Matens globala kolcykel

Trots den stora uppmärksamhet som riktas mot klimatförändringar och hur man kan binda kol i ekosystemen saknas mycket kunskap på området. Det saknas exempelvis en sammanställning av kolflödena i det svenska jordbruket och livsmedelssystemet, något som borde göras skyndsamt. 

Jag deltar i en kommitté i Kungliga Skogs och Lantbruksakademien om bindning av kol i jordbruksmark. I kommittén försöker vi få ett grepp om det som påverkar kolets kretslopp i jordbrukssystemet och hur man kan öka inlagringen av kol i jordbruksmark. I kommittén tittar vi bland annat på kolbalans på gårdsnivå och på global nivå. Det har fallit på min lott att borra litet i de globala flödena. Jag presenterade det jag lyckats skrapa fram vid ett seminarium 10 september. Här är en sammanfattning. 

Låt oss börja med den riktigt stora bilden: 

Som du förhoppningsvis ser från bilden är utsläppen av de fossila bränslena knappa 10 GtC per år. (Mängden kol (C) kan räknas om till koldioxid (CO2) genom att multiplicera med 3,67). Fotosyntesen från växtligheten binder 120 GtC per år. Så gott som allt detta går tillbaks till atmosfären igen i form av respiration, antingen direkt från växterna (ungefär 50 %) eller från respiration och annan nedbrytning från markorganismer och djur. Som synes är förråden av kol i jorden mycket stort, ungefär dubbelt så stort som förråden i atmosfären.

Förutom de löpande