Inte enbart temperatur styr nedbrytning i Arktis

Forskare från Umeå universitet, Tyskland och Finland har upptäckt en ny mekanism som kan klargöra den långsamma nedbrytningen och frigörande av näring i arktiska jordar. Frånvaron av daggmaskarter kan förklara varför kväve är en bristvara för växter i Arktis. Studien publiceras i dag i den prestigefulla Nature Communications.

Näringen i den arktiska marken omsätts mycket långsamt och bristen på kväve styr hur snabbt växtsamhällen på tundran tillväxer och utvecklas. Att näringsbristen är så utbredd i Arktis har man under lång tid förklarat med att det kalla klimatet försvårar för mikroorganismer och därmed gör nedbrytning i marken långsam.

En ny studie från Climate Impacts Research Centre, CIRC, vid Umeå universitet visar att man bommat en viktig mekanism: markens frigörande av kväve styrs inte enbart av klimatet utan är starkt begränsad av den nuvarande bristen på större markdjur, såsom daggmaskar, som kan spjälka upp växtdelar till mindre enheter.

– Insikten att nedbrytningen i den arktiska marken kan öka utan att temperaturen ökar är konceptuellt viktigt, då den förändrar hur vi predikterar framtida miljöförändringar på tundran, säger Jonatan Klaminder, universitetslektor vid Umeå universitet och studiens huvudförfattare.

Studien visar att om nya daggmaskarter tillförs till den arktiska jorden ökar nedbrytningen kraftigt vilket frigör mer näringsämnen och växtupptaget av kväve ökar dramatiskt. Det får till följd att vissa växter dubblerar sin längd både ovan mark och under mark i form av kraftigt ökad skott- och rottillväxt.

– Effekten av att introducera vissa daggmaskarter på markprocesser kan liknas med effekten du får när någon för första gången tar in en rivningskula till en husrivning, du få en rejäl ökning i hur snabbt saker bryts ned till mindre enheter, säger Johan Olofsson, universitetslektor vid Umeå universitet och en av medförfattarna.

Effekterna på hela växtsamhället när det gäller kvävehalter i växter och fotosyntes var större än de effekter man tidigare sett till följd av temperaturökning och andra experiment inkluderande naturgödsel och betningseffekter.

– Att effekterna vi ser är större än de vi kan generera med temperaturökningar och naturgödsel, visar vilken viktig roll större markorganismer har för nedbrytningen i Arktis, säger Eveline Krabb, Sveriges lantbruksuniversitet.

Studien poängterar vikten av att ta hänsyn mänskliga aktiviteter som sprider nya markdjur till Arktis, såsom jordbruk, trädgårdsarbete och fiske, när man predikterar hur arktisk kommer att förändras under det kommande århundradet.

Om CIRC:

Climate Impacts Research Centre (CIRC) bedriver forskning och undervisning med fokus på klimateffekter på akvatiska och terrestra ekosystem i arktiska och alpina miljöer. Forskningen integrerar biogeokemi och ekologi med målet att öka förståelsen för nuvarande och framtida förhållanden. Verksamheten är baserad till Abisko Naturvetenskapliga station, 20 mil norr om polcirkeln (68.35° N, 18.82° E).

CIRCs hemsida

Originalartikel:

Blume-Werry, G., Krab, E.J., Olofsson, J., Sundqvist, M.K., Maria Väisänen, M., Klaminder, J.: Invasive earthworms unlock arctic plant nitrogen limitation. DOI 10.1038/s41467-020-15568-3
https://rdcu.be/b3y6p

Mediamaterial:

Earthworm in heath tundra mesocosm (filmklipp 18 sek)

Pressfoto. Foto: Gesche Blume-Werry

För mer information, kontakta gärna:

Jonatan Klaminder, Institutionen för Ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
Telefon: 090-786 95 54
E-post: jonatan.klaminder@umu.se

Johan Olofsson, Institutionen för Ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
Mobil: 070-264 58 89
E-post: johan.olofsson@umu.se