med sopp via røttene er en kjent sak. Samlivet som kalles sopprot eller mykorrhiza gjør at trærne enklere får tilgang til næringsstoffer fra jorda i forbindelser som trærne kan utnytte. Som gjenytelse får soppen energi i form av sukkerstoffer, karbohydrater, som er et resultat av trærnes fotosyntese.
Fruktlegemene til noen av disse soppene finner vi om høsten som hattsopper i skogen, fluesopp, kremler, risker og kantareller – blant annet. Men det er mycelet, det fine nettet av tynne tråder, eller hyfer, nede i jorda som utgjør det meste av soppen. Nå mener noen forskere at symbiosen mellom skogstrær og mykorrhiza-sopp også bidrar til at store mengder karbon blir bundet i skogsjorda. En av dem er Mikael Ohlson. Han er professor i botanisk økologi ved NMBU.
– Før mente man jo at alt karbon i jorda kom fra strø i form av blad, grener, nåler og døde røtter fra trær og andre planter. Men en stor del av det karbonet som blir langtidslagret lengre ned i jorden kommer ikke derfra. Det kommer dit via mykorrhiza. Hvor stor del av karbonet i jorda dette utgjør vet vi ikke riktig, men vi tror det er mye, sier han. Han viser resultater fra en undersøkelse av forekomsten av ulike soppslekter i strølag, humuslag og minerallag i gran og bøkeskog. Den viste, ikke uventet, at soppene som står for nedbryting av organisk materiale dominerer i strølaget, mens det er mykorrhizasoppene det er mest av i humussjiktet og i mineraljorda.
Ohlson forteller at konsentrasjonen av karbon i det organiske laget er omtrent 50 prosent. Det er som i annet plantemateriale. – Men går vi ned i mineraljorda er det fortsatt karbon der. Vi har målt det ned til en meter, og det er om lag 1-5 prosent karbon i disse jordmassene. Totalt blir det store mengder karbon i jorda i skogen. I tropisk skog er det omtrent like mye karbon i det som er over og under bakken, men i den boreale skogen er karbonlageret totalt mye større, og om lag 80 prosent av karbonet er i jorda, sier han. Og han forklarer altså mye av det med at de biologiske prosessene i mykorrhizasoppen omdanner karbohydratene til karbonforbindelser som er tungt omsettelige.
– Du vet, karbon finnes jo i så mange ulike former og forbindelser. Det er alt fra det som er absolutt lettest å omdanne, som glukose, det forsvinner med en gang. Det brukes i forbrenningen til levende organismer umiddelbart og blir til karbondioksid og vann. I den andre enden av skalaen har vi diamant. Det er i den formen karbonet er aller hardest bundet. Steinkull og trekull er også former for karbon som er veldig stabile. Trekull fra skogbranner kan ligge svært lenge i jord uten å forandre seg, vi snakker om flere tusen år. Og mellom disse og sukker har vi lignin, soppmetabolitter, cellulose og stivelse. Så når man snakker om karbon er det viktig å være klar over hvilke forbindelser av stoffet det dreier seg om. Og det varierer med jorddybden, forklarer han.
Karbondioksidet i lufta som trærne tar opp via fotosyntesen kan altså havne langt nede i bakken i form av ulike soppmetabolitter som er bestandige mot nedbryting. Karbonet i dødt plantemateriale på bakken er imidlertid lett omsettelig og går raskt tilbake til atmosfæren, mener han.
– Nedbrytersamfunnet som dominerer i det øverste laget av skogbunnen består av bakterier og sopp, og de tar alltid de karbonforbindelsene som er lettest nedbrytbare først. Jo lengre ned vi går i profilen, jo eldre og mer motstandsdyktig mot nedbrytning blir karbonforbindelsene. Og vi vet at når mycelet til disse mykorrhizasoppene som dominerer der nede dør, blir det igjen karbonforbindelser som nedbrytersamfunnet har veldig vanskelig for å bryte ned, forklarer Ohlson. Han forteller at det med dagens teknologi er mulig å klassifisere karbonforbindelsene i de ulike jordlagene kjemisk. – De forbindelsene som kommer fra sopp er annerledes enn de
som er produsert av planter eller dyr. Det er slik vi har forstått at en del av det som er der nede kommer fra mykorrhizaen. Og da tenker vi at når man driver flatehogst og tar vekk trærne, tar vi også vekk livsgrunnlaget for mykorrhizasoppen. Den blir uten energi og da dør den. Rett og slett. Den har ingen sjanse til å klare seg når trærne forsvinner, den må jo ha energien fra trærne, mener han.
– Mykorrihzasoppen lever vel også sammen med lyng og småplanter, så noe av den vil vel overleve til det kommer opp ny skog?
– Jo, noe overlever, men størrelsen på samfunnet reduseres. I skog kommer en meget stor del av det karbonet som bindes i fotosyntesen fra trærne. Så du tar bort mye av næringstilgangen for soppen. Når en del av mykorrhizasoppen dør, gir det en åpning for nedbrytesoppen til å få et overtak. Sannsynligvis gir mykorrhizasoppen – når den er død – et grunnlag for andre til å komme å bryte den ned, sier Ohlson.
