16. januar 2020

Mosser er portvogtere for tilførslen af kvælstof til økosystemer

Terrestrisk biologi

Ny forskning viser, at mosser spiller en afgørende rolle i reguleringen af kvælstofstrømmen mellem atmosfære og økosystem, og resultaterne antyder en stærk afhængighed af klimafaktorer som temperatur og nedbør. Faktorer, som klimaforandringerne står overfor at ændre.

Underskoven i nordlige bjergområder, hvor nettoprimærproduktionen er begrænset af tilgængeligheden af ​​kvælstof (N), udgøres hovedsagligt af mos. På trods af deres store udbredelse i mange økosystemer er det stadig uvist, hvor effektive mosser er til kvælstofgenanvendelse, og hvor meget kvælstof, der går tabt i økosystemet ved f.eks. udvaskning.

- ”For at forstå kvælstof-dynamikken i mosser undersøgte vi omfanget af genanvendelse og tab af kvælstof. Derudover fulgte vi vejen for kvælstof i to dominerende mosarter ved hjælp af stabile isotoper i urgranskove på det østlige tibetanske plateau”, fortæller publikationens førsteforfatter Xin Liu fra Chengdu Institute of Biology.

Felteksperiment i urgranskov i den østlige del af det tibetanske plateau. Underskoven er domineret af mos. Stabile isotopers af kvælstof blev benyttet til at belyse N-dynamikken i mosskud. Foto: Xin Liu.

Studiet blev udført som et samarbejde mellem forskere fra Biologisk Institut ved Københavns Universitet og Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences.

Resultaterne er for nylig blevet offentliggjort i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Annals of Botany.

Planter trækker næringsstoffer, som kvælstof, ud af døende væv for at genbruge det i de plantedele, der stadig er i live og aktive. Denne proces er ikke kun vigtig for planten selv, da den sørger for afgørende kvælstof til vækst, men også for økosystemets næringsstofbudget. Det vides imidlertid ikke, om mosser genanvender kvælstof lige så effektivt som andre planter.

Mosser kan dække op til 100% af jorden i skovøkosystemer og spille en nøglerolle i økosystemets kvælstofkredsløb. Dette skyldes, at mosser optager næringsstoffer fra atmosfæren ekstremt effektivt, og de er i symbiose med N2-fikserende bakterier, der kan bidrage væsentligt til planternes og økosystemernes næringsstofpulje. Herudover viser ny forskning, at mosser genanvender størstedelen af kvælstoffet internt, hvilket betyder, at mosserne spiller en central rolle i reguleringen af N-flowet mellem atmosfære og økosystem.

Mosser adskiller sig fra højere planter, såsom urter, buske og træer, og er tilbøjelige til at miste næringsstoffer ved ændringer i mikroklimaet, såsom pludselige regnskyl.

- “Vi har opnået resultater, der viser, at begge arter af dominerende mosser genanvender mere end 50% kvælstof i mosvævet, og at de ved udvaskning mister op mod 33% kvælstof fra levende væv, mens ca. 15% forbliver i det døde væv ”, siger medforfatter Kathrin Rousk, Biologisk Institut.

Almindelige mosarter i den subalpine underskov i den østlige del af det tibetanske plateau. Fra venstre til højre: Hylocomium splendens, Actinothuidium hookeri, Ptilium crista-castrensis, og Rhytidiadelphus triquetrus. Foto: Xin Liu.

Resultaterne fremhæver den afgørende rolle, mos spiller i ophobning af kvælstof i økosystemet, da tilbageholdelsen af kvælstof opvejer kvælstoftabet ved udvaskning. Derfor er mostæppet det regulerende grænselag mellem atmosfære og økosystem. Imidlertid vil kvælstoftabet fra mostæpper med al sandsynlighed stige som følge af ekstreme vejrforhold, der fremmer udvaskning af næringsstoffer fra mosvævet. Dette vil i sidste ende føre til ændringer i økosystemernes kvælstofpuljer og kvælstofomsætning og have konsekvenser for økosystemets biomasseproduktion og kulstofbinding.