Uten soppen når ikke skogen toppen
Skogen og trærne når stadig nye høyder. Men det går ikke like raskt som klimaendringene.
Klimaendringene er i ferd med å endre nordområdene. Skogen flytter stadig høyere til fjells i Norge. I flere hundre år, siden Den lille istiden på 1700-tallet, har temperaturen steget.
Særlig de siste tiårene har vært spesielt varme. Studier viser imidlertid at skoggrensene ikke holder tritt med klimaendringene. Skogen bruker lengre tid enn antatt på sin mars til fjells.
Hva kan være årsaken til denne tregheten?
Livet under bakken
Skogforskningen har fokusert på produksjonsskog og lavereliggende økosystemer. Vi har derfor langt mindre kunnskap om viktige prosesser som regulerer skoggrensen. Spesielt gjelder dette livet i jorden, og trærnes samarbeid med andre organismer. Vi vet i dag mye om plantene og livet over bakken, men til sammenligning er lite av livet og dynamikken under bakken undersøkt.
Dette perspektivet bør inkluderes dersom vi skal forstå hvor raskt skogen kan krype til fjells. Ved Universitetet i Oslo holder vi på med flere forskningsprosjekter om endringer i skoggrensen. I ett av dem har vi spesiell fokus på organismene i jorden.
Nedbrytere og samarbeid
Når vi snakker om arter i jord, er det mikroorganismer som sopp, bakterier og små dyr vi tenker på. Sopp har mange viktige funksjoner i økosystemene, og de bidrar i stor grad til binding av drivhusgasser. Soppene bryter ned dødt organisk materiale, de resirkulerer og lagrer karbon, de forbedrer jordkvaliteten, letter vann- og næringsopptak for planter, samt beskytter planterøtter fra uttørking og skadelige tungmetaller.
Til gjengjeld får soppen, som ikke selv driver fotosyntese, karbohydrater fra planten. Artene over og under bakken lever altså ikke i to separate verdener. Over 90 prosent av alle planter lever i samarbeid med sopp, i en symbiose som på norsk blir kalt sopprot.
Utskifting av arter
Sopprot kan være generalister, eller de kan være kresne med tanke på hvilke planter de samarbeider med. Ulike typer planter har ofte ulike typer sopprot. Løvskogene dominerer i varme deler av lavlandet, mens barskogen tar over høyere opp, og fjellbjørka danner skoggrensen. Lyngplanter, moser og lav dominerer i fjellet. Dette betyr at når fjellbjørka flytter oppover, så fører den med seg et tilsvarende skifte av arter under bakken.
Dersom skogen skal høyere til fjells, er det altså ikke bare trærne som skal med. Det er et helt økosystem som skal flyttes, hvorav noen holder til under bakken.
Tidligere forskning har vist at skoggrensen ville ligget betydelig lavere i terrenget uten sopprot. Dette indikerer at skogen vil kunne bremses dersom soppen ikke henger med på flyttelasset. Skal skogen til fjells, så må med andre ord soppen også ta sikte på toppen.
Hva kan være årsaken?
Eksperimenter og klimamodeller viser at tilgang på nitrogen begrenser planteveksten i fjellet og nordområdene. Sopprot er gode til å ta opp næringsstoffer for vertsplantene. For eksempel står sopprot for omtrent 70 prosent av nitrogenopptaket hos planter i Arktis.
Årsaken til at skogen ikke kryper raskere til fjells, kan derfor til en viss grad skyldes mangel på sopprot. Dette vet vi foreløpig lite om, og noe av grunnen er at artene som først og fremst lever under bakken er vanskelige å bestemme.
Må bruke DNA-analyser
Tidligere var det meste av studier på sopp basert på de artene vi fant over bakken. Men soppenes egentlige kropp består av mikroskopiske celletråder som lever i jord, planter og dyr, og danner ikke nødvendigvis synlige fruktlegemer.
For å studere den virkelige diversiteten av mikroorganismer må vi bruke DNA-analyser. Etter at Watson og Crick beskrev DNA-molekylet i 1953, har vår kunnskap om organismene og deres arvestoff gått utrolig raskt. Den teknologiske utviklingen har nærmest eksplodert, og gjør det nå mulig å studere jordlevende organismer på nye måter.
Mens man tidligere måtte isolere en og en organisme før man kunne ekstrahere DNA, har man siden begynnelsen av 2000-tallet utviklet metabarcoding. Med metabarcoding kan vi nå studere alt genetisk materiale direkte fra en jordprøve, og dermed fange opp så å si alle artene sopprot som finnes i fjellskogen.
Jordprøver i skoggrensen
Gjennom jordprøver kartlegger vi soppsamfunnene i tre høydeintervaller: nede i skogen, i skoggrensen og i fjellet rett over. På denne måten får vi bedre kunnskap om artenes utbredelse og årsakene til fjellbjørkeskogens ekspansjon i fjellet.
Og kunnskap om skoggrensene er viktig, for skogen har stor innvirkning på både øko- og klimasystemet. Når skoggrensen stiger blir det mindre leveområder for fjellspesialister som fjellrev og høyfjellsklokke.
Gjennom fotosyntesen tar skogen opp drivhusgassen CO₂ og vil dermed kunne bidra til å begrense klimaendringene. Men mer skog i fjellet betyr også mer fordampning og produksjon av små partikler som inngår i dannelse av skyer og nedbør.
Samtidig reflekterer snødekte fjellvidder langt mer sollys enn fjellskogen. Dette vil forsterke klimaendringene. Nye beregninger viser at mer skog i fjellet i sum bidrar til å forsterke klimaendringene.
Soppen lagrer karbon
Det spesielle bidraget fra sopproten er deres evne til å lagre karbon i jorden. I kalde områder går nedbrytningen av organisk materiale langsomt, og så mye som halvparten av alt karbonet som plantene tar opp kan bli ført ned i bakken og lagret der. Karbonlagrene i jorden i nordlige barskoger er enorme, og det meste av denne lagringen er i form av soppceller (mycel).
Dette tilsier at vi må øke kunnskapen om soppenes utbredelse under bakken, deres ulike bidrag i klimasystemet, og ikke minst deres komplekse samspill i de nordlige økosystemene.
