Ulf Skyllberg

Jag är utbildad jägmästare (1986), doktor i markvetenskap (1993), docent i markkemi (1999) och professor i markkemi (2005). Jag har handlett 7 doktorander till examen och 7 postdoktorer som huvudhandledare. Jag har handlett 8 doktorander till examen och 5 postdoktorer som biträdande handledare. Under perioden 1999-2024 har jag varit huvudansvarig (principal investigator, PI) för 5 VR och 3 FORMAS forskningsprojekt, med en total budget på ca 19 miljoner kronor. Jag har erhållit ytterligare ca 20 miljoner kronor i forskningsanslag som PI från andra fonder och stiftelser. Jag har publicerat 108 peer-review vetenskapliga publikationer som kommit att citeras 9440 gånger (Google Scholar).

Min forskning handlar om att fördjupa förståelsen om biokeokemiska processer i mark och vatten. Min övertygelse är att vi behöver förstå processer på en molekylär nivå för att kunna bygga generaliserbara teorier som kan hjälpa oss att möta samhällets utmaningar avseende ett uthålligt utnyttjande av naturresurser i ett föränderligt klimat.

En röd tråd genom min forskningskarriär är studier av naturligt organiskt material (NOM) och dess inverkan på kemin i mark och vatten. Under mina doktorandstudier kom jag fram till att bindingen av metallen aluminium till NOM är en avgörande syra-bas process som styr pH-värdet i rotzonen i naturligt sura skogsmarker. Denna insikt har efter några decennier av "vila" återigen auktualiserats och jag kan tänka mig att betydelsen av processen i framtiden kommer att vidgas till att omfatta betydligt fler biom än boreala ekosystem.

Till skillnad från den "hårda metallen Al", som binder till syregrupper på NOM (främst karboxylsyragrupper och fenoler), så binder "mjuka metaller" som zink, kadmium och kvicksilver till svavelgrupper i NOM.  Min forskargrupp har visat att zink, kadmium och kvicksilver, som är tre metaller som återfinns inom samma grupp i det periodiska systemet, alla binder till s.k. tiolgrupper (RS). På senare tid har mycket av min forskning kommit att handla om en fördjupad förståelse om hur kvicksilver omvandlas i miljön. Genom att studera hur biogeokemiska processer påverkar de kemiska formerna av ett specifikt element under olika miljöbetingleser så erhålls inte bara detaljerad kunskap om elementet i fråga, utan också generell kunskap om de faktorer och processer som påverkar metaller i miljön.

Centralt i min forskning har varit att förstå hur den mest skadliga formen av kvicksilver, metylkvicksilver (MeHg), bildas och bryts ner, samt hur ämnet tas upp i näringsväven. Vi har funnit att de kemiska formerna av oorganiskt kvicksilver, Hg(II), är avgörande för hur mycket MeHg som bildas i mark och vatten. Dessa former kontrolleras av reaktioner mellan Hg(II), tiolgrupper i NOM, halider och sulfidjoner som avgör upptaget av Hg(II) i anaeroba baketerier, som i sin tur bildar och utsöndrar MeHg. Vi studerar även nedbrytningen av MeHg i sjövatten genom inverkan av solens UV-ljus, vilket är den största sänkan av MeHg i skogs-våtmarks-sjöekosystem. En viktig anledning till att boreala sjöar har höga halter av MeHg är att de är humösa (brunfärgade), vilket motverkar solljusets nedbrytande effekt.

Vi har också funnit att emedan de flesta typer av våtmarker (mossar och kärr) bidrar till en nettobildning av MeHg och export till nedströms belägna akvatiska ekosystem, så bryts MeHg ner i klibbalkärr. Nedbrytningen är både abiotisk och biotisk (utförda av metanbakterier). Därför kan klibbalkärr strategiskt belägna uppströms sjöar verka som sänkor på landskapsnivå och skydda nedströms akvatiska ekosystem från MeHg exponering.

Vi har påvisat att slutavverkning av barrskog leder till en puls av MeHg-bildning som pågår minst 10 år. Nybildade utströmningsområden i avverkade sluttningar resulterar i att halten av MeHg ökar flerfalt i marken. Exporten fördubblas även i avrinnande vatten som dränerar marker belägna i terräng över högsta kustlinjen. Under högsta kustlinjen är halterna av MeHg så pass höga redan innan slutavverkning (p g a större areal våtmarker), varför en eventuellt ökande export av MeHg inte är lika lätt att påvisa.

Vi studerar även reduktionen av Hg(II) till metalliskt kvicksilver Hg(0). Eftersom Hg(0) existerar både som flytande metall och i gasform (har ett högt ångtryck), så är det denna process och efterföljande emission av Hg(0,g) som via atmosfären återför kvicksilver till det globala kretsloppet. Denna reaktion kan ske på kemisk eller mibrobiell väg. I avsaknad av ljus sker så kallad mörk reduktion av Hg(II) till Hg(0) i främst syrefattig miljö. Elektronerna som krävs för reduktionen erhålls från elektron-donerande grupper i NOM (främst s.k. kinongrupper) eller bakterier. Vi har visat att den hastighet med vilken Hg(II) omvandlas till Hg(0) beror på den kemiska förekomstformen av Hg(II) och att kloridjoner ökar hastigheten med vilken denna reaktion sker.

Jag undervisar för närvarande i grundläggande oorganisk och jämviktskemi, marklära och geologi. Ingående i kurserna Ekosystemets kemiska grunder (KE0074), Södra Sverigeresan (SV0044) och Forest Ecosystem Ecology (BI1369), motsvarande ca 10% av min anställning. 

Jag har undervisat i markvetenskap och grundläggande oorganisk kemi och jämviktskemi på SLU sedan 1987.  Under perioden 1998-2009 utvecklade och genomförde Institutionen för skogsekologi ett mastersprogram i markvetenskap. Jag ansvarade för utvecklingen och genomförandet av kurser i oorganisk och jämviktskemi (5 veckor), markkemi (5 veckor) samt även en 10 veckors kurs i miljöorienterad markkemi. Efter att markvetarprogrammet avvecklades 2010 var jag fortsatt ansvarig för undervisningen i grundläggande oorganisk och jämviktskemi t o m 2023. Kursen är skräddarsydd för att ge en grundläggande förståelse av naturliga processer i mark och vatten och attraherade som mest ca 50 studenter från SLU, men också från miljöutbildningar på Umeå Universitet. Kursen ger förutsättningar för vidare fördjupning inom ämnet markkemi. Sedan 2010 har jag gett en veckas påbyggnadskurs i biogeokemi (ingående i det nya mastersprogrammet för skogsekologi) där vi beräknar vätejonbudgetar i olika typer av skogsekosystem. Jag har under många år fältundervisat i ämnet marklära ingående i jägmästarstudenternas Sverigeresa, både i norra och södra Sverige. Sedan 2019 håller jag i två dagars fältundervisning om Skånes geologi, jordmåner och markutnyttjande.