Växtdiversitetens positiva effekt på markandning avtar med ökad produktivitet i världens skogar

Varför detta är viktigt för klimatet och skogarna

Skogar andas tyst genom sina jordar och släpper ut koldioxid när rötter och mikrober bryter ner organiskt material. Denna jordens “andning”, kallad markandning, är en av de största kolflödena på jorden och påverkar klimatet starkt. Samtidigt hotas skogar av snabba förluster av växtarter. Denna studie ställer en till synes enkel fråga med stora konsekvenser: gör fler växtarter i en skog att jorden andas mer, och förändras svaret mellan glesa, kämpande skogar och frodiga, högproduktivt täta skogar?

Liv i jorden och skogens dolda andetag

Markandning är den kontinuerliga utsläppningen av koldioxid från marken när rötter växer och mikrober bryter ner döda blad och ved. Globalt är detta flöde näst störst efter växternas fotosyntes, så även små procentuella förändringar kan påverka hur mycket kol som förblir bundet i jorden jämfört med hur mycket som återvänder till luften. Många småskaliga experiment har visat att fler växtarter tenderar att gynna jordliv och organiskt material, vilket antyder att biodiversitet också kan öka markandningen. Men de flesta av dessa experiment har varit kortsiktiga, fokuserade på gräsmarker eller begränsade till ett fåtal arter, vilket lämnar frågan öppen om hur växtdiversitet formar markandningen i världens olika skogar och klimat.

Bygga en global bild från spridda mätningar

För att tackla detta sammanställde författarna flera stora dataset och kombinerade dem med modern maskininlärning. De använde över 6 000 fältmätningar av markandning insamlade över hela världen och tränade en djupinlärningsmodell för att förutsäga månatlig markandning med fin upplösning utifrån klimat, jord- och vegetationsegenskaper. Därefter lade de över globala kartor över trädsartsrikedom och total kärlväxtdiversitet (inklusive träd, buskar och örter), tillsammans med en satellitbaserad mått på skogsproduktivitet känt som nettprimaryproduktion. Genom att kontrollera för temperatur, nederbörd, jordegenskaper och vegetationsegenskaper kunde de urskilja hur mycket växtdiversitet ensam bidrar till variationen i markandning.

Diversitet hjälper mest där resurser är knappa

De globala analyserna avslöjar ett tydligt men nyanserat mönster. I skogar med låg till måttlig produktivitet — platser där tillväxten begränsas av kyla, torka eller brist på näringsämnen — är fler växtarter starkt kopplat till högre markandning. Diverser växtsamhällen verkar där mata jordsystemet mer effektivt genom en blandning av rotdjup, rotutsöndringar och olika typer av litteratur som stöder aktiva mikrobpopulationer. Men när produktiviteten ökar och skogarna blir mer biomassarika krymper nyttan av att lägga till fler arter. I mycket produktiva skogar — som varma, fuktiga områden med täta trädkronor — blir den extra effekten från diversitet liten eller kan till och med bli svagt negativ när klimatets och jordens inverkan tagits i beaktande.

När fler arter slutar tillföra mycket

Studien föreslår flera skäl till att diversitetseffekten avtar i mycket produktiva skogar. Där förhållandena redan är gynnsamma kan några dominerande arter leverera stora mängder organiskt material till jorden och etablera en hög grundnivå av mikrobiell aktivitet och markandning. Ytterligare arter kan ha liknande roller, så deras närvaro tillför lite extra funktion — ett fenomen känt som funktionell redundans. Stark konkurrens om ljus och näringsämnen kan dessutom gynna ett litet antal framgångsrika arter, vilket minskar betydelsen av resten för jordprocesser. I sådana miljöer blir temperatur, fuktighet och andra abiotiska faktorer de viktigaste drivkrafterna för markandning, och biodiversitetens marginella bidrag minskar.

Vad detta betyder för att bevara kol och mångfald

För icke-specialister är huvudbudskapet att växtdiversitet inte spelar samma roll överallt. I skogar med låg och medelhög produktivitet kan varje ny växtart göra jordarna mer aktiva och bidra till näringsomsättning och kolrörelser. I de mest produktiva skogarna kan det däremot vara så att det inte räcker att bara lägga till arter för att förändra markandningen nämnvärt, eftersom systemet redan närmar sig sin kapacitet. Detta kontextberoende beteende är viktigt för klimatpolitiken. Att skydda växtdiversiteten i mindre produktiva skogar är särskilt viktigt, eftersom artförluster där kan försvaga jordprocesser som stöder långsiktig kolinlagring och ekosystemhälsa. Att inkludera realistiska biodiversitetseffekter i koldioxid- och klimatmodeller förbättrar vår förmåga att förutse hur skogar, jordar och atmosfär kommer att svara på pågående miljöförändringar.

Citering: Laffitte, B., Yang, Z., Jian, J. et al. Plant diversity’s positive effect on soil respiration diminishes with increasing productivity in global forests. Nat Commun 17, 3023 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69594-8

Nyckelord: skogsbiodiversitet, markandning, kolcykling, ekosystemproduktivitet, klimatpåverkan