Forskningsgruppen upptäckte att inte bara skogsmark utan också träden tall, björk och gran i det norra barrskogsbältet släpper ut växthusgasen dikväveoxid i atmosfären. Redan i gruppens tidigare undersökning (Machacova et al., 2016; Scientific Reports) påvisades det att tallarnas stammar och trädkronor i det norra (boreala) barrskogsbältets skogar är källor till dikväveoxid. Undersökningen som nu gjordes visade att också björkarna och granarna släpper ut dikväveoxid i atmosfären.
– Träden kan ha en större roll än man tidigare trott i skogarnas dikväveoxidbalans och även i den globala dikväveoxidbalansen, säger biträdande professor Mari Pihlatie från Helsingfors universitets agrikultur-forstvetenskapliga fakultet.
Det viktigaste undersökningen bevisade var att utsläppen av dikväveoxid som kom från trädens stammar har en tydlig årstidsvariation som följer trädens fysiologiska aktivitet. Under vegetationsperioden släpper träden ut dikväveoxid från sina stammar och under vinterns viloperiod till och med förbrukar de dikväveoxid. Även om den förbrukning av dikväveoxid som sker under vintern minskar årets totala utsläpp, är träden ändå räknat på årsnivå källor till dikväveoxid. Årstidsvariationen i utsläppen av dikväveoxid följde utsläppen av koldioxid från trädstammar, båda var större under sommaren.
En utmaning att mäta utsläpp från träd
– Träd som källor för utsläpp av dikväveoxid är en ny upptäckt i skogsmiljöer. Man har i allmänhet antagit att träden inte påverkar skogarnas dikväveoxidbalans, och därför har man inte gjort några mätningar. Att träden har lämnats utanför mätningarna har också delvis berott på att det har varit en utmaning att bygga lämpliga mätkammare som passar runt stammarna. Att göra mätningar i trädkronorna är ännu svårare, mätningarna bör göras uppe i grenverket, säger forskardoktor Elisa Vainio från Helsingfors universitets agrikultur-forstvetenskapliga fakultet.
Enligt den allmänna vetenskapliga uppfattningen är den största källan till utsläpp av växthusgaser gödslad och kväverik jordbruksmark. Det var redan 1998 som man för första gången föreslog att dikväveoxid som produceras av mikrober i marken överförs till atmosfären av träd. Efter detta bekräftades samma fenomen med laboratorieexperiment (Pihlatie et al., 2005), varefter det endast har utförts en handfull undersökningar om ämnet.
Många olika miljöfaktorer påverkar utsläppen av växthusgaser i skogarna
I den nyligen publicerade undersökningen kombinerades för första gången omfattande mätningar av miljöfaktorer i atmosfären, mark och träd med mätningar av utsläpp av dikväveoxid. Mätstationen SMEAR II i Hyytiälä är unik och känd för omfattande och kontinuerliga mätningar av skogens aktivitet. När mätningarna av utsläppen av dikväveoxid i träd och mark kombinerades med stationens mätningar på ekosystemnivå, observerade man att trädens dikväveoxiddynamik följer deras fysiologiska aktivitet.
Forskarna visade också att till och med i kvävefattig boreal skog, där mängden kväve begränsar trädens tillväxt, försvinner en del av kvävet från ekosystemet till atmosfären som dikväveoxid. I sina tidigare undersökningar upptäckte gruppen att utsläppen av dikväveoxid i skogen där mätningarna utfördes endast utgör en bråkdel av hela skogens kväveanvändning och interna cirkulation (Korhonen et al., 2013). Skogen återvinner således effektivt genom att bryta ner organiskt material från marken och därmed frigöra användbart kväve till växterna, vilket träden använder för sin tillväxt. Kvävet återvänder till marken som barrträds- och lövförna. En del av det kväve som återanvänds hamnar i atmosfären som dikväveoxid, antingen direkt från marken eller via träden. Forskarna föreslår att största delen av den dikväveoxid som trädstammarna släpper ut produceras av mikrober i marken. I och med trädens avdunstning transporteras den sedan från rotsystemet till stammen, och frigörs därifrån till atmosfären.
Forskarna tror att trädens roll som källor till utsläpp av dikväveoxid kan vara avsevärt större i centraleuropeiska skogar där kvävenedfallet i atmosfären har tillfört näring till skogarna. Utöver gruppens undersökning har det inte publicerats några andra publikationer om årstidsvariationerna i trädens dikväveoxidväxlingar, så det finns ett stort globalt behov för fler undersökningar.
Ursprunglig artikel:
Machacova, K., Vainio, E., Urban, O. and Pihlatie M. Seasonal dynamics of stem N2O exchange follow the physiological activity of boreal trees. Nat Communications 10, 4989 (2019) doi:10.1038/s41467-019-12976-y
Hänvisningar:
Machacova, K., Bäck, J., Vanhatalo, A., Halmeenmäki, E., Kolari, P., Mammarella, I., Pumpanen, J., Acosta, M., Urban, O., and Pihlatie M. Pinus sylvestris as a missing source of nitrous oxide and methane in boreal forest. Scientific Reports 6, 23410; doi: 10.1038/srep23410 (2016).
Korhonen, J., Pihlatie, M., Pumpanen, J., Aaltonen, H., Hari, P., Levula, J., Kieloaho, A.-J., Nikinmaa E., Vesala T., Ilvesniemi H. 2013. Nitrogen balance of a boreal Scots pine forest. Biogeosciences. 10, 1083-1095. doi:10.5194/bg-10-1083-2013
Pihlatie M., Ambus P., Rinne J., Pilegaard K. and Vesala T. 2005. Plant-mediated nitrous oxide emissions from beech (Fagus sylvatica) leaves. New Phytologist 168, 93-98.doi: 10.1111/j.1469-8137.2005.01542.
Se också dessa videor om forskningsgruppens verksamhet: