Taç örtüsünün üstüne ve altına yapılan azot takviyeleri, ılıman bir ormanda mekânsal-zamansal azot tutulumu desenlerini farklılaştırıyor

Ormanlara Ek Azotun Neden Önemli Olduğu

Dünya genelinde insan etkinlikleri, gübrelerin ve hava kirliliğinin temel bileşenlerinden biri olan daha fazla reaktif azotu ormanlara yağdırıyor. Bu görünmez çöküntü ağaç büyümesini artırabilir, ancak aynı zamanda toprakları, su yollarını ve biyolojik çeşitliliği dengesizleştirebilir. Hangi geleceğe doğru gittiğimizi öngörebilmek için bilim insanlarının bilmesi gereken basit fakat şaşırtıcı derecede ince bir şey var: Azot ormana düştüğünde gerçekten nereye gidiyor? Bu çalışma, Çince ılıman bir ormanda taç örtüsünün üstüne eklenen azotla orman zeminine doğrudan püskürtülen azotu karşılaştırarak bu soruyu ele alıyor.

Azotun Ormana Girdiği İki Yol

Azot kirliliğini taklit eden çoğu deney, basitçe gübreyi yere uygular. Oysa gerçekte yağmur, kar ve kuru partiküllerdeki azotun çoğu önce yapraklı taç örtüsüne çarpar; burada yakalanabilir, dönüştürülebilir veya toprağa ulaşmadan önce kaybolabilir. Araştırmacılar, atmosferik azot birikiminin yoğunlaştığı Qinling Dağları’ndaki genç bir ikincil meşe ormanından yararlandılar. Taç örtüsünün üstüne küçük miktarlarda stabil izotop “etiketli” azotu drone’larla püskürttüler ve aynı etiketli azotu alt örtüye ve toprağa uygulamak için sırt çantalı püskürtücüler kullandılar. Bu zararsız izleyiciyi bir yıl boyunca takip ederek azotun yapraklara, oduna, köklere ve toprak katmanlarına girişini alışılmadık bir hassasiyetle izleyebildiler.

Etiketli Azotu Ormanın İçinde İzlemek

Ekip, hem taç örtüsü hem de alt örtü uygulamalarında iki yaygın inorganik azot formu olan amonyum ve nitratı kullandı. Ardından yaprak, dal, gövde, alt örtü bitkileri, kökler ve 40 santimetreye kadar toprak örneklerini 365 gün boyunca birkaç zaman noktasında aldı. İzotop etiketi, yeni eklenen azotu ormanın mevcut kaynağından ayırmalarını sağladı. Uygulamayı takiben hemen, alt örtü gübrelemesi, yeni azotun ekosistemde daha büyük bir payının bulunmasına yol açtı; bunun nedeni, yere ulaşmadan önce azotun çok azının yakalanması veya kaybolmasıydı. Ancak yıl boyunca bu fark daraldı: 365. günde, alt örtüye uygulandığında eklenen izleyicinin yaklaşık %82’si, taç üzerine uygulandığında ise yaklaşık %70’i tutulmuştu; bu da her iki senaryoda da önemli uzun vadeli depolamayı gösteriyordu.

Taç ve Zemin Girdileri İçin Farklı Depolama Alanları

Toplam tutulum benzer sonuçlansa da, azotun depolandığı yer iki yöntem arasında keskin biçimde farklıydı. Taç üstüne eklendiğinde izleyicinin daha fazlası nihayetinde özellikle odunsu gövdelerde olmak üzere ağaç biyokütlesinde birikti; bir yıl sonra tek en büyük depolama havuzu gövde odunu haline geldi. Bu durumda ağaçlar, toprağın tuttuğuna göre neredeyse iki kat daha fazla yeni azot tuttu ve daha fazla pay aynı zamanda daha derin toprak katmanlarına da geçti. Buna karşılık, azot orman zeminine uygulandığında önce alt örtü çalıları, otsu bitkiler ve yüzey örtüsü tarafından güçlü biçimde yakalandı ve sonra giderek üst 40 santimetrede depolandı. Alt örtü uygulaması, yüzey yakınındaki kökler ve mikroorganizmalar tarafından hemen alınmayı ve taç tarafından daha az filtrelenmeyi yansıtarak, ağaç odunundan ziyade sığ toprak katmanlarında yüksek tutulum sağladı.

Azot Formunun Kaderini Nasıl Şekillendirdiği

Azotun kimyasal formu da orman içindeki hareketini etkiledi. Genel olarak ekosistem, amonyum ve nitratın benzer toplam miktarlarını tuttu, ancak bitkiler nitratı açıkça tercih etti. Ağaçlar ve çalılar dokularına, özellikle uzun ömürlü gövdelere, daha fazla nitrat dahil etti; topraklar ise amonyum ve nitratı yaklaşık olarak karşılaştırılabilir miktarlarda tuttu. Bu desen muhtemelen nitratın toprak suyunda daha mobil ve bitki içi taşınım için daha kolay olmasından, amonyumun ise toprak parçacıklarına tutunma eğiliminde olmasından kaynaklanıyor. İlginç biçimde, bu nispeten azotça zengin sahada mikroplar ve toprak kimyası her iki formu da etkili şekilde immobilize edebildi ve eklenen azotun hızla kaybolmasını büyük ölçüde engelledi.

Ormanlar ve İklim Açısından Anlamı

Bir gözlemci için çalışmanın temel mesajı, azot kirliliğini deneylerde nasıl simüle ettiğimizin aldığımız cevapları güçlü biçimde etkileyebileceğidir. Azotu yalnızca zemine eklemek, yüzey topraklarında sonlanma miktarını fazla tahmin eder ve taç örtüsünün bir kapı bekçisi ve odun ile daha derin topraklarda uzun vadeli bir depolama merkezi olarak rolünü hafife alır. Bu genç ılıman ormanda, taç üzerine düşen azot yavaşça ağaçları ve daha derin toprakları beslerken, alt örtüye doğrudan ulaşan azot küçük bitkiler ve üst toprak tarafından hızla tutuluyor. Her iki yol da gelen azotun büyük bir payını depolayabilir, ancak farklı yerlerde ve farklı zaman ölçeklerinde. Bu bulgular, azot kirliliğini orman büyümesi ve karbon depolamasıyla ilişkilendiren modellerin iyileştirilmesine yardımcı olmalı ve sonuçta ormanların hava kalitesindeki devam eden değişimlere nasıl yanıt vereceğine dair tahminleri doğrultmalıdır.

Atıf: 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

Anahtar kelimeler: azot birikimi, orman örtüsü (taç örtüsü), toprak besin maddeleri, stabil izotop izleme, karbon sekestrasyonu