Store, vilde dyr har uventet potentiale som klimahjælpere
Det sker blandt andet ved at trampe planterne ned i jordens dybere lag. Nyt studie har undersøgt, hvordan de store dyr påvirker vores kulstoflagre.
Elefanter_kulstof_CO2_lagring_klima_klimaforandringer

Elefanter kan pumpe kulstof fra buske og træer på overfladen ned under jorden. Dermed 'lagres' kulstof bedre, hvilket reducerer risikoen for, at det ender som CO2 i atmosfæren efter få år. (Foto: Flickr)

 

Elefanter kan pumpe kulstof fra buske og træer på overfladen ned under jorden. Dermed 'lagres' kulstof bedre, hvilket reducerer risikoen for, at det ender som CO2 i atmosfæren efter få år. (Foto: Flickr)

 

Da jeg lavede min bacheloropgave ved Københavns Universitet for snart 10 år siden, stødte jeg på lidt af et paradoks.

De steder i Danmark, hvor græssende køer spiste og trampede på planterne, var jordens kulstofindhold cirka dobbelt så højt som på de marker med korn, kartofler og så videre, hvor kulstof-fikserende planter fik lov at være i fred for tænder og klove.

Hvordan kunne det gå til?

Store dyrs tilsyneladende magiske evne til at højne kulstofindholdet i jorden med op mod 100 procent, når jordens indhold af vand, luft, næringsstoffer og surhed var udjævnet af moderne landbrugsteknologi, var fascinerende og har summet i baghovedet på mig lige siden.

At flytte kulstof fra overjordisk lagring i vegetation til mere stabile puljer i jorden vil gøre vores naturlige kulstoflagring i økosystemer mere robust overfor fremtidige forstyrrelser fra eksempelvis ekstremt vejr og sygdomme.

Men også overfor skifte i politiske luner, der eksempelvis kan lede til afskovning – nogle gange endda drevet af velmenende omlægning af energiforsyning til biomasse i højindkomstlande som Danmark.

Men kan store dyr virkelig flytte kulstof fra overjordiske mod underjordiske lagre og dermed spille en positiv rolle i det langsigtede klimaregnskab?

Det spørgsmål har jeg og mine kollegaer undersøgt i et nyt studie, hvor vi gennemgik den eksisterende videnskabelige litteratur på området.

Fakta
Om Forskerzonen

Denne artikel er en del af Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler deres forskning, viden og holdninger til et bredt publikum – med hjælp fra redaktionen.

Forskerzonen bliver udgivet takket være støtte fra vores partnere: Lundbeckfonden, Aalborg Universitet, Roskilde Universitet og Syddansk Universitet.

Forskerzonens redaktion prioriterer indholdet og styrer de redaktionelle processer, uafhængigt af partnerne. Læs mere om Forskerzonens mål, visioner og retningslinjer her.

Store, vilde dyrs rolle er… uafklaret

Faget biogeokemi handler blandt andet om, hvordan grundstoffer som kulstof, brint og ilt er i kredsløb mellem levende organismer og deres omgivende miljø. Dette gælder dels jordbunden, men også de atmosfæriske og hydrologiske kredsløb.

I de seneste årtier har fokus i høj grad været på kulstofkredsløbet pga. den direkte kobling til atmosfærens drivhusgasser såsom kuldioxid og methan.

Når man snakker om naturbaserede løsninger på klimaproblematikken menes der ofte måder hvorpå vores økosystemer – menneskeskabte såvel som naturlige – kan suge kulstof ud af atmosfæren gennem fotosyntese og lagre det i enten biomasse eller jordbund.  

Man kan ikke sammenligne husdyr og vilde dyr 1:1.

Alligevel stammer størstedelen af vores viden om, hvordan biogeokemien i vores økosystemer reagerer på tilstedeværelsen af store dyr netop fra mere eller mindre intensive dyrkningssystemer, hvor dyrehold indgår, jævnfør indledningen.

Vi ved altså relativt lidt, om den rolle store vilde dyr spiller for kulstofomsætning og –lagring i vores økosystemer, særligt i den del vi ikke kan se, nemlig i de dybere jordlag.

Dét forsøger vi at rode bod på i vores nye studie.

Én ting vi ved er, at planteædere spiser planter, og er de store nok, ødelægger de dem også fysisk – bevidst eller ubevidst.

