Min sammanfattning av mitt blogginlägget:
1/ Ett mycket angeläget och aktuellt forskningsområde - hur antropogena utsläpp av koldioxid och kväve påverkar skogsekosystemet
2/ Ett spännande och innovativt forskningsmaterial - borrkärnor från från tall och gran i hela landet tagna under en 60-års-period
3/ Det finns relaterad litteratur från forskningsområdet som hade kunnat lyftas fram, t ex den där Markinventeringens data nyttjades respektive den där effekter av kvävegödsling studerats i fältexperiment
4/ Barrprover som tagits under samma period och lagrats borde också vara viktiga att studera
5/ Både SLU:s populära referat och framförallt Forskning & Framstegs dito är mycket spektakulära i vad gäller hur skogstillväxten eventuellt har påverkats - detta på ett sätt som saknar täckning i artikeln
Nyligen, 18 februari, publicerades artikeln i Nature. Författarna är samtliga knutna till Institutionen för skogens ekologi och skötsel vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) i Umeå. Som av en händelse har jag min docentur vid den institutionen med examen 1996.
Artikeln refererades därefter av Facebook-kontot "SLU Skog" och av Forskning och Framstegs dito (nedan). För en forskare är det ingen lätt sak att få in en artikel i den högt rankade tidskriften Nature. Lyckas man är det himla kul och också bra för CV:n. Forskare kvalitetsstämplas till betydande del utifrån deras publicering.
Budskapet är ungefär att kväveisotop-data från borrkärnor insamlade över hela Sverige sen 1960-talet indikerar att kvävetillgängligheten i marken för svenska skogsträd successivt minskat över tid fram till idag. Och att skogstillväxten riskerar att minska och eventuellt redan börjat göra så.
Det finns en stor samlad erfarenhet från skoglig experimentell forskning att tillgången på växttillgängligt kväve i marken är en faktor av stor betydelse för barrträdens tillväxt, detta främst på mineraljord (fastmark). Därför är forskargruppens farhåga rimlig.
Hur menar författarna att det skulle kunna gå till? De har testad hur de avtagande N-15 värdena samvarierar med en rad olika miljöfaktorer. Deras dataset för borrkärnor sträcker sig över cirka sextio år, från 1950-talet till 2010-talet. Det är ju helt fantastiskt att borrkärnorna gett möjlighet att studera en så relativt lång period. Också fantastiskt är att forskarna bakom studien kom på att det materialet skulle kunna ge viktig information.
Man har testat N-15-värdena mot miljöfaktorer för vilka det finns data under samma period och som hypotetiskt skulle kunna tänkas vara relevanta som pådrivare av utvecklingen. Man har undersökt lufttemperaturen, nederbörden, skogens tillväxt och slutligen luftens halt av koldioxid. Sådana data har under lång tid insamlats av statliga myndigheter och finns tillgängliga.
Den enda faktor som tydligt samvarierade med andelen 15-N i borrkärnorna var halten koldioxid i luften. Forskarnas hypotes är således att ökad halt koldioxid i luften ger minskande andel av 15-N i den upptagbara poolen av kväve i marken. Varför det kan bli så utvecklas nedan.
Forskningsområdet i stort handlar om att ta reda på och helst förutsäga hur de stora antropogena utsläppen av oorganiskt kväve och koldioxid påverkar ekosystemen och våra möjligheter att nyttja dem, t ex för skogsbruk. När det gäller effekten av koldioxid på växtproduktion har man länge tänkt sig att ökande halter ger ökande produktion. Det finns många experiment i laboratorium och växthus som pekar i den riktningen. Också resultat från fältstudier.
Men nu anar man alltså nåt annat. Det vill säga att mer koldioxid ger lägre tillväxt. Fenomenet kallas "oligotrofiering" analogt med limnologin, en näringsutarmning Motsatsen är eutrofiering, ett begrepp som används både för akvatiska och terrestra ekosystem.
Analyser av relationen mellan olika kväveisotoper har blivit vanliga för att indirekt studera kväveprocesser och -tillstånd i organismer och ekosystem. Man nyttjar det faktum att kväveatomen finns i atmosfären som framförallt två stabila isotoper, N-14 respektive N-15. Förstnämnda är den i särklass mest vanliga (99,6 %) och den andra väldigt ovanlig (0,4 %). Det finns avancerad analytisk utrustning som kan skilja på de två isotoperna.
Googles AI-översikt
Båda är alltså stabila (inte radioaktiva) och därför rätt problemfria att jobba med. Isotoper är varianter av samma grundämne men med olika antal neutroner i atomkärnan. Kvävgas är den vanligaste gasen i atmosfären med 78 % av volymen. Allt kväve som finns i biosfären emanerar ursprungligen från luftens kväve. Det finns kväve i levande och i dött organiskt material. Det ingår hos växter t ex i klorofyll och i olika aminosyror.
Den lilla fraktionen av N-15 i luft gör att studier av relationen till N-14 kan utnyttjas som ett "spårämne". I alla biologiska processer diskrimineras den tunga isotopen N-15 visavi den lite lättare N-14. Det leder till att produkten i en biologisk process får en lite mindre andel N-15 än substratet hade.
