Påverkad av kväve över krona och i undervegetation ger uppdelade rumsliga och tidsmässiga mönster för kvävebehållning i en tempererad skog

Varför extra kväve i skogar spelar roll

Globalt sett utsätter mänskliga aktiviteter skogar för allt mer reaktivt kväve, ett centralt näringsämne i gödsel och luftföroreningar. Detta osynliga nedfall kan öka trädens tillväxt, men det kan också destabilisera jordar, vattendrag och biologisk mångfald. För att förutsäga vilken framtid vi är på väg mot behöver forskare veta en enkel men förvånansvärt knepig sak: när kväve landar i en skog, var hamnar det egentligen? Den här studien tar sig an den frågan genom att jämföra kväve som tillsatts ovanför trädkronorna med kväve som sprutats direkt på skogsmarken i en tempererad skog i Kina.

Två sätt för kväve att komma in i en skog

De flesta experiment som efterliknar kväveföroreningar tillsätter helt enkelt gödsel till marken. I verkligheten träffar dock en stor del av kvävet i regn, snö och torra partiklar först det lövade kronplanet, där det kan fångas upp, omvandlas eller till och med gå förlorat innan det når jorden. Forskarna utnyttjade en ung sekundär ekskog i Qinlingbergen, ett område som blivit ett hetare för atmosfärisk kvävedeposition. De använde drönare för att spraya små mängder kväve berikat med en stabil isotop–"tagg" ovanför kronan, och ryggsprutor för att applicera samma märkta kväve under kronplanet på undervegetationen och marken. Genom att följa denna ofarliga spårare över ett helt år kunde de med ovanlig precision följa kvävets resa in i blad, ved, rötter och jordlager.

Följa märkt kväve genom skogen

Teamet applicerade två vanliga former av oorganiskt kväve, ammonium och nitrat, i både kron- och undervegetationsbehandlingar. De provtog sedan lövverk, grenar, stammar, undervegetation, rötter och jord ner till 40 centimeter vid flera tidpunkter under 365 dagar. Isotoptaggen gjorde det möjligt att separera nyinsatt kväve från skogens befintliga förråd. Strax efter tillsatsen ledde gödsling i undervegetationen till en större andel av det nya kvävet i hela ekosystemet än kronpåläggning, främst eftersom lite fångades upp eller förlorades innan det nådde marken. Under året minskade dock denna differens: vid dag 365 hade skogen behållit cirka 82 procent av den tillsatta spåraren vid undervegetationsapplicering och nästan 70 procent vid kronapplicering, vilket indikerar betydande långtidslagring i båda fallen.

Olika lagringsplatser för kron- respektive markinsläpp

Även om den totala behållningen blev likartad skiljde sig platsen där kvävet lagrades kraftigt mellan de två metoderna. När det tillsattes ovanför kronan ackumulerades mer av spåraren slutligen i trädens biomassa, särskilt i vedartade stammar, som efter ett år utgjorde den största lagringspoolen. I det fallet höll träden nästan dubbelt så mycket av det nya kvävet som jorden gjorde, och en större andel förflyttades också till djupare jordlager. I kontrast fångades kväve som applicerades på skogsmarken först upp starkt av undervegetationens buskar, örter och ytlig litteratur, för att sedan i ökande grad lagras i de övre 40 centimetrarna av jorden. Tillsats i undervegetationen främjade hög behållning i grunda jordlager snarare än i trädved, vilket speglar omedelbart upptag av rötter och mikroorganismer nära ytan och mindre filtrering av kronan.

Hur kväveformen formar dess öde

Kväveets kemiska form påverkade också hur det rörde sig genom skogen. Sammantaget behöll ekosystemet liknande totala mängder ammonium och nitrat, men växterna visade en tydlig preferens för nitrat. Träd och buskar inkorporerade mer nitrat i sina vävnader, särskilt i långlivade stammar, medan jordarna höll ammonium och nitrat i ungefär jämförbara mängder. Detta mönster uppstår sannolikt eftersom nitrat är mer rörligt i markvatten och lättare transporteras in i växter, medan ammonium tenderar att binda till markpartiklar. Intressant nog kunde mikrober och markkemi på denna relativt kväverika plats immobillisera båda formerna effektivt, vilket hjälpte till att hålla mycket av det tillsatta kvävet från snabb förlust.

Vad detta innebär för skogar och klimat

För en lekmannaobservatör är studiens huvudbudskap att hur vi simulerar kväveförorening i experiment starkt kan påverka de svar vi får. Att tillsätta kväve enbart till marken överskattar hur mycket som hamnar i yttre jordlager och underskattar kronans roll som grindvakt och långsiktig lagringshubb i ved och djupare jord. I denna unga tempererade skog matar kväve som faller på kronan långsamt träden och djupare jordar, medan kväve som når undervegetationen direkt fångas snabbt av småväxter och topjord. Båda vägarna kan lagra en stor andel av inkommande kväve, men på olika platser och olika tidsskalor. Dessa insikter bör hjälpa till att förbättra modeller som kopplar kväveföroreningar till skogstillväxt och kolinlagring, och slutligen förfina prognoser för hur skogar kommer att svara på pågående förändringar i luftkvalitet.

Citering: Yang, Z., Guerrieri, R., Ye, N. et al. Above canopy and understory nitrogen additions lead to divergent spatio-temporal nitrogen retention patterns in a temperate forest. Commun Earth Environ 7, 316 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03313-5

Nyckelord: kvävedeposition, skogsbeståndets krona, jordnäringsämnen, spårning med stabila isotoper, kolinlagring