Det kunne derfor ved første øjekast ligne en dårlig klimatilpasningsstrategi at have store dyr i sine landskaber. Så simpelt er det bare ikke.

Tre kulstofmolekyler frem og to tilbage

Mens der i de senere år har været stort fokus på beskyttelse af de eksisterende kulstoflagre, primært i tropiske regnskove og den arktiske permafrost, er skovrejsning løbet med meget af opmærksomheden, når det gælder opbygning af nye lagre.

Det skyldes formentlig delvis den letforståelige effekt af træers biomasse, der fylder i landskabet foran vores øjne.

Mens skovrejsning har stort potentiale i visse dele af verden, vil skovrejsning i tusindår gamle græslandsøkosystemer med store populationer af store dyr, såsom den afrikanske savanne og de nordamerikanske prærier, være katastrofal for biodiversiteten.

Tilmed er der i de senere år blevet stillet spørgsmålstegn ved, hvor pålidelige skove er som kulstoflagre i en fremtid med øget tryk fra flammer, insekter, tørke og motorsave.

Vi kan altså ikke nødvendigvis regne med, at den kulstof, der er lagret i biomasse på jordoverfladen, forbliver der og ikke ender i atmosfæren igen efter få år.

Dermed risikerer man, det bliver tre skridt frem og to tilbage. Så hvordan kan vi lagre kulstof i vores landskaber på en mere robust måde?

Gnuer kan forhindre altødelæggende naturbrande

Vi har i en netop udgivet en gennemgang af den eksisterende forskningslitteratur i tidsskriftet Trends in Ecology and Evolution undersøgt mulige mekanismer for, hvordan tilstedeværelsen af store dyr kan hjælpe med at stabilisere kulstof i landskabet.

Det gør de primært ved at flytte kulstof fra relativt udsatte overjordiske lagre til mere stabile underjordiske puljer, hvor kulstof potentielt kan blive bevaret i tusindvis af år.  

Særligt studier fra det mest velkendte økosystem i verden med nogenlunde intakte dyresamfund, den afrikanske savanne, har vist potentialet.

De studier dokumenterer, hvordan tilstedeværelsen af gnuer er helt afgørende for at forhindre altødelæggende naturbrande i at destruere alle kulstoflagre i landskabet.

De viser også, hvordan elefanter kan pumpe kulstof fra buske og træer på overfladen ned i mere stabile puljer under jorden – vel at mærke uden at den samlede mængde af kulstof i landskabet reduceres.

Begge dele reducerer risikoen for, at den kulstof, vi lagrer gennem fotosyntese, ender i atmosfæren igen efter få år.

Dertil kommer den rolle store dyr kan spille i Arktis for at bevare permafrosten, som er mere velbeskrevet.

Det gør de dels gennem en omstrukturering af plantesamfundet fra mindre dominans af træer og buske med lav evne til at reflektere solenergi (albedo) mod højere dominans af græsser og urter med højere albedo.

Og dels gennem at trampe den isolerende 'snedyne' flad, hvilket mindsker dens isolerende kraft. Begge dele hjælper til med at reducere den gennemsnitlige jordtemperatur adskillige grader og mindsker dermed optøningen af permafrosten.

Store dyr kan stabilisere uden at kompromitere den samlede kulstoflagring

Vi præsenterer tre hovedmekanismer, hvormed tilstedeværelsen af store dyr bidrager væsentlig til omstruktureringen af kulstofpuljerne i landskabet:

  1. Store dyr øger 'økosystemers stofskifte'
  2. Store dyr højner andelen af landskabets samlede fikserede kulstofmængde, som allokeres ned under jorden til planterødder og mikroorganismer.
  3. Store dyr giver flere ’jordbundsingeniører’ (f.eks. regnorme og 'lortebiller'), som begraver og stabiliserer kulstof, så det bliver længere i jorden

Lad os se på dem én for en.

1. Store dyr øger 'økosystemers stofskifte'

Hvad skal vi forstå ved det? Har økosystemer et stofskifte?

Med en lidt forsimplet analogi kunne man sige, at tilstedeværelsen af store dyr kan forvandle et økosystem fra en utrænet til en trænet person.

Den trænede person har et højere stofskifte end den utrænede, hvilket betyder, at man har højere energiforbrug og udånder mere CO2, som så kompenseres af et højere indtag af kalorier.

Altså en generelt højere gennemstrømning af energi og stof (jf. stofskifte).

