Intervju – Jord: en levande skatt under våra fötter

Vad är jord?

Jord är en komplex, dynamisk och levande organism som kan betraktas som vår planets levande hud. Den består av mineral och organiska material, samt luft och vatten. I mycket grova drag utgörs mineralet av partiklar som sand, silt och lera, som i sin tur består av olika kemiska beståndsdelar, medan de organiska materialet härrör från levande organismer, såsom växter, bakterier, svampar, djur och deras rester.

Jorden är en viktig reservoar för biologisk mångfald. Omkring en fjärdedel av alla organismer återfinns i jorden. Biologisk mångfald i jord kan innefatta organismer av många slag, från små bakterier och nematoder till hoppstjärtar, kvalster, tusenfotingar, daggmaskar, mullvadar och möss. Var och en av dessa grupper är rik på arter. Bara i Tyskland finns det exempelvis 50 daggmaskarter, som vi känner till. Mångfalden av liv i jorden är i själva verket ofta betydligt större än ovan jord på samma plats. En siffra som ofta anges är att en kubikmeter skogsjord kan innehålla upp till 2 000 ryggradslösa djurarter.

Vad händer i ett ekosystem i jorden?

Ekosystem i jorden kan variera mycket, särskilt på mikrohabitat nivå. Ett och samma block av jord innehåller många olika livsmiljöer – jordytan, jorden under markytan och porutrymmena – där varje miljö är hem åt olika organismer. Exempelvis är de flesta organismer som lever i jorden mycket beroende av porer och lever i dessa. De kan vara fyllda med luft eller vatten, där olika typer av organismer lever i respektive miljö.

Det finns dock även andra sätt att se på de livsmiljöer som finns i jorden. Exempelvis finns det mikroskopiska gränsskikt mellan jordpartiklarna samt områden med stor biologisk mångfald, bland annat rhizosfären, där växternas rötter finns, eller jorden kring daggmaskarnas gångar. Den rumsliga skalan är också mycket viktig.

Ändå lever alla dessa arter i alla dessa mikrolivsmiljöer tillsammans och interagerar i det så kallade jordbiomet. Exempelvis kan de livnära sig på varandra, eller så kan den ena organismens fekalier ge näring åt en annan organism. Sådana interaktioner i jordbiomet är viktiga för att jorden ska fungera och tillhandahålla alla de tjänster som ett fungerande ekosystem ger.

Vilken typ av tjänster erbjuder jorden?

Strukturen och det organiska materialet i jorden är två av de bäst kända faktorerna som är viktigast för ekosystemtjänster. Markstrukturen[i] definieras av hur olika partiklar är sammansatta i jordmatrisen. Jorden innehåller en kombination av större och mindre samlingar av jordpartiklar, luft- och vattenfyllda porer osv. Jordlevande arter kan ha en direkt inverkan på markstrukturen. Till exempel flyttar daggmasken runt material när den gräver i jorden så att markstrukturen förändras. Vissa av dessa förändringar kan bestå av att nya porer skapas och andra sluts så att vissa delar blir tätare eller de organismer som lever i jorden får nya källor till föda. Daggmaskar anses som ekosystemets ingenjörer på grund av deras förmåga att ändra jordens beskaffenhet.

Jordens struktur är också en avgörande faktor i vattnets kretslopp. Den har betydelse för hur mycket vatten jorden kan ta upp och hålla kvar, hur vattnet renas i jorden och hur det kan tas upp av växterna och så vidare. Tänk om jorden förlorade sin förmåga att hålla kvar eller rena vattnet, vad skulle det innebära för jordbruket, vid översvämningar och för vår hälsa.

Ett annat exempel är näringscykeln, där jordens struktur påverkar hur mycket organiskt material – dvs. kol, kväve och fosfor – som tas upp av och lagras i jorden. Allt kol som tillförs jorden är organiskt och utgör grunden för näringsväven i jorden. Organiska föreningar, såsom blad och rotspetsar, måste brytas ner till enklare föreningar av organismer, som lever i jorden, innan de kan användas av växterna. I en komplex flerstegsprocess bryter olika organismer gradvis ner resterna från döda blad eller kvistar och omvandlar dem till oorganiska föreningar som kan tas upp och användas av växterna. Omkring 90 procent av skogarnas lövrester bearbetas av tusenfotingar, daggmaskar och gråsuggor. Utan dessa organismer skulle vi drunkna i lövrester.

Det finns jordbakterier som omvandlar atmosfäriskt kväve till mineralkväve, vilket är nödvändigt för att växterna ska växa. Svamp transporterar näringsämnen genom marken från en plats till en annan. Alla dessa mikrobiella processer regleras av när större djur betar dessa mikroorganismer. Vi måste betrakta dessa rika och komplexa interaktioner som själva kärnan i ett välfungerande system, som sedan förser oss med de ekosystemtjänster som nämnts tidigare.

Friska jordar ger många olika nyttor. Exempelvis är näringscykeln avgörande för livsmedels- och fiberproduktionen. Det finns också tydliga kopplingar till vattnets kretslopp. När markstrukturen ändras eller förstörs påverkas jordens förmåga att rena, ta upp och hålla kvar vatten. Kompaktering eller hårdgörning av marken kan exempelvis medföra fler och svårare översvämningar.

