Soppene kontrollerer karbonets kretsløp i skogen

Håvard Kauserud, Universitetet i Oslo

Skog utgjør et stort karbonlager og spiller en viktig rolle for jordas fremtidige klima. Spesielt er de nordlige barskogene viktige. Her lagres enorme mengder karbon, ikke bare i selve trærne, men også under bakken, i skogsjorda. Dette skjer gjennom et finurlig samspill mellom trær og sopp, som forskyves når vi driver skogbruk.

Nedbrytersopp – skogens gjenbruksarbeidere

Skogstrærne binder enorme mengder karbon fra lufta gjennom fotosyntesen, kanskje den viktigste biokjemiske reaksjonen på jorda. En stor del av karbonet ender opp i plantenes cellevegg, bygget inn i cellulose og lignin, som er to av de vanligste organiske stoffene på jorda. Cellulose og lignin er solide saker og brytes ikke ned så lett. Her kommer nedbrytersoppene inn. Disse soppene kan produsere spesielle enzymer, skreddersydd for å fordøye dødt organisk materiale. Få andre organismer klarer å bryte ned alle stoffene i plantenes cellevegg.

Når planter dør, det være seg store trær eller mindre urter og moser, kappes nedbrytersoppene om matfatet de døde plantene representerer. Gjennom nedbrytningen slippes karbonet tilbake i atmosfæren som CO₂. Samtidig frigjøres næringsstoffer som levende planter trenger for fornyet vekst, som nitrogen og fosfor. Uten nedbrytersoppene ville plantenes vekst stoppet opp, det finnes nemlig begrenset med næringsstoffer i naturen. Dette er den første viktige rollen soppene spiller i karbonets syklus – som gjenbruksarbeidere. Samtidig som nedbrytersoppene frigjør drivhusgassen CO₂, frigjør de også næring som muliggjør fornyet plantevekst.

Mykorrhizasopp – trærnes underjordiske hjelpere

Når trær fanger og binder karbon i fotosyntesen, sendes en del av karbonet ned i røttene og videre til en annen gruppe sopp, mykorrhiza-soppene. Mykorrhiza-soppene lever dels inne i treets røtter og dels i skogsjorda. Her hjelper de trærne med å ta opp næringsstoffer fra jorda, og i retur får mykorrhiza-soppene mat i form av karbohydrater fra treet. Mykorrhiza-soppene utviklet seg sammen med de første landplantene, for omtrent 460 millioner år siden, og gjorde det mulig for plantene å etablere seg på landjorda.

I skogsjord finnes enorme mengder mykorrhiza-sopp. De fleste matsoppene vi finner i skogen om høsten, som kantarell, piggsopp, steinsopp og kremler, er mykorrhiza-sopper. Fruktlegemet vi plukker er bare en liten del av soppen, størstedelen utgjøres av lange trådformede nettverk, mycel, under bakken.

Ved å hjelpe trærne med å skaffe nødvendige næringsstoffer, gjør mykorrhiza-soppene det mulig for trærne å binde karbon fra lufta i fotosyntesen. Dette er den andre viktige rollen soppene spiller i karbonets kretsløp i skogen, som trærnes underjordiske hjelpere.

Tidligere trodde man at skogsjord ble dannet ovenfra, ved at dødt plantemateriale, det være seg barnåler, kvister eller døde trær, falt ned og ble liggende på bakken og gradvis omdannet til jord. Nyere forskning, hvor man har datert alderen på karbonet i ulike jordsjikt, har derimot vist at skogsjord også bygges opp nedenfra, gjennom døde planterøtter og mykorrhiza-soppenes hyfer. Hvis man ser det hele fra mykorrhiza-soppenes perspektiv, kan trærne i skogen sees på som enorme karbon-pumper, som kanaliserer karbon ned i bakken til mykorrhiza-soppene, som så bidrar til å bygge opp jordlagene fra nedsiden.

Noen mykorrhiza-sopper er også nedbrytere

Mykorrhiza-soppene klarer ikke bare å ta opp lett tilgjengelig næring i jorda og gi det til sine vertsplanter – de kan også få tak i næring som er bundet fast i dødt plantemateriale. I fattige skogtyper, som lyngfuruskog, er mesteparten av næringen i jorda bundet i døde planterester. Da er det svært viktig for de levende trærne å få tak i disse næringsstoffene.

Her kommer mykorrhiza-soppene til unnsetning. Enkelte mykorrhiza-sopper kan lage og bruke de samme enzymene som nedbrytersoppene for å bryte ned dødt plantemateriale og få tak i næringen, som de gir videre til vertsplanten sin. Noen mykorrhiza-sopper er altså halvveis nedbrytersopp, dog ikke like effektive som de rene nedbrytersoppene.

Det gjelder blant annet slørsoppene, en artrik gruppe hattsopper man ofte ser i skogen om høsten. Av den grunn er de svært viktige partnere for trærne de vokser sammen med – uten samarbeidet med slørsoppene ville mange trær ikke fått tak i denne vanskelig tilgjengelige næringen i jorda. Samarbeidet lønner seg også for slørsoppen: Den får mat fra vertstreet og har dermed et konkurransefortrinn sammenlignet med de rene nedbrytersoppene.

En skjult dragkamp i skogsjorda

Mykorrhiza-sopp og nedbrytersopp lever altså side om side i jorda, og de konkurrerer om å få tak i de samme næringsstoffene. Konkurranseforholdet mellom disse to sopp-typene tror man har en betydning for hvor mye karbon som tilslutt lagres i skogsjord. Dersom mykorrhiza-soppene klarer seg bra, gjerne med bistand fra vertsplantene sine, kan det føre til at nedbrytersoppenes vekst undertrykkes og de blir mindre tallrike. Konkurranseforholdet kan igjen føre til at mindre av det døde plantematerialet brytes ned og at det dermed lagres mer karbon i jorda.

I skogsjord utspiller det seg altså komplekse samspill mellom ulike typer sopp, samspill som er av stor betydning for karbonlagring og karbonutslipp. Det er vist i en rekke eksperimenter at dersom man stenger mykorrhiza-soppene ute fra jorda og gir nedbrytersoppene fritt spillerom, vil mer av plantematerialet brytes ned og mer CO₂ slippes ut i atmosfæren.

Flatehogst endrer spillereglene

Når vi høster tømmer ved å hogge et helt skogbestand, forskyves konkurranseforholdet mellom mykorrhiza-soppene og nedbrytersoppene, og utslippet av CO₂ fra skogsjorda øker. Etter en slik flatehogst dør alle mykorrhiza-soppene som levde sammen med trærne. De er ikke i stand til å klare seg uten vertstrærne sine. Forsøk har vist at man må sette igjen en høy andel trær for at mykorrhiza-soppene skal klare seg gjennom en hogst.

Når mykorrhiza-soppene forsvinner, får nedbrytersoppene fritt spillerom. En rask nedbrytning av dødt plantemateriale finner sted, og en tilsvarende stor mengde CO2 slippes raskt ut fra jorda. Mycelet til de døde mykorrhiza-soppene i jorda brytes også ned.

Etter hvert som nye trær plantes og vokser til, etablerer mykorrhiza-soppene seg på nytt. Ny forskning har vist at det gjerne er hurtigvoksende mykorrhiza-sopper, slike som kun benytter lett tilgjengelig næring i jorda, som trives i de unge skogene. I eldre skoger forekommer andre mykorrhiza-sopper som er i stand til å benytte vanskelig tilgjengelig næring, slik slørsoppene kan.

Dette forholdet, at det er mere av de «late» og hurtigvoksende mykorrhiza-soppene i ungskog, kan føre til at trærne vokser dårligere når den lett tilgjengelige næringen etter en stund er brukt opp. Det er påvist at gamle trær over hogstmoden alder fortsatt kan vokse bra, noe som kan skyldes at de har andre mykorrhiza-sopper. Men dette er foreløpig bare en teori; mer forskning er nødvendig for å undersøke sammenhengen mellom trærnes tilvekst og hvilke mykorrhiza-sopper de vokser sammen med.

Soppene spiller ulike roller i karbonets kretsløp i skog. Noen bidrar til nedbrytning og utslipp av CO₂, andre til at mer karbon bindes av trærne og lagres i jorda. Effekten de ulike soppene har er også avhengig av naturmiljøet; hvor næringsrik jorda er og hvilken klimasone vi befinner oss i. Det underjordiske samspillet mellom sopp og planter er svært komplekst – vi forstår kun en brøkdel av det foreløpig. I forskningsprosjektet EcoForest jobber vi med å bedre forstå disse sammenhengene og hvilke effekter skogbruk har på karbonlagring og biodiversitet.

Takk til Anne Sverdrup-Thygeson for kommentarer/justering av språk