Undersøgelse afslører, hvordan planter og jordbiota skaber økosystemer over tid

En ny langtidsundersøgelse ledet af forskere ved det amerikanske energiministeriums Oak Ridge National Laboratory har afsløret, hvordan planter og jordbiota interagerer og former udviklingen af ​​økosystemer over tid. Resultaterne, offentliggjort i tidsskriftet Nature Ecology &Evolution, giver indsigt i de komplekse forhold mellem planter og jordorganismer og deres indvirkning på økosystemdynamikken.

Forskerholdet gennemførte et omfattende felteksperiment kaldet Biogeochemical Observatory for Carbon, Water and Energy Research (BOCWER) ved ORNL's Environmental Sciences Division. BOCWER-eksperimentet involverer 96 store felter, der er blevet plantet med forskellige kombinationer af tre hjemmehørende plantearter - gul poppel, hvid eg og loblollyfyr - siden 2016.

Ved at overvåge plantevækst, jordbundsforhold og mikrobielle samfund i disse parceller over flere år, forsøgte forskerne at forstå, hvordan planter påvirker jordmiljøet, og hvordan jordens biota igen påvirker plantevæksten og økosystemets funktion.

"Vores undersøgelse viser, at planter har tydelige indvirkninger på jordegenskaber og mikrobielle samfund, som igen påvirker væksten og ydeevnen af ​​planterne selv," sagde studiets medforfatter Adam Pellegrini, en postdoc-forsker i ORNL's Environmental Sciences Division. "Disse resultater fremhæver sammenhængen mellem planter og jordbiota og deres afgørende roller i udformningen af ​​økosystemets struktur og funktion."

Forskerne observerede, at forskellige plantearter havde en betydelig indvirkning på jordens kemi, næringsstofkredsløb og mikrobielle samfundssammensætning. F.eks. havde parceller med gul poppel et højere kvælstofindhold og mikrobiel aktivitet i jorden sammenlignet med parceller med hvid eg eller loblollyfyr. Omvendt havde jorden i parceller med loblollyfyr lavere nitrogenniveauer og en tydelig mikrobiel samfundsstruktur.

Desuden fandt undersøgelsen, at interaktionerne mellem planter og jordbiota udviklede sig over tid. Efterhånden som plantesamfundene modnedes, blev indflydelsen af ​​jordmikrobielle samfund på plantevæksten mere udtalt. Dette tyder på, at co-evolutionen af ​​planter og jordbiota er en kontinuerlig proces, der former dynamikken i økosystemer på lang sigt.

"Vores resultater understreger vigtigheden af ​​at overveje plante-jord-interaktioner og mikrobiel samfundsdynamik, når man studerer og administrerer økosystemer," sagde medforfatter Christopher Brown, en forsker i ORNL's Environmental Sciences Division. "Ved at forstå disse forhold kan vi bedre forudsige, hvordan økosystemer vil reagere på miljøændringer og udvikle strategier for at forbedre deres modstandsdygtighed og bæredygtighed."

BOCWER-eksperimentet er en unik platform til at studere de komplekse interaktioner mellem planter, jord og mikrobielle samfund i et kontrolleret miljø. Eksperimentets langsigtede karakter gør det muligt for forskere at spore disse interaktioner over tid, hvilket giver værdifuld indsigt i de mekanismer, der driver økosystemudvikling og funktion.