Selvom den trænede person udånder mere kulstof end den utrænede, betyder det dog ikke, at den trænede indeholder mindre kulstof end den utrænede – over tid formentlig endda det modsatte.

Men det betyder, at den trænede person omstrukturerer en større del af sit lagrede kulstof fra fedt til muskler.

Det samme princip finder sted i 'det trænede økosystem'.

Dels vil store dyr højne stofskiftet i et økosystem gennem omstrukturering af plantesamfundet mod flere hurtigtvoksende, græsningstolerante græsser og urter på bekostning af vedplanter (buske og træer).

Dels vil stofskiftet højnes mere direkte, gennem at store dyr spiser betydelige mængder biomasse, som tilsættes jorden som relativt letomsættelig afføring.

Et nyligt modelstudie viste, at økosystemer med store dyr og højere stofskifte lagrer en større mængde kulstof under jorden uden at kompromittere økosystemets samlede kulstofmængde.

2. Store dyr højner planters 'kulstofinvestering' i jorden

Traditionelt set har man antaget, at døde planterester udgør den kulstof, der lagres i jorden.

Dermed har standardforståelsen været, at når planterester spises af regnorme, bakterier og svampe, så recirkuleres det direkte tilbage til atmosfæren.

Da svampe og bakterier ligesom alle andre organismer forbrænder en vis del af det indtagede kulstof, sendes en vis mængde naturligvis tilbage til atmosfæren, primært som CO2.

Et groft tommelfingerestimat kunne være cirka halvdelen.

Over det seneste årti har nye biogeokemiske metoder dog tydeliggjort, at rester af døde svampe og bakterier (nekromasse) udgør størstedelen af den kulstof, der er lagret i jordens mest stabile kulstofpuljer.

Denne fraktion kaldes ofte for 'mineral-associated organic matter', da kulstoffet i denne pulje er gjort svært nedbrydeligt gennem kemiske bindinger (sorption) til og sammenklumpning (aggregering) med jordens mineralpartikler.

Derfor kan en strategi til at højne stabiliteten af økosystemers kulstof være at maksimere mængden af kulstof, der spises af jordbundens dyr, svampe og bakterier.

Dette kan gøres ved at højne den samlede mængde kulstof, planterne 'investerer' i jordbunden.

Det sker enten ved at udbygge rodnettet eller højne mængden af letomsættelige molekyler, eksempelvis sukre, som rødderne 'bytter' med symbiotiske bakterier og svampe til gengæld for næringsstoffer.

Store dyr kan opnå dette ad to veje.

Dels gennem den ovennævnte omstrukturering af plantesamfundet, hvor dominansen i landskabet skifter fra træer og buske mod græsser og urter. Græsser og urter allokerer nemlig en større andel af den kulstof, de fikserer, til deres rødder i forhold til træer.

Dels kan det ske som en konsekvens af individuelle græsningstolerante planters respons til græsning.

For at være i stand til at konkurrere effektivt om de relativt lettilgængelige næringsstoffer, der florerer i økosystemer med mange dyr, kan det være en fordel for den enkelte plante at investere massivt i at udbygge rodnet og/eller fodre sine symbiotiske bakterier og svampe.

Dermed kan de sammen tilrane sig den størst mulige mængde ressourcer.

Stort tema i gang


I en serie ser Videnskab.dk nærmere på, hvordan mennesket kan redde verden, blandt andet ved hjælp af grøn energi.

Hvad siger videnskaben?

Du kan få gode råd til at redde verden i vores Facebook-gruppe, hvor du også kan debattere måder at redde verden på.

3. ’Lortebiller’ og regnorme får kulstof til at blive længere i jorden

Slutteligt fremmes mange af de mest effektive ’jordbundsingeniører’, som naturligt blander og dermed omstrukturerer jorden, af tilstedeværelsen af store dyr.

Eksempelvis er tætheden af dybdeborende regnorme cirka fire gange højere under kokasser end under omkringliggende arealer (prøv selv at vende en tør kokasse næste gang du er på en afgræsset mark – der er næsten med garanti regnorme med hovedet stikkende over jorden igang med at spise af kokassen).

Andre kendte eksempler er den gensidige afhængighed af store græssere og 'lortebiller' (dung beetles) samt præriehunde og bisoner på de nordamerikanske prærier.

Når jord blandes vertikalt, bliver der blandet organisk stof ned i underjorden, hvor det interagerer med mineraljorden og danner aggregater og kemiske bindinger som beskrevet ovenfor.

