Luft- och markuppvärmning påverkar lagringen av markens organiska kol olika

Varför varmare jord spelar roll för vår framtid

Det mesta av jordens kol finns inte i träden eller i luften, utan är inlåst i marken. När planeten blir varmare värms både luften ovanför oss och marken under våra fötter upp, vilket kan förändra hur mycket kol marken lagrar. Denna studie ställer en enkel men viktig fråga för klimatet: påverkar varmare luft och varmare mark denna dolda kolreserv på samma sätt, eller driver de den i olika riktningar?

Två typer av uppvärmning, två olika berättelser

Författarna sammanförde resultat från 327 fältexperiment världen över som medvetet värmde upp ekosystem, och kombinerade dem med en detaljerad datormodell av markprocesser. Experimenten använde olika metoder för att värma miljön: öppna toppkammare värmde främst luften runt växterna, värmekablar värmde främst marken och infravärmare påverkade båda. Sammanlagt förändrade uppvärmning i genomsnitt knappt markens organiska kol, det mörka kolrika materialet i marken. Men när teamet delade upp data efter uppvärmningsmetod framträdde ett mönster. Luftuppvärmning lämnade ofta markkoldhalten oförändrad, medan direkt markuppvärmning oftare ledde till förluster av lagrat kol.

Hur varm luft når ner i marken

Med hjälp av sin modell undersökte forskarna varför luft- och markuppvärmning skiljer sig åt. De fann att ökade lufttemperaturer inte alltid översätts till lika stor uppvärmning av marken. Hur mycket extra värme som når marken beror på hur inkommande energi fördelas mellan att värma luften och att avdunsta vatten. På fuktigare platser går mer värme till avdunstning, så marken värms mindre. På torrare platser går mer värme till kännbart värme och marken värms mer. Hel-ekosystemuppvärmning, där både luft och mark värms, gav förutsägbart den största ökningen av marktemperatur men visade ändå stor variation mellan klimat.

Växter, vatten och mikrober i ett föränderligt klimat

Modellen följde också hur växttillväxt och markens mikrober reagerar. Net primary production, ett mått på hur mycket kol växter tar från luften och tillför marken, förändrades åt olika håll på olika platser. I kalla, energibegränsade regioner ökade uppvärmning ofta växttillväxt genom att förlänga växtsäsongen. I redan varma regioner pressade extra värme växterna utanför deras komfortzon och ökade deras egna andningskostnader, så tillväxten tenderade att minska. Direkt markuppvärmning påverkade växttillväxten lite men påskyndade mikrobiell nedbrytning av markkol, vilket ledde till konsekventa kolförluster från markreserven.

När torrare jord bromsar nedbrytningen

Luftuppvärmning hade en mer invecklad effekt eftersom den ändrade både markfuktighet och temperatur. Varmare luft ökade behovet av vatten och torkade ut marker på många platser. Torrare jord stressade växter och minskade deras kolinlagring i marken, vilket vanligtvis skulle innebära mindre lagrat markkol. Samtidigt gjorde uttorkningen livet svårare för markens mikrober, som behöver vatten för att bryta ner organiskt material. I vissa simuleringar minskade denna vattenstress den mikrobiella aktiviteten så mycket att markkolet förblev stabilt eller till och med ökade trots svagare växttillförsel. Där uppvärmningen främst ökade temperaturen utan kraftig uttorkning vann snabbare nedbrytning och marken förlorade kol.

Vad detta betyder för klimatprognoser

Studien slår fast att luft- och markuppvärmning drar markkolet åt olika håll, och balansen mellan dem varierar med klimat och fuktighetsförhållanden. Direkt markuppvärmning tenderar att krympa markens kolpool genom att påskynda nedbrytning, medan luftuppvärmning antingen kan erodera eller skydda markkol beroende på hur den förändrar växttillväxt och markfukt. Det här innebär att att slå ihop alla uppvärmningsexperiment, eller att ignorera hur mycket marken torkar ut, kan ge vilseledande klimatprognoser. För att bättre förutse hur mycket kol marken kommer att släppa ut i en varmare värld behöver forskare fånga både de separata och kombinerade effekterna av luft- och markuppvärmning, och hur mikrober och växter anpassar sig till förändringar i vatten och värme.

Citering: Luo, Z., Ren, J. & Fatichi, S. Air and soil warming have different effects on soil organic carbon storage. Commun Earth Environ 7, 394 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03367-5

Nyckelord: markkol, klimatuppvärmning, markfuktighet, ekosystemexperiment, kolcykel