Lesní půda patří k největším zdrojům přirozených toků uhlíku mezi pevninou a atmosférou. Pod povrchem nepřetržitě pracují kořeny i mikroorganismy, které rozkládají organickou hmotu a přitom uvolňují oxid uhličitý. Tento proces, označovaný jako půdní respirace, se však v mnoha částech světa začíná měnit.
Na lesní ekosystémy stále silněji působí nadbytek dusíku. Do prostředí se dostává především z průmyslu, dopravy a zemědělství. Reaktivní sloučeniny dusíku se následně vracejí na zemský povrch prostřednictvím deště, sněhu nebo prachových částic. Od průmyslové revoluce se množství dusíku ukládaného v krajině přibližně ztrojnásobilo.
Když dusík pomáhá i škodí
Ne všechny lesy reagují stejně. V oblastech, kde je dusíku přirozeně nedostatek, může jeho vyšší přísun zpočátku fungovat jako hnojivo. Mikroorganismy pracují intenzivněji, kořeny rychleji rostou a rozklad organické hmoty se zrychluje. Výsledkem je vyšší půdní respirace.
Tento efekt má ale své hranice. S dalším růstem koncentrací dusíku začínají pozitivní účinky slábnout. Nadbytek dusíku začíná některým organismům škodit, snadno dostupné zdroje uhlíku ubývají a aktivita půdy vrcholí, pak ale začíná klesat.
Úplně jiný vývoj nastává v lesích, které jsou dusíkem dlouhodobě přesycené. Tam může i další relativně malý přírůstek spustit prudkou změnu. Mění se složení mikrobiálních společenstev, citlivější druhy mizí, jemné kořeny ubývají a půda se více okyseluje. Místo pozvolné reakce přichází výrazný pokles biologické aktivity.
Skrytý problém pro klima
Právě rozdílné reakce vysvětlují, proč si vědecké práce v minulosti často odporovaly. Dva lesy mohou přijímat podobné množství dusíku, přesto jeden vykáže vyšší aktivitu půdy a druhý výrazný útlum.
Z globálního pohledu dusík zatím půdní respiraci spíše zvyšuje. Většina světových lesů totiž stále patří mezi ekosystémy, kde je dusík limitujícím prvkem. Celkově se odhaduje, že ukládání dusíku zvyšuje půdní respiraci přibližně o pět procent.
Nižší emise oxidu uhličitého z půdy však nemusí být dobrou zprávou. V lesích přesycených dusíkem často odrážejí slábnoucí aktivitu kořenů a úbytek mikroorganismů, které jsou zásadní pro zdraví půdy i ukládání uhlíku. Méně oxidu uhličitého tak může znamenat oslabení celého ekosystému.
Výsledky zároveň naznačují, že omezení emisí dusíku z dopravy, průmyslu a zemědělství by mohlo pomoci udržet přirozené fungování lesů a zabránit překročení hranic, po jejichž překročení se ekosystémy vracejí k původnímu stavu jen velmi obtížně.
