The ArcticMainpage
Skoða stærra kort
PDF-version
PDF-útgáfa
af þessari grein
Heimskautasvæðin eru vistkerfi
eftir Bill Heal  
KAFLAR:
Fyrri kafliFyrri kafli Næsti kafliNæsti kafli
Vistkerfi á landi
Efnaflæðið: hringrás kolefnis og næringarefna
  Fæðukeðjan gefur til kynna hvernig efni flyst gegnum vistkerfið. Hún virðist skilvirk, en á mælikvarða framleiðni, er ferlið afar óskilvirkt. Flutningur úr plöntu í grasbít og yfir í kjötætu hefur í för með sér yfir 95% framleiðslutap - í hverju skrefi! Sem dæmi má nefna að af allri plöntuframleiðslu á yfirborðinu eru sjaldan meira en 10-20% étin af grasbítum. Aðeins um helmingur þessa er meltur. Megnið af því efni sem melt hefur verið er síðan notað til hreyfiorku, sér í lagi ef um er að ræða dýr með heitu blóði og aðeins lítill hluti nýtist til nýrrar framleiðslu. Í tilviki rándýranna eru skrefin kannske ögn skilvirkari vegna þess að fæðan er auðmeltanlegri. Hryggleysingjar breyta hærra hlutfalli meltrar fæðu í nýja líkamsvefi vegna þess að þeir þurfa ekki að halda hita á skrokknum.
  Þótt um einhvern breytileika sé að ræða, er samt heildarferlið sams konar - hvert fæðustig flytur aðeins lítinn lífmassa upp í næsta hlekk fæðukeðjunnar. Því þurfa grasbítir að fara um víðáttumikil svæði til að finna næga fæðu, og kjötæturnar þurfa jafnvel enn stærri lendur. Dýrin nýta sér einnig mjög fjölbreytta fæðu - tileinka sér fjölhæfni fremur en sérsvið. Þau hafa líka áunnið sér hæfni til að spara orku eins og unnt er, t.d. með því að leggjast í dvala og með góðri einangrun, en þessa er brýn þörf vegna ónógrar plöntuframleiðslu á heimskautasvæðunum. Því er vel hugsanlegt að vistkerfi heimskautalandanna, vegna aðlögunar að sérstöku loftslagi og rýrri fæðu, séu alveg eins skilvirk og þau sem sunnar liggja.
  Nú virðist sem gífurleg sóun ríki í frumframleiðslu grasa og gróðurjurta. Svo er þó alls ekki! Plönturnar flytja mikinn hluta af framleiðslu sinni undir yfirborðið til geymslu í lok vaxtartímans og það er einmitt þessi söfnunartilhneiging sem gerir þeim kleift að taka hressilegan vaxtarsprett að vori. Lífmassi plantna, í formi róta, rótarsprota og jarðstöngla, er mun meiri neðanjarðar, heldur en á yfirborði; nokkuð sem er einkennandi fyrir norðlægan gróður. Þeir hlutar plöntunnar er vaxa í moldinni nýtast sumum stórum jurtaætum, sem grafa eftir þeim. Sömuleiðis er hér um að ræða eftirsóknarverða fæðu ýmissa dýra sem þrífast í jarðveginum, t.d. þráðorma, blaðlúsa og annarra skordýra. Þannig heldur fæðukeðjan áfram niðri í jörðinni, þar sem á veisluborðið bætast mikilvægir réttir, svo sem saur og rotnandi plöntuleifar.
  Megnið af plöntuframleiðslunni endar í jarðveginum í einni eða annarri mynd, þar sem hún nærir miklu meiri fjölda og fjölbreytni örvera og hryggleysingja heldur en finnast ofanjarðar.
  Því eru rotnandi plöntuleifar lykill að þróun vistkerfisins. Þær innihalda mikið af þeim næringarefnum, þ.m.t. köfnunarefni, sem plönturnar hafa safnað í sig. Plöntuefnið rotnar fyrir tilverknað sveppa og baktería og fer leið sína gegnum fæðukeðju jarðvegsins þar sem næringarefnin flytjast frá einni lífveru til annarrar, eftir því sem þau smám saman leysast upp og sjúgast aftur inn í plönturætur. Kolefnið í plöntuleifunum fer líka í gegnum lífverurnar, losnar smám saman úr læðingi við öndun og hverfur út í andrúmsloftið. Á norðurslóðum gengur rotnun hægt fyrir sig, að nokkru leyti vegna lágs lofthita og kælingar sífrerans. Bæði vatnsskortur í þurri jörð og gegnsósa jarðvegur þar sem vatnið fær ekki framrás, hægja á rotnuninni. Megnið af því efni sem til fellur úr plöntunum tapar aðeins u.þ.b. 5-10% af þyngd sinni fyrsta árið. Síðan hægir á þyngdartapi, því að efnið sem eftir er rotnar síður og þokast inn í kaldari jarðlög. Lífræn efni sem kynslóðir plantna skilja eftir sig safnast fyrir í jarðveginum sem mótast og þróast í aldanna rás. Í mýrum myndast þykk lög af mó vegna súrefnisskorts og lágs hitastigs í vatnsósa jarðvegi.
  Hringrás kolefnis og næringarefna gegnum vistkerfið fer margar leiðir og gerist með ýmsum hætti. Hér er ekki um lokað kerfi að ræða. Bæði kolefni og næring fæst úr andrúmsloftinu og flæðir um kerfið. Sum þessara efna seytla út í ár og læki. Að lokum skilar mest af kolefninu sér aftur út í andrúmsloftið. Það er viðkvæmt jafnvægið milli innstreymis og útstreymis af kolefni sem menn horfa einkum til varðandi hlutverk norðurslóða í breytingum á andrúmsloftinu.
  Þótt plöntuframleiðsla í norðrinu gangi seint fyrir sig, er rotnun líka hægfara. Því er það að jarðlögin þykkna smátt og smátt, svo að jarðvegurinn á heimskautasvæðunum inniheldur um 25% af kolefni allrar jarðarinnar. Kolefnið safnast einkum fyrir í mýrum, fenjum og dýjum. Þar sem jarðvegur heimskautasvæðanna er tiltölulega ungur - ekki meira en 10,000 ára eða þar um bil - hefur hann safnað í sig kolefni í plöntum og lífrænum jarðefnum. Þótt mikið af kolefninu hafi sameinast andrúmsloftinu á ný vegna öndunar plantna, dýra og örvera, hafa vistkerfin engu að síður hamstrað meira kolefni en þau hafa látið frá sér. Það er svo kaldhæðni örlaganna að hlýnandi loftslag í nútíð og framtíð mun trúlega hraða rotnun og sleppa út meira af því kolefni sem varðveitt er í jarðveginum. Því eru líkur á að jafnvægið milli kolefnisbindingar við ljóstillífun og losunar við rotnun muni breytast. Í stað þess að safna í sig kolefni eins og áður var, munu vistkerfi túndrunnar sleppa út umframbirgðum og gerast kolefnisframleiðendur framtíðarinnar. Slíkar breytingar hafa þegar gert vart við sig í Alaska.
Fyrri kafliFyrri kafli Næsti kafliNæsti kafli
The Arctic is an Ecosystem, by Bill Heal. http://www.thearctic.is
Copyright Stefansson Arctic Institute and individual authors ©2000
Developed in partnership with the EU Raphael Programme