Neviditelní aktéři koloběhu živin

Lesní ekosystémy hrají klíčovou roli v globálním cyklu uhlíku tím, že absorbují a dlouhodobě ukládají značné množství oxidu uhličitého (CO₂) z atmosféry. Efektivita, s jakou tak činí, ale závisí na dostupnosti a využití dalších prvků.

Ukládání uhlíku je vlastně výrazem nerovnováhy v cyklu tohoto prvku: z atmosféry je ho fotosyntézou zachyceno více, než kolik ho z ekosystému (opět ve formě CO₂) odchází v důsledku rozkladu organické hmoty. Lesy pokrývají přibližně 30 % zemského povrchu a uchovávají téměř polovinu uhlíku uloženého v suchozemských ekosystémech. Fungují tedy jako důležitý zásobník, který každoročně zachytí kolem 7,6 miliardy tun CO₂. Uhlík je ukládán v biomase stromů a nadzemní vegetace, velká část se ale ukládá pod zemí – v lesní půdě.

Les ve středním Finsku, v němž od roku 1959 běží experiment studující cykly hlavních živin a jejich roli v ukládání uhlíku.

Snímek Petr Baldrian

Ukládání uhlíku je zásadní nejen pro zdraví lesů, ale i pro klima. Když je uhlík vázán v půdě ve formě organické hmoty, je zadržen mimo atmosféru, kde by jinak přispíval ke skleníkovému efektu a globálnímu oteplování. Zdravé půdy mohou tento uhlík zadržovat po desetiletí až staletí, a slouží tak jako dlouhodobý klimatický pufr. I když biomasa stromů je nejviditelnější formou „uložení“ uhlíku, dlouhodobé ukládání uhlíku v půdách je stejně důležité. A dění pod povrchem je do značné míry řízeno lesním mikrobiomem – pestrým společenstvem hub, bakterií a dalších organismů, které se vzájemně propojují v tlejícím opadu, půdě i na povrchu kořenů.

Propojení koloběhů

Společenstva mikroorganismů jsou pro koloběh živin, který umožňuje fungování lesů, zásadní. Využití uhlíku pro tvorbu biomasy je totiž možné pouze v případě, že kromě něj živé organismy získávají i další prvky potřebné pro svůj růst. Kromě všudypřítomného kyslíku a vodíku se jedná zejména o dusík a fosfor – prvky, které se vyskytují v řadě biomolekul, a jejichž spotřeba je tudíž velká. Rostoucí strom uchovává ve svém dřevě a opadu kromě uhlíku právě také tyto prvky. Jejich trvalé pohřbení ve vytvořené biomase by ale znamenalo, že se fungování ekosystému zastaví.

Aby k tomu nedošlo, je třeba dusík a fosfor opět do půdy uvolnit v rámci koloběhů každé z těchto látek, nezávislých na koloběhu uhlíku. To se děje prostřednictvím rozkladu organické hmoty (mrtvé biomasy). Významnou roli pak hrají symbiotické vztahy mezi mykorhizními houbami a kořeny: dusík a fosfor uvolněné rozkladem mrtvé biomasy houby dodávají kořenům stromů. Mikroorganismy tak vzájemně propojují a regulují koloběhy uhlíku, dusíku a fosforu – tří prvků zásadních pro život. Jejich aktivita rozhoduje nejen o dostupnosti živin pro stromy, ale i o tom, kolik organické hmoty se rozloží a zda uhlík zůstane v půdě, nebo se uvolní zpět do atmosféry.