Derudover stabiliseres kulstof i aggregater, når det passerer gennem fordøjelsessystemet på jordspisende dyr såsom regnorme.

Hvad betyder det for rewilding-debatten?

I Danmark – og her på Forskerzonen – er der debat om, hvor stor en rolle store dyr bør spille i den fremtidige danske natur (se Forskerzonen-debatten her, her, her, her og her).

Forvaltningsstrategien med at udsætte store dyr som økosystemingeniører for at skabe mere variation i landskabet – eller 'rod' om man vil – går ofte under navnet 'rewilding'.

Vores litteraturgennemgang bidrager med argumenter for, at store, vilde dyr kan være positive medspillere i klimakampen, ikke mindst på den halvlange (årtier) og lange (århundreder) bane.

Hensigten er dog i ligeså høj grad at nuancere forståelsen af, at et enøjet fokus på at maksimere mængden af stående træbiomasse i landskabet på den korte bane kan være en sårbar strategi for at afbøde mængden af CO2 i atmosfæren på lidt længere sigt.

Vi er nødt til at tænke på pålideligheden/robustheden af kulstoflagrene også.

I øvrigt er der ganske givet betydelige forskelle på, hvad konsekvensen af tilstedeværelsen af store dyr vil være i det ene økosystem relativt til det andet, ikke mindst på den korte bane. Heller ikke udsætning af store dyr er en 'one-size-fits-all' løsning.

For bedre at kunne forstå effekterne på landskabsskala og i dansk kontekst, søsætter vi fra tidligt næste år projektet WildSoil, som henover de næste fem år skal kigge på effekterne af rewilding i Danmark på jordbundens kulstoflagring og drivhusgasbalance.

Forhåbentlig kan vi dermed de kommende år komme nærmere svaret på spørgsmålet: Kan store dyr stabilisere økosystemers kulstof i Danmark og dermed være en medspiller både i klima- og biodiversitetskampen?

Følg projektet på Twitter her.

Red Verden med Videnskab.dk

I en konstruktiv serie ser Videnskab.dk nærmere på, hvordan mennesket kan redde verden.

Vi tager fat på en lang række emner – fra atomkraft og indsatser for at redde dyrene til, om det giver bedst mening bare at spise mindre kød.

Hvad siger videnskaben? Hvad kan man selv gøre hjemme fra sofaen for at gøre en forskel?

Du kan få mange gode tips og råd i vores Facebook-gruppe, hvor du også kan være med i overvejelser om artikler eller debattere måder at redde verden på.

Alle må bruge og viderebringe Forskerzonens artikler

På Forskerzonen skriver forskere selv om deres forskning. Vi mener, det er vigtigt, at alle får mulighed for at læse om forskning fra forskerens egen hånd.

Alle må derfor bruge, kopiere og viderebringe Forskerzonens artikler udfra følgende enkle krav:

  • Det skal krediteres: 'Artiklen er oprindelig bragt på Videnskab.dk’s Forskerzonen, hvor forskerne selv formidler'. Hvis artiklen bringes på web, skal der linkes til artiklen på Forskerzonen.
  • Artiklen må ikke redigeres og skal bringes i fuld længde (medmindre andet aftales med forskeren).
  • Du skal give forskeren besked om, at du genpublicerer.
  • Artikler, som er oversat fra The Conversation, skal have indsat en HTML-kode til indsamling af statistik i bunden. HTML-koden finder du i den originale artikel på The Conversations hjemmeside ved at klikke på knappen "Republish this article" ude til højre, derefter klikke på 'Advanced' og kopiere koden. Du finder linket til artiklen på The Conversation i bunden af Forskerzonens oversatte artikel. 

Det er ikke et krav, men vi sætter pris på, at du giver os besked, hvis du publicerer vores indhold (undtaget indhold fra The Conversation). Skriv til redaktør Anders Høeg Lammers på ahl@videnskab.dk.

Læs mere om Forskerzonen i Forskerzonens redaktionelle retningslinjer.

DOI - Digital Object Identifier

Artikler, produceret til Forskerzonen, får tildelt et DOI-nummer, som er et 'online fingeraftryk', der sikrer, at artiklerne altid kan findes, tilgås og citeres. Generelt får forskningsdata og andre forskningsobjekter typisk DOI-numre.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om det utroligt velbevarede dinosaur-foster, som du kan se herunder.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk