Nitrogen fra lufta endrer økosystem i innsjøer

Mennesket har endret nitrogenkretsløpet på jorda dramatisk. Jordas ferskvann kan være betydelig påvirket, viser data fra norske innsjøer.

Publisert
Ferskvann tilføres betydelige mengder nitrogen fra lufta. Norsk forskning inngår i stor studie som fokuserer på effekten av menneskeskapte nitrogenutslipp. (Foto: Science/AAAS)
Ferskvann tilføres betydelige mengder nitrogen fra lufta. Norsk forskning inngår i stor studie som fokuserer på effekten av menneskeskapte nitrogenutslipp. (Foto: Science/AAAS)

I skyggen av debatten om global oppvarmning har det vært lite oppmerksomhet om effekten av andre menneskeskapte utslipp.

I en studie i dagens utgave av tidsskriftet Science legges det fram forskning basert på data fra norske, svenske og nordamerikanske innsjøer. Studien setter søkelys på det globale problemet med utslipp av nitrogen.

Påvirker naturen

- Vi har grepet inn i det naturlige nitrogenkretsløpet i sterk grad, sier professor Dag O. Hessen ved Universitet i Oslo, en av to norske medforfattere på artikkelen i Science, til forskning.no.

En stor del av atmosfæren er nitrogen, men fra naturens side er det kun spesifikke nitrogenforbindelser dannet av bakterier som kan opptas av planter og dyr. Disse kjemiske forbindelsene er avgjørende for alt liv på jorda.

Gjennom det siste århundret har mennesket økt mengden av nitrogen som er tilgjengelig for levende organismer. Ifølge artikkelen i Science avsetter mennesket nå mer nitrogen i omløp enn naturen selv. Dette har konsekvenser for mange økosystemer, inkludert innsjøer.

"Professor Dag O. Hessen ved UiO."
"Professor Dag O. Hessen ved UiO."

Kan gi overgjødsling


Tidligere har man særlig fokusert på et annet viktig næringsstoff i ferskvann, nemlig fosfor. En vanlig oppfatning har vært at det nesten alltid er mengden fosfor som styrer den biologiske produksjonen i innsjøer. Den omfattende studien som nå er publisert viser at nitrogen kan spille en mye større rolle enn antatt.

Den ekstra nitrogenmengden kommer som en følge av at menneskeskapt nitrogen i atmosfæren faller ned med nedbør og til slutt ender opp i innsjøene. Dette kan føre til overgjødsling, på samme måte som når det tilføres for mye av andre næringsstoffer.

Dette kan forklare den økte begroingen av alger som man har observert i mange fjellvann.

I løpet av de siste hundre år har mennesket tilført nitrogenkretsløpet enorme mengder nitrogen, fra kunstgjødsel, forbrenningsmotoren og industrielt landbruk. Professor Dag O. Hessen minner om at fiksering av nitrogen fra lufta i industriell skala var utgangspunktet for Norsk Hydro, som ble grunnlagt i 1905.

Omtrent samtidig startet Henry Ford masseproduksjon av biler med forbrenningsmotorer.

Hessen sier at det i dag særlig er fordamping av ammoniakk fra husdyrgjødsel, utslipp fra forbrenningsmotorer i biler og annen forbrenning som er de store utslippskildene. I Norge er sørlandskysten spesielt utsatt på grunn av nærhet til store nitrogenutslipp fra mer tett befolkede deler av Europa.

Ferskvann i Colorado, USA, inngår i studien. (Foto: Science/AAAS)
Ferskvann i Colorado, USA, inngår i studien. (Foto: Science/AAAS)

Omfattende datasett


Det er utført eksperimenter for å finne ut hva som regulerer algevekst i et antall ferskvann.

I Norge omfatter studien data fra vann i Egersund-området, som får mye nitrogen fra lufta, og ferskvann på en linje fra Lillehammer til Rondane.

Sistnevnte får mindre nitrogen.

I tillegg er 14 innsjøer i Sverige og 36 i delstaten Colorado i USA undersøkt.

I Egersund-området mener forskerne at nitrogennivået i innsjøer kan være opptil ti ganger så høyt som det var før den industrielle revolusjon.

I disse områdene fører også høy tilførsel av nitrogen til forsuring av vassdrag.

Dette kan være årsaken til at vann på Sørlandet fortsatt er sure, selv om utslipp av svovelforbindelser har gått ned gjennom de siste tiårene.

Hessen sier at forskerne håper å kunne gå videre på dette feltet. Den nå avsluttede studien er en del av et større prosjekt som er støttet av National Science Foundation i USA. Biologer ved Universitetet i Oslo har samarbeidet med forskere ved Arizona State University og andre institusjoner i USA, samt universitetet i Umeå i Sverige.

- Globalt eksperiment

Siden bilkjøring er en kilde til både klimagasser og nitrogenforbindelser som forurenser ferskvann, vil mange av utfordringene med å få ned utslippene være de samme, påpeker Hessen.

Han understreker at tilførsel av nitrogen fra lufta også har betydning for mange andre økosystemer på jorda, for eksempel skog, kystområder og kystnære havområder, og at mengden som er tilført i løpet av de siste hundre år er svært stor.

- Vi er egentlig i gang med et gjødslings-eksperiment i globalt omfang, sier Hessen.

Nitrogenforbindelser har også en klimaeffekt i atmosfæren, men det har ikke vært tema i denne studien.

Referanse:

James J. Elser, Tom Andersen, Jill S. Baron, Ann-Kristin Bergström, Mats Jansson, Marcia Kyle, Koren R. Nydick, Laura Steger, Dag O. Hessen: “Shifts in Lake N:P Stoichiometry and Nutrient Limitation Driven by Atmospheric Nitrogen Deposition”, Science, 6. november 2009.