Jordarnas funktioner störs av svår torka

Sommarens torka 2018 slog med förödande kraft mot stora delar av Europa, och Sverige var inget undantag. Lantbrukets rekordlåga skördar och sänkta grundvattennivåer utgjorde kanske de mest akuta problemområdena, men nu avlöser rapporterna om oförutsedda indirekta effekter varandra. Nyligen rapporterades exempelvis från Lunds universitet att de torkstressade träden blivit känsliga för angrepp från både svampar och insekter. Livet ovan mark har haft en hård sommar, och det kan tyckas som att det enda som inte påverkas i hettan är jorden själv. Eller?

En ny studie, författad av forskare från flera länder i Europa, har undersökt just hur jorden påverkas av extrem torka.

Livsviktiga interaktioner

– Jorden är i högsta grad levande. Den är hem åt tusentals arter av svampar och bakterier som är beroende av varandra i intrikata nätverk och samhällen, säger en av författarna, professor Sara Hallin, Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi vid SLU.

– Dessa interaktioner är viktiga för en lång rad ekosystemfunktioner som växtnäringsomsättning, rent grundvatten och minskade utsläpp av växthusgaser.

Därför är markmikrobernas välbefinnande av avgörande betydelse, men Sara Hallin berättar att det trots detta saknats kunskap om hur de hanterar långvarig torka. Forskningsstudien undersöker hur mikrobsamhället är sammansatt i gräsmark med olika växtarter före, under och efter extrem uttorkning.

– Klimatförändringarna förutspås ju ge både fler och längre torkperioder, vilket kommer att påverka vattenhalten i marken och därmed vilka mikrober och växter som kan leva där. Enskilda mikrobers och växters upp- och nedgångar påverkar sedan i sin tur det övriga samhället i jorden, så allt hänger samman i komplexa nätverk, säger hon.

Bakteriesamhället mest påverkat

Studien undersökte med hjälp av DNA-analyser mikrobsamhället i gräsmarker före och under uttorkning, samt en vecka respektive två månader efter att torkan avbrutits. Detta visade att nätverk i bakteriesamhällen påverkas betydligt mer av torkan än de i svampsamhället. Det antas delvis bero på att svamparnas mycelstruktur och förmåga att transportera vatten gör dem mindre känsliga än bakterier för torka. Denna påverkan var dessutom långvarig, med kvardröjande effekter två månader efter torkan.

– Men vi noterade också att torkan orsakade en kraftig ökning av ett snabbväxande, torktåligt gräs, säger Sara Hallin.

– Denna ökning i biomassa ovan jord orsakade i sin tur ökad vattenavgång från jorden i form av evaporation från gräset, vilket ytterligare torkade ut jorden. Bristen på vatten påverkar såväl svampar som bakterier, men bakteriesamhället drabbas alltså hårdast, säger hon.

Effekter förstärker varandra

Forskarna konstaterade att den ökade förekomsten av gräset i sig dessutom påverkade bakteriesamhället, men inte svamparna. Att bakterierna missgynnats visade sig i sin tur gynna tillväxten av gräset i en sorts självförstärkande cykel.

Att snabbväxande gräs gynnas av torkan får alltså av flera samverkande orsaker långvariga effekter på mikrobsamhället i marken och därmed på vilka växter som trivs i den. Forskarna tror att denna interaktion kan vara en förklaring till att snabbväxande gräs ofta syns på marker drabbade av torka.

Effekt på lustgasutsläpp

– Även markens funktioner påverkades av torkan. En av markbakteriernas egenskaper är förmågan att bryta ner lustgas, en allvarlig växthusgas, berättar Sara Hallin. Vi kunde se att torkan hade en mätbar påverkan på denna funktion.

– Lustgasutsläppen påverkades inte under själva torkan, men när regnet kommer ökar lustgasutsläppen under en tid med det tredubbla. Vår studie kan inte kvantifiera betydelsen av detta för de globala utsläppen, men ökningen är troligen marginell, säger hon.

Sammanfattningsvis visar studien alltså att långvarig torka medför långvariga effekter på jordens mikrobsamhällen, i synnerhet bakterierna. Denna påverkan förstärks också av att snabbväxande gräs, som ytterligare torkar ut jorden, gynnas av torkan. Sådant gräs påverkar dessutom i sig bakteriesamhället vilket i sin tur gynnar gräset ännu mer i en sorts spiral av orsak och verkan. Exakt vilka långvariga konsekvenser detta får för jordens funktioner visar inte studien, men påverkan i sig är oroväckande och ännu ett bevis på hur svårt det är att förutspå alla följdeffekter klimatförändringarna för med sig.

Läs hela studien här: https://www.nature.com/articles/s41467-018-05516-7

Kontakt: Professor Sara Hallin, SLU sara.hallin@slu.se , tel 018-67 32 09