Googles AI-översikt
Inslaget av N-15 har enligt studien sen 1960-talet stadigt minskat i borrkärnor från skogsträd (tall och gran) provtagna i hela landet. Författarnas tes är att det är den ökande halten av koldioxid i atmosfären som över tid minskat andelen av kväveisotopen N-15 i borrkärnorna. Man redovisar i artikeln de statistiska analyser man gjort. Man har testat t ex hur nedfallet av oorganiskt kväve och temperaturen samvarierar med förändringen av N-15 under perioden. Men förklaringsgraden för dessa är låg. Däremot hittar man statistiskt säkerställd korrelation mot luftens halt av koldioxid.
Skärmdump från källan, för detaljer gå dit
Är det då otvetydigt att de negativa trenderna i borrkärnornas N-15 betyder mindre kväveomsättning. Nja, jag är inte helt övertygad, men visst, även en del andra oberoende studier tyder på det.
Det stora som händer i träd med kväve, det sker i trädkronorna och deras barr. Det hade varit värdefullt med motsvarande tidsserier över halten N och N-15 i årsbarr. Det kan finnas barrprov på Skogforsk för hela den aktuella tidsperioden, möjligen också vid SLU. Det hade också varit värdefullt med experimentella data som jämför förekomsten av N-15 i ved och barr. Om de överensstämmer i trend blir det mer troligt att en substantiell påverkan finns för hela ekosystemet.
Kväveomsättningen i marken är svårt att kvantifiera. Den är ett flöde med stora tal och de metoder som finns genererar i stort sett endast en ögonblicksbilder i form av halter. Det är välkänt att skogslokaler, som med fog kan anses vara nära kvävemättade, har hög förekomst N-15 i barren. Men är flödet av kväve i marken och upp till barren för den skull lägre? Detta är sannolikt inte alls obetingat så.
Det finns andra dataset som stöder forskargruppens bild av att det pågår en oligotrofiering av Sveriges barrskogar. En artikel visar för Markinventeringens resultat att markens halt av organiskt kväve faktiskt minskat något över tid.
En annan visar att Norrlandsälvarnas årliga transport av oorganiskt kväve minskat något under den aktuella tidsperioden 1985-2010.
Ja, det finns således en del oberoende tidsserier publicerade avseende mark och älvar som stöder tanken på en pågående oligotrofiering. Data från barr borde vara intressanta.
Ett material av intresse torde vara resultat från landets alla kvävegödslingsförsök. Sådana finns i stor mängd åtminstone sen början på 1960-talet. Vid mitten på 1990-talet publicerade Skogforsk en revision av tidigare prognosfunktioner för kvävegödsling.
Om det blivit mindre tillgång på upptagbart kväve för träden under perioden borde den relativa tillväxtökningen av en standardgiva öka över tid. Analysen visade att tillväxteffekten av kvävegödsling inte hade ändrats under den den aktuella trettio-års-perioden. Rimligt vore nu att analysera vad som skett från 1990-talet och framåt.
N-15-andelen i nederbördens oorganiska kväve, har den möjligen ändrats? Jag har inte sett nån svensk studie på det. Om den hade ändrats skulle det i så fall kunna bero till exempel på att metoder ändrats i jordbruket (ammoniak) och vid den förbränning som sker i trafik och industri (kväveoxider). Möjligen skulle också en förändrad blixtfrekvens kunna bidra.
Slutligen kommer jag nu till det som förbryllar mig med artikeln. Den utgår ifrån att den minskande 15-N-förekomsten i borrkärnor innebär minskad tillgång på växttillgängligt kväve för träden i marken , vilket i sin tur möjligen framgent kan leda till minskad skogstillväxt.
På sitt Facebook-konto skriver Forskning & Framsteg: "Svenska träd växer allt sämre" och "Svensk skog bromsas av koldioxid i luften". Face-book-kontot SLU Skog skriver "kan nu forskare på SLU bekräfta en oroande klimateffekt på skogens tillväxt".
Samtidigt säger en av de medverkande forskarna, Gundale, "Även om det är oklart om den minskande kvävetillgången påverkar trädtillväxten i dagsläget, kan den långsiktiga följden bli en försvagad kolsänka..." Detta i SLU-skogs referat. Även detta lite svepande och spekulativt.
Minskningen av 15-N-förekomsten pågick ju kontinuerligt under hela den studerade perioden, medan trädens tillväxt ökade hela nästan hela tiden. Detta förutom under periodens sista tio år.
Det samlade intrycket blir lite typ "rop på vargen" och tidningsanka. Med en lite dålig eftersmak. Det är synd, artikeln är alldeles för spännande för det. Men den ger absolut noll evidens för nån minskad tillväxt. Och i vetenskapliga artikelns referat står inte heller som sig bör någonting om detta.
Men ändå blev det högljudda rop på vargen. Det är tydligt att det är kommunikatörer som velat spetsa till det. Och forskarna har tydligen gett ifrån sig kontrollen.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar