Skogens sjöar – ingen buffert

I de barrskogar som täcker stora delar av norra Europa, norra Asien och norra Nordamerika finns inte bara träd utan också oerhört många insjöar. Bara i Sverige är över 90 000 sjöar insprängda i skogarna.

Den forskargrupp som jag arbetar i har under de senaste åren studerat sjöarnas roll i skogslandskapets upptag och utsläpp av koldioxid. Det visar sig att sjöarna avger betydande mängder av denna gas till atmosfären. Faktiskt så mycket att hela skogens koldioxidbalans påverkas.

Koldioxid och växthuseffekten

Människan släpper ut koldioxid till atmosfären genom att elda olja, kol och naturgas. Men vad som ofta glöms är att koldioxid även är en del av ett naturligt kretslopp, som har funnits långt före människan. Gröna växter använder solenergi för att i fotosyntesen omvandla koldioxid från luften till organiskt kol. Därmed binds koldioxid i växternas biomassa. Alla djur, och även svampar och många bakterier, livnär sig direkt eller indirekt av det organiska kol som växterna producerar, och frigör koldioxiden igen genom andningen. På så vis knyter kol ihop allt liv på jorden med atmosfären i ett globalt kretslopp.

Det är detta naturliga, globala kolkretslopp som vi människor ingriper i. Förbränningen av fossila bränslen frigör koldioxid som försvann ur biosfären för flera miljoner år sedan och som nu resulterar i stigande halter av denna gas i atmosfären. Detta förstärker i sin tur växthuseffekten, vilket enligt de flesta klimatforskare ligger bakom de senaste årtiondenas globala uppvärmning.

Kolets kretslopp är mycket komplext, och vi förstår det bara i grova drag. Detta är olyckligt, eftersom framtidens klimat med all sannolikhet kommer att påverkas av hur kretsloppet reagerar på de mänskliga koldioxidutsläppen och den ökade växthuseffekten.

Norra barrskogsbältet

När träd växer tar de upp avsevärda mängder koldioxid ur luften. När de sedan dör och bryts ner, flyttas det organiska kolet från träden till markens översta lager, det så kallade humusskiktet. Nära 20 procent av allt kol som finns på jordens landyta är bundet i norra barrskogsbältets växter och mark – sammanlagt 400 miljarder ton kol.

Samtidigt som både växter och mark alltså binder koldioxid, avger de också koldioxid till atmosfären. Växter använder nämligen den största delen av det organiska kolet till att driva den egna ämnesomsättningen, varvid det bildas koldioxid. Och i marken producerar svampar och bakterier koldioxid genom att bryta ner det organiska kol som kommer från döda växter och växtdelar.

I regel är fotosyntesens koldioxidupptag större än koldioxidproduktionen i växter och mark. Därför tar träden och marken i norra barrskogsbältet upp en hel del av den koldioxid som vi människor släpper ut, vilket motverkar växthuseffekten.

Sjöarna kryllar av bakterier

Men mitt i denna koldioxidslukande skog ligger alltså sjöar, som tvärtom avger stora mängder koldioxid till atmosfären. Tills ganska nyligen skulle ett sådant påstående ha varit inte bara kontroversiellt utan skulle ha ansetts vara direkt felaktigt. Då var den rådande uppfattningen att sjöar i stället tar upp koldioxid ur atmosfären. Bakgrunden till det var kunskapen om att sjöar domineras av växtplankton. Dessa är mikroskopiskt små alger som i sin fotosyntes tar upp koldioxid, och därmed tänkte man sig att även sjöarna som helhet skulle ta upp koldioxid. Under 1970-talet utvecklades sedan mikroskopiska tekniker som så småningom ledde till en helomvändning i vår förståelse av sjöar: forskarna fann att det kryllar av bakterier i vanligt insjövatten!

En endaste droppe sjövatten innehåller mellan 1 och 2 miljoner bakterier. De livnär sig på organiskt kol som är löst i vattnet, och de svarar för nästan hela koldioxidproduktionen i insjöarna. Det lösta organiska kolet härstammar till största delen från omkringliggande markers humusskikt. Humusämnena löses av regn- och smältvatten och transporteras sedan via bäckar till sjöarna. Därför är många sjöars vatten brunt av humus. Bakteriernas produktion av koldioxid är i regel större än växtplanktons upptag av koldioxid i fotosyntesen, och därmed avger sjöar oftast mer koldioxid till atmosfären än de tar upp.

Exemplet Övre Björntjärn

Bakterierna må vara små – de flesta är inte större än någon miljondels millimeter – men de är många. Övre Björntjärn är en typisk liten skogssjö i Västerbotten. Här finns omkring 0,5 triljoner (det vill säga 500 000 000 000 000 000) bakterier och cirka 6 ton löst organiskt kol. Varje dag omvandlar bakterierna ungefär 8 kilo löst organiskt kol till koldioxid, som avges till atmosfären. Under ett år bidrar alltså enbart den här lilla skogstjärnen med nästan 3 ton kol till atmosfären.

Nettoupptaget av koldioxid hos motsvarande yta barrskog är ungefär 2 ton kol per år. Sjöar som Övre Björntjärn avger alltså en halv gång mer kol per ytenhet än vad skogen tar upp. Att Sveriges skogar trots detta har ett nettoupptag av koldioxid beror på att hälften av landets yta är täckt av skog, men bara en tiondel av sjöar. Men i och med att sjöarnas koldioxidproduktion är så pass stor, är skogslandskapets koldioxidupptag ändå avsevärt mindre än vi hittills har trott.

Mindre koldioxid från vissa sjöar

Nu avger inte alla sjöar fullt så mycket koldioxid per ytenhet som Övre Björntjärn. I klara, humusfattiga sjöar kan bakteriernas koldioxidproduktion vara så liten att deras nettobidrag av koldioxid till atmosfären är mycket litet.

Vad som också spelar roll är hur lång tid det tar innan vattnet rinner ut i något hav. På platser där sjöarna är många, stora och djupa tar det lång tid för vattnet att rinna igenom. Då hinner bakterierna omvandla nära 80 procent av det lösta organiska kolet till koldioxid innan vattnet når havet. Om däremot vattnet når havet snabbt, passerar det mesta av det lösta organiska kolet förbi bakterierna innan de hinner att ta det till vara. Det organiska kolet som slutligen når havet går dock till slut samma öde till mötes som i insjöarna, eftersom även havsvattnet är rikt på bakterier. Således kan även angränsande havsområden, som Bottenhavet och Bottenviken, avge betydande mängder koldioxid till atmosfären.

Sjöarnas påverkan på skogslandskapets kolbalans beror dessutom på själva skogens kolbalans. I en ung, växande skog ökar trädens totala biomassa hela tiden, och de tar därmed upp stora mängder koldioxid ur luften. I och med att det moderna skogsbruket är inriktat på hög produktivitet, domineras landets skogar av relativt unga bestånd. Koldioxidupptaget från den unga skogen är då så pass stort att sjöarnas koldioxidutsläpp ter sig litet i jämförelse.

Det gäller dock att tänka långsiktigt. De flesta skogsprodukter, exempelvis virke, ved och papper, kommer förr eller senare att brännas eller ruttna bort, och då kommer den koldioxid som den unga skogen tog upp att återföras till atmosfären.

I en gammal skog, där den totala biomassan varken ökar eller minskar, befinner sig trädens fotosyntes så gott som i jämvikt med trädens och markens produktion av koldioxid. Trädens och markens nettoupptag av koldioxid ur luften är då förhållandevis litet. Detsamma gäller även unga skogar om man tar hänsyn till att de flesta skogsprodukter återförs som koldioxid till atmosfären när de så småningom bränns eller ruttnar bort. I trakter med många sjöar, humusrikt vatten och långt till havet kan sjöarna således inta en vågmästarroll för hela landskapets koldioxidbalans.