Växtrötter matar bakterier och ökar permafrostens utsläpp
Det är svårt att göra säkra klimatprognoser när det är oklart hur mycket kol som släpps ut av tinande permafrost i Arktis. En studie från Stockholm och Umeå universitet visar att den så kallade primingeffekten kan orsaka ytterligare utsläpp av 40 miljarder ton kol från permafrost år till 2100. Priming är en mekanism där socker från växtrötter påskyndar bakteriernas nedbrytning av jorden.
I permafrosten, permanent fryst mark, lagras lika mycket kol som i all jordens växter och atmosfär tillsammans. Ytan på permafrosten tinar på sommaren, och i det allt varmare klimatet frodas växter och mikroorganismer. Det gör att en del av det frusna organiska materialet frisläpps som växthusgaser. Forskare har tidigare förutspått att snabbt stigande temperaturer kommer att orsaka utsläpp av 50-100 miljarder ton kol från permafrost fram till år 2100.
Den nya studien har för första gången visat att priming, när växters rötter ”matar” mikroorganismerna i jorden med socker, resulterar i ännu högre utsläpp av växthusgaser.
Småskalig interaktion med global effekt
– Vi har känt till ”priming” sedan 1950-talet, men vi visste inte om denna småskaliga ekologiska interaktion hade en betydande inverkan på den globala koldioxidcykeln, säger forskaren Frida Keuper, ansluten till det franska nationella forskningsinstitutet för jordbruk, INRAE och Umeå universitet.
Forskargruppen kombinerade kartor över växtaktivitet och data om kolinnehåll i marken med en omfattande litteraturstudie om priming och egenskaper hos växters rötter för att uppskatta primingeffekten i permafrost-ekosystem och dess påverkan på utsläpp av växthusgaser. De kan nu visa att primingeffekten ökar den mikrobiella andningen med tolv procent, vilket orsakar ytterligare förlust av 40 miljarder ton fram till 2100. Det motsvarar nästan en fjärdedel av den återstående mänskliga utsläppsbudgeten för att hålla den globala uppvärmningen till max 1,5 ° C.
– Dessa nya fynd visar hur viktigt det är att beakta småskaliga ekologiska interaktioner, till exempel primingeffekten, i global modellering av växthusgasutsläpp, säger Birgit Wild, biträdande lektor vid Stockholms universitet.
Vetenskaplig artikel:
Carbon loss from northern circumpolar permafrost soils amplified by rhizosphere priming. (Frida Keuper, Birgit Wild, Matti Kummu, Christian Beer, Gesche Blume-Werry, Sébastien Fontaine, Konstantin Gavazov, Norman Gentsch, Georg Guggenberger, Gustaf Hugelius, Mika Jalava, Charles Koven, Eveline J. Krab, Peter Kuhry, Sylvain Monteux, Andreas Richter, Tanvir Shahzad, James T. Weedon, Ellen Dorrepaal (2020)) Nature Geoscience
Kontakt:
Birgit Wild, biträdande lektor, Institutionen för miljövetenskap, Stockholms universitet, birgit.wild@aces.su.se
Frida Keuper, forskare, BioEcoAgro Joint Research Unit, INRAE, Frankrike och Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet, frida.keuper@inrae.fr
