SLU-nyhet

Sandiga havsbottnar viktiga för begränsningen av växthusgaser

Publicerad: 24 september 2020
En stenig strand under blå himmel. Foto.

Nitrater, som transporterats med åar till våra havskuster, omvandlas av bakteriesamhällen i bottensediment till växthusgasen lustgas eller vidare till ofarlig kvävgas, beroende på artsammansättningen. Denna varierar mellan olika bottenhabitat. I en ny studie från SLU visas att i synnerhet sandiga och gyttjiga havsbottnar är viktiga habitat åt arter som klarar omvandlingen från lustgas till kvävgas. Därför är det viktigt att värna om bottenhabitatens mångfald, för att inte riskera ett ökat bidrag till växthuseffekten från våra kustområden.

Mänsklig påverkan, bland annat genom gödsling, har gjort att många vattendrag idag har ett överskott på kväve i form av nitrat. Detta transporteras med tiden ut till havet och bryts ner av bakteriesamhällen i bottensediment nära kusten. Beroende på samhällets sammansättning kan nedbrytningens slutprodukt bli antingen kvävgas, en naturligt viktig del av atmosfären, eller lustgas, en mycket kraftig växthusgas som dessutom är skadlig för ozonlagret.

Genom att mäta förhållandet mellan förekomsten av de gener som bryter ner nitrat respektive lustgas i ett samhälle, kan man uppskatta om populationen producerar lustgas eller förbrukar den. Denna process, denitrifikationen, har flera steg, och att ett samhälle är kapabelt att utföra hela kedjan kan antingen bero på att några få närvarande bakteriearter på egen hand klarar alla steg, eller att en kombination av arter tillsammans gör det genom att ”avlösa” varandra.

Variationen påverkas

Olika bakterier trivs i olika miljöer och habitat. En kustnära havsbotten är naturligt varierad och består av många olika mikromiljöer, vilket borde gynna dess mikrobiella mångfald och göra hela bottensystemet bättre på att utföra de flesta ekosystemtjänster – som exempelvis att bryta ner lustgas.

Människans förehavanden tenderar dock att skada all slags naturlig variation. Övergödning, avrinning och andra faktorer hotar att homogenisera kustzonens bottensediment, vilket riskerar leda till en mindre artrikedom och därigenom en sämre förmåga att utföra ekosystemtjänster. Huruvida detta också skulle kunna innebära en ökad lustgasproduktion, till följd av en minskad andel lustgasnedbrytande mikrober i samhället, är oklart och har undersökts i en ny studie från institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi vid Sveriges lantbruksuniversitet.

Bottensediment jämförda

– Vi har jämfört denitrifikationen i konstruerade havsbottnar med fyra olika grader av habitatvariation, berättar studiens huvudförfattare Lea Wittorf. Vi tog bottenprover i bottnar som var sandiga, leriga, bevuxna med sjögräset hårnating samt med cyanobakterier. Vi satte ihop dessa till artificiella havsbottnar bestående av ett, två, tre eller alla fyra habitaten och mätte sedan biodiversiteten, denitrifikationen och förekomsten av nitrat- och lustgasnedbrytande gener.

Som förväntat ökade artvariationen i de artificiella bottnarna ju fler habitattyper de innehöll, men Lea och hennes kollegor uppmätte ingen skillnad i vare sig faktisk denitrifikation eller genetisk potential för denitrifikation. De lustgasnedbrytande bakterierna verkar vara tillräckligt diversifierade för att kunna utföra ekosystemtjänsten även när de kommer enbart från ett slags habitat. Variationsrikedomen är dock påverkad vilket kan påverka känsligheten för ytterligare störningar.

Sandiga och gyttjiga bottnar viktiga

Däremot märktes en skillnad i lustgasnedbrytande potential mellan habitaten. Gyttjiga och sandiga habitat innehöll fler lustgasnedbrytande bakteriearter. Där var den uppmätta denitrifikationen dessutom högre, och så även den uppskattade förmågan till lustgasnedbrytning, baserat på förekomst av gener.

– Vår hypotes var att en mångfald av olika habitat i havsbottnen leder till större artrikedom och därmed större potential för nedbrytning av lustgas, summerar Lea Wittorf. Vår studie visar inte att homogeniserade habitat ökar risken för lustgasproduktion, men däremot ser vi att det finns bäst förutsättningar för lustgasnedbrytning i sandiga och gyttjiga bottnar. Därför tror vi ändå att habitatförlust i havsbottnar riskerar att leda till ökad lustgasproduktion och därmed bidra till växthuseffekten.

Skrivet av Mårten Lind.


Kontaktinformation

Porträttfoto av en kvinna mot vit bakgrund. Foto.Lea Wittorf
Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi, SLU
lea.wittorf@slu.se, 018-671575

Sidansvarig: cajsa.lithell@slu.se