Pemain yang kurang dihargai dalam penyimpanan karbon harus dimasukkan dalam model perubahan global, kata peneliti. Peningkatan kadar karbon dioksida atmosfer mempercepat siklus karbon dan hilangnya karbon tanah di hutan, demikian temuan sebuah penelitian baru yang dipimpin oleh ahli biologi Universitas Indiana.
Bukti baru mendukung pandangan yang muncul bahwa meskipun hutan menghilangkan sejumlah besar karbon dioksida dari atmosfer, banyak karbon yang disimpan dalam biomassa kayu hidup daripada sebagai bahan organik mati di tanah.
Richard P. Phillips, penulis utama di kertas dan asisten profesor biologi di IU College of Arts and Sciences, mengatakan bahwa setelah hampir dua dekade penelitian tentang respon ekosistem hutan terhadap perubahan global, beberapa ketidakpastian telah diangkat tentang bagaimana hutan menyimpan karbon setelah naiknya kadar karbon dioksida.
Untaian miselia jamur putih dan kuning hidup secara simbiosis dan memperdagangkan karbon dan nutrisi dengan akar pinus loblolly kecoklatan. Pohon menyediakan karbohidrat yang memberi energi pada jamur, sementara jamur memberi nutrisi pada pinus.
Kredit Gambar: Ina Meier
“Telah disarankan bahwa ketika pohon mengambil lebih banyak karbon dioksida dari atmosfer, jumlah karbon yang lebih besar akan pergi ke akar dan jamur untuk memperoleh nutrisi, tetapi hasil kami menunjukkan bahwa sedikit karbon ini terakumulasi di tanah karena penguraian akar dan jamur. detritus juga meningkat, ”katanya.
Karbon yang tersimpan di tanah, berbeda dengan kayu di pohon, diinginkan dari sudut pandang pengelolaan karena tanah lebih stabil dari waktu ke waktu, sehingga karbon dapat dikunci selama ratusan hingga ribuan tahun dan tidak berkontribusi terhadap peningkatan karbon dioksida atmosfer.
Penelitian ini dilakukan di situs Pengayaan Karbon Dioksida Udara Bebas Hutan Duke di North Carolina. Di situs ini, pohon pinus loblolly matang terkena peningkatan kadar karbon dioksida selama 14 tahun, menjadikannya salah satu percobaan pengayaan karbon dioksida terpanjang di dunia. Para peneliti dapat menghitung usia siklus karbon melalui tanah dengan menumbuhkan akar dan jamur ke dalam kantong mesh yang berisi tanah berlabel unik. Tanah kemudian dianalisis untuk komposisi organiknya.
Para penulis juga melaporkan bahwa nitrogen bersepeda lebih cepat di hutan ini karena permintaan akan nutrisi oleh pohon dan mikroba menjadi lebih besar di bawah CO2 yang meningkat.
"Pertumbuhan pohon dibatasi oleh ketersediaan nitrogen di situs ini, jadi masuk akal jika pohon menggunakan 'ekstra' karbon yang diambil di bawah CO2 yang ditinggikan untuk mikroba utama untuk melepaskan nitrogen yang terikat dalam bahan organik," kata Phillips. "Yang mengejutkan adalah bahwa pohon-pohon itu tampaknya mendapatkan banyak nitrogennya dengan menguraikan detritus akar dan jamur yang berumur kurang dari satu tahun."
Efek dua kali lipat dari priming mikroba, di mana mikroba distimulasi untuk menguraikan bahan organik tanah lama melalui peningkatan karbon baru dan sumber energi lainnya, dan pergantian yang lebih cepat dari karbon akar dan jamur yang baru diperbaiki, cukup untuk menjelaskan karbon cepat dan Bersepeda nitrogen yang terjadi di situs Duke Forest FACE.
“Kami menyebutnya hipotesis RAMP - Rhizo-Accelerated Mineralization and Priming - dan menyatakan bahwa perubahan yang diinduksi oleh akar dalam tingkat pemrosesan mikroba karbon dan nitrogen adalah mediator kunci dari respons ekosistem jangka panjang terhadap perubahan global,” tambah Phillips.
“Sebagian besar model ekosistem memiliki representasi akar yang terbatas, dan tidak ada satupun yang mencakup proses seperti priming. Hasil kami menunjukkan bahwa interaksi antara akar dan mikroba tanah memainkan peran yang kurang dihargai dalam menentukan berapa banyak karbon yang disimpan dan seberapa cepat nitrogen didaur ulang. Jadi memasukkan proses-proses ini dalam model harus mengarah pada peningkatan proyeksi penyimpanan karbon jangka panjang di hutan sebagai respons terhadap perubahan lingkungan global, ”katanya.
Penelitian ini dilakukan di situs Pengayaan Karbon Dioksida Udara Bebas Hutan Duke di North Carolina, di mana pohon pinus loblolly yang matang terkena peningkatan kadar karbon dioksida selama 14 tahun, menjadikannya salah satu percobaan pengayaan karbon dioksida yang paling lama berjalan di dunia. .
Kredit Gambar: Will Owens
“Akar dan jamur mempercepat siklus karbon dan nitrogen di hutan yang terpapar oleh peningkatan CO2” - oleh Phillips; IU dan Universitas Gottingen (Jerman) peneliti pasca-doktoral Ina C. Meier; Emily S. Bernhardt dari Duke University, A. Stuart Grandy dan Kyle Wickings dari University of New Hampshire; dan Adrien C. Finzi dari Boston University - diterbitkan 9 Juli dalam penambahan awal online dari Ecology Letters. Akses gratis ke artikel penelitian akan tersedia hingga Oktober.
Pendanaan untuk pekerjaan ini disediakan oleh Departemen Pertanian A.S. dan Departemen Energi A.S. Phillips dan tim penelitiannya pada bulan Maret menerima hibah $ 398.000 dari National Science Foundation untuk mendanai pengujian hipotesis RAMP di hutan kayu keras campuran Indiana.
Diterbitkan ulang dengan izin dari Indiana University.