– Men karbonet er veldig tungt nedbryt bart i mykorrhizaen?
– Ja, og nå er jeg ute og spekulerer. Det er viktig å være tydelig på hva man vet og hva man bare tror her. Men vi ser for oss at det er en konkurransemessig balanse mellom nedbrytersopp og mykorrhiza. Om mykorrhizaen helt plutselig mister sin vitalitet og sin konkurranseevne fordi den mister matfatet sitt, kommer nedbryterne til å få et konkurransemessig fortrinn og bli mer aktive.
– Hva konkurrerer de to soppkategoriene om? Mykorrhiza har jo sitt matfat i det som kommer fra trærne og nedbryterne har sitt matfat i dødt organisk materiale?
– Når mykorrhizaen tar næringen direkte fra trerøttene, blir det mindre igjen til nedbryterne. For så lenge mykorrhizaen lever, og så lenge trerøttene lever, holdes sannsynligvis – det er viktig å understreke at dette er sannsynligvis – mye av disse nedbryterne i sjakk. Men når treet blir hogd og trerøttene dør, da dør mykorrhizaen og da får nedbryterne en bredere nisje, en større konkurransemessig mulighet. Jo, det er vanskelig å bryte det ned, men de prøver. Denne konkurransebalansen mener vi er viktig. Vi har ikke mye kunnskap om dette, men det er helt sikkert en interaksjon mellom dem, spekulerer han. Ohlson fortsetter tankeeksperimentet:
– Når man hogger ned skogen og raskt planter til med hurtigvoksende skog, får man en veldig aktivitet også i jorda. Vi bygger opp et mikrobesamfunn som blir stort og aktivt. Og det er slett ikke umulig at det mikrobesamfunnet kommer som et produkt av all energi som går ned i bakken – kanskje – nå spekulerer jeg igjen – kan begynne å bryte ned det karbonet som er lagret der.
– Så det er ikke sånn at røttene til ungskog en og mykorrhizaen holder på de karbo hydratene for eget bruk?
– Det vet vi ikke. Men vi vet at aktiviteten i jordbunnssamfunnet går opp, fordi det blir tilført mer energi. Biologisk aktivitet både over og under bakken begrenses av energi og tilgangen på næringsstoffer som nitrogen, fosfor og kalium. Det er en diskusjon som går generelt i jordbiologien, hvor mye jordbunnssamfunnet er begrenset av næring versus energi. Om man tilfører nitrogen har det kanskje ikke så stor betydning for jordbunnssamfunnet, men tilfører vi sukker så får vi aktiviteten opp.
– Sier du nå at gjødsling ikke har så stor betydning?
– Det er et kontroversielt tema, og det finnes en studie fra Nord-Sverige på langtidsforsøk med nitrogengjødsling som viser at aktiviteten i jordbunnssamfunnet, sopp og nedbrytere, går litt ned, hvilket indikerer at karbonakkumuleringen i jorden går litt opp. Men det er få studier, og framfor alt er det få studier som er gjort over litt lengre tid. Men om aktiviteten går ned i jordbunnssamfunnet når vi gir nitrogen, så bør det lede til at det blir mer karbon som blir lagret, sier han.
Men han har et forbehold: – Dette er litt spekulasjoner, men soppen gir jo trærne nitrogen, det er det viktigste handelsutbyttet. Og det kan tenkes at om trærne får tilgang til nitrogen via gjødsling, blir de mindre avhengige av mykorrhizzaen og mindre interessert i å gi mykorrhizaen sukker. I enkelte andre land har man sett nedgang i mykorrhizasopp over tid, og det henger sannsynligvis sammen med at vi har såpass mye nitrogendeposisjon fra nedbør.
– Men mykorrhizaen server treet med andre næringsstoffer også?
– Ja, men nitrogen er det viktigste. Og nitrogen er generelt det begrensende næringsstoffet i boreale områder. Dette med gjødsling og karbondynamikk er viktig.
– Hva mener du er den beste skogbehandlingen med tanke på karbonlagring?
– Jeg tror at en form for selektiv hogst sannsynligvis er det beste. Men hvor mange og hvilke trær man skal ta ut, vil jeg ikke ha så bombastiske meninger om. Man må sørge for at mykorrhizasamfunnet får så mye energi at nedbrytersamfunnet av sopp ikke tar over. Det er formodentlig der balansegangen går. Men hvor mye som skal stå igjen er uvisst, og det kunne vært et svært interessant forskningsprosjekt å jobbe med eksperimentelt, sier han.
Det er altså veldig mange teorier om karbonbalansen i skog og skogsjord ute og går. Noen få forskningsprosjekter er gjennomført og noen er på gang, men dette er åpenbart et tema som skriker etter mer forskning.
– Det har generelt vært altfor mye synsing. Det er ikke bare når det gjelder karbondynamikk, men også med tanke på arter som krever kontinuitet og hva de egentlig tåler. Her trenger vi empiri, tall og data som sier noe håndfast. Karbondiskusjonene er viktige, men samtidig mangler vi mange harde fakta, slår Ohlson fast.
