Artan atmosferik CO2, boreal ormanlarda azot bulunabilirliğini azaltıyor

Orman besinleri neden hepimiz için önemli?

Ormanlar genellikle atmosferdeki gezegeni ısıtan karbondioksiti çekmeleriyle övülür. Ancak ağaçların büyümesi için sadece karbona değil, toprağın sağladığı besinlere—özellikle azota—da gereksinimi vardır. Tarladaki bitkiler gibi, onlar da topraktaki besinlere bağımlıdır. Bu çalışma, görünen o kadar basit ama etkileri geniş bir soruyu soruyor: atmosferik karbondioksit yükselmeye devam ederken, dünyanın kuzeyindeki boreal ormanlarda azot tükeniyor mu ve bu kıtlık er ya da geç iklim değişikliği üzerinde fren görevi gören bu ormanların etkinliğini zayıflatabilir mi?

Ağaç halkalarında tarihin izini sürmek

Buna yanıt aramak için araştırmacılar sıra dışı bir arşive yöneldi: İsveç Ulusal Orman Envanteri tarafından onlarca yıldır toplanmış binlerce ağaç numunesi. Her nüve, gövdeden delinmiş dar bir silindir olup yıl yıl büyümeyi kaydeden halkaları korur. Ekip, 1950’lerden 2010’lara dek İsveç genelindeki ormanları kapsayan iki yaygın boreal türden—sarıçam (Scots pine) ve Norveç göknarı (Norway spruce)—1.600’den fazla nüveyi inceledi. Sadece büyümeyi ölçmek yerine, odundaki kimyasal bir parmak izine odaklandılar: iki azot formunun oranına. δ15N olarak yazılan bu oran, ekosistemde azotun daha fazla veya daha az bulunabilir hale gelmesiyle tutarlı bir biçimde değişir; bu da bilim insanlarının ormanların azot durumunun yaklaşık yedi dekada yayılmış tarihini yeniden inşa etmelerine olanak tanır.

Ülke çapında azalan azot sinyali

İsveç, işleyen güçleri çözümlemek için özellikle uygundur. Kuzeyden güneye ülke, büyük ölçüde fosil yakıt yakma ve gübre kullanımı gibi insan faaliyetlerinden kaynaklanan atmosferik azot kirliliğinde dört katlık bir gradyana sahiptir. Buna karşılık atmosferdeki karbondioksit bu bölgede neredeyse uniformdur. Ormanlardaki azot azalmasının esas olarak değişen azot kirliliğinden kaynaklanması durumunda, ağaç halkalarındaki δ15N eğilimleri yoğun kirli ve az kirli alanlar arasında büyük farklılıklar göstermeliydi. Araştırmacıların bulduğu ise, δ15N’nin dört İsveç bölgesinin tamamında zaman içinde düştüğüdür; azot birikiminin her zaman çok düşük ve nispeten istikrarlı olduğu en uç kuzey dahil. Bu yaygın düşüş, yalnızca yerel kirlilik değişiklikleriyle açıklanamayacak, her yerde aynı anda işleyen bir etkeni—artan karbondioksiti—işaret ediyor.

Rakip açıklamaları sınamak

Nedenleri daha titizce incelemek için ekip, ağaç halkası δ15N’yi birkaç çevresel faktöre bağlayan istatistiksel modeller kullandı: atmosferik karbondioksit, farklı azot birikimi ölçümleri, sıcaklık ve orman yapısı. Birçok model varyantı boyunca, karbondioksit tutarlı biçimde δ15N’nin en güçlü öngörücüsü olarak öne çıktı ve açık bir negatif ilişki gösterdi: karbondioksit arttıkça odundaki δ15N azaldı. Azot birikimi ve sıcaklık algılanabilir roller oynadı, ancak etkileri çok daha zayıftı. Özellikle, havadaki azotun farklı kimyasal formları arasındaki kaymalarla (amonyum vs nitrat) ilgili önerilen açıklama verilerle desteklenmedi. Bu sonuçlar, artan karbondioksitin boreal ormanlardaki azot döngüsünü doğrudan sıkılaştırdığı görüşünü güçlendiriyor; yani sadece temiz hava yasalarının etkilerini maskelemiyor.

Daha fazla karbon nasıl daha az azot anlamına gelebilir

Çalışma ayrıca orman büyümesindeki değişimlerin azot durumuyla nasıl ilişkili olduğunu inceledi. Ulusal envanter verileri, İsveç çam ve göknar ormanlarının 1950’lerden bu yana daha hızlı büyüdüğünü ve her yıl daha fazla odun biriktirdiğini gösteriyor. Yazarlar bu büyüme eğilimlerini δ15N ile karşılaştırdıklarında, büyümedeki en güçlü artışları gösteren alanların genellikle δ15N’de en büyük düşüşleri sergilediğini buldular; bu, “ilerleyici azot sınırlaması” fikriyle uyumlu. Günlük anlatımla, ekstra karbondioksit fotosentez için geçici bir gübre gibi davranır, ağaçların büyümesini teşvik eder ve daha fazla azot talep etmelerine neden olur. Zamanla bu artmış talep, topraktaki doğal olarak kullanılabilir hale gelen azotu aşabilir. Ağaçlar, organik azotu daha derin veya daha dirençli havuzlardan çıkarmalarına yardımcı olan mikorizal mantarlara karbohidrat yatırımı yaparak yanıt verebilir. Bu strateji bir süre için büyümeyi sürdürüyor, fakat aynı zamanda daha fazla azotu biyokütle ve mantar dokusunda kilitleyerek toprakta ve akarsularda kalan miktarı azaltır.

İklim geleceği için anlamı

Boreal ormanlar dünya kara karbonunun orantısız bir payını tuttuğundan, artan karbondioksite karşı uzun vadeli yanıtları bizim emisyonlarımızın ne kadarının atmosferde kalacağını şekillendirecek. Bu araştırma gösteriyor ki karbondioksit yükseldikçe, bu ormanlardaki azot sessizce daha kıt hale geliyor; endüstriyel kirlilikten uzak yerler dahil. Yazarlar, ağaç halkalarındaki düşen δ15N ile işaretlenen azot bulunabilirliğindeki azalışın, boreal ormanların emebileceği fazladan karbonu giderek daha çok sınırlayacağını sonucuna varıyor. Sıradan okur için mesaj açık: kuzey ormanlarının bizim emisyonlarımızın her zaman daha fazlasını emeceğine güvenemeyiz. Yüksek karbondioksit altındaki büyüme sıçraması gizli bir besin maliyeti taşıyor; bu da bizi ormanlara tek başına bel bağlamak yerine sera gazı emisyonlarını kaynağında azaltmaya daha da acil bir şekilde yönlendiriyor.

Atıf: Bassett, K.R., Hupperts, S.F., Jämtgård, S. et al. Rising atmospheric CO₂ reduces nitrogen availability in boreal forests. Nature 650, 629–635 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-10039-5

Anahtar kelimeler: boreal ormanlar, karbondioksit, azot sınırlaması, ağaç halkaları, küresel karbon döngüsü