I laboratorier isolerar man mikrobiella enzymer i jorden för att undersöka hur de kan användas inom industrin. Dessa enzymer kan till exempel ersätta kemikalier inom pappersindustrin. På liknande sätt används jordbakterier inom läkemedelsindustrin för att ta fram läkemedel, bland annat penicillin[ii] och streptomycin[iii].

Vet vi tillräckligt om den biologiska mångfalden i jorden?

Markbiologi är ett relativt nytt forskningsområde. Dessutom är jorden en dold miljö, svår att observera. Trots detta tenderar vi att underskatta våra kunskaper vi har. I Europa har vi en god allmän kännedom om vilka grupper av organismer som förekommer i jorden och vilka som är de huvudsakliga arterna som i den. Vi har en skaplig förståelse av vad som ligger bakom biologisk mångfald i jorden och en grundläggande förståelse av hur människornas användning av jorden kommer att påverka mångfalden. Det finns många källor till information om jorden, bland annat den europeiska atlasen om markens biologiska mångfald[iv] (European Atlas of Soil Biodiversity) från det gemensamma forskningscentrumet och den franska atlasen om jordbakterier[v] (French Atlas of Soil Bacteria).

För att övervaka förändringarna över tiden behöver vi dock tidsserier över biologisk mångfald i jorden. De tidsserier som vi har är vanligtvis för skyddade naturområden, och där kan vi konstatera att biologisk mångfald i jorden normalt upprätthålls och bevaras. Vidare går den mesta av dagens miljöövervakning i jord undersöker bara kemikalier. Utöver föroreningar behöver vi även övervaka andra parametrar och förstå hur klimatförändringar eller olika jordbruksmetoder påverkar biologisk mångfald i jorden och de olika funktioner jorden upprätthåller. Många studier har gjorts runtom i Europa, men informationen har inte sammanställts på ett sätt som gör det möjligt för oss att fastställa referensvärden för hela Europa.

Jorden i allmänhet och särskilt biologisk mångfald i jorden varierar betydligt från plats till plats. För att effektiva åtgärder ska kunna vidtas behövs det ofta mer detaljerad och platsspecifik information, inte bara om den biologiska mångfalden och arternas utbredning och interaktioner på en viss plats, utan även om exempelvis effekterna av människornas aktiviteter och klimatförändringarna på platsen.

Vilka är de största hoten mot biologisk mångfald i jorden i dag?

Det finns många hot mot biologisk mångfald i jorden, bland annat föroreningar som kopplas till hur vi använder marken. Exempelvis påverkar insekts- och ogräsbekämpningsmedel samt andra kemikalier, som är kopplade till intensifieringen av jordbruket, arternas utbredning och skadar biologisk mångfald i jorden. Andra hot utgörs av fysiska förändringar som kompaktering och hårdgörning av marken – när marken täcks av konstgjorda ytbeläggningar såsom betong eller asfalt. Kompaktering gör att porutrymmet minskar i jorden, vilket påverkar de arter som lever i porerna, medan hårdgörning av marken gör att kol- och vattentillförseln till jorden, liksom spridningen av arter, minskar.

Eftersom spridningen av jordlevande arter sker på liten skala och relativt långsamt bortser man ofta från denna process. På längre sikt sker däremot en mycket aktiv spridning över landskapet, vilket skapar förutsättningar för en stor biologisk mångfald i jorden. Om vi genom monokulturer och homogenisering av landskapet låter biologisk mångfald gå förlorad i landskapet ovan jordytan, riskerar vi att också förlora den biologiska mångfalden inuti jorden.

Klimatförändringar och dess följder, såsom betydande förändringar i nederbörden (torka eller översvämningar), kan också komma att påverka mångfalden i jorden. Under 2018 var det så varmt och torrt att de ryggradslösa djuren i jorden minskade med 90–95 procent på vissa platser. Om artrikedomen fortsätter att minska kontinuerligt kan alla dessa jordaktiviteter påverkas.

Vad gör vi för att skydda jorden i Europa?

Det finns globala och europeiska insatser och initiativ som syftar till att skydda jorden, såsom det globala partnerskapet för mark, Global Soil Partnership[vi], samt EU-strategier och EU-direktiv – minst 18 direktiv är enligt min egen uppskattning, ingår i den gemensamma jordbrukspolitiken. De täcker ett stort antal områden, från minskning av förorenande utsläpp och hållbar markanvändning till kunskapshöjande insatser. Ett bättre genomförande av dessa strategier och direktiv skulle säkerligen också innebära förbättringar för biologisk mångfald i jorden. I praktiken kan många åtgärder vidtas, som att minska användningen av gödsel- och bekämpningsmedel och införa precisionsjordbruk.

Nästan hälften av målen för hållbar utveckling har kopplingar till marken – frånrent vattenochbekämpande av klimatförändringarnatillingen hunger– och utan friska jordar kommer vi inte att kunna uppnå de här målen.

David Russell

Avdelningen för markzoologi, sektionen mesofauna

Senckenbergs naturhistoriska museum, Görlitz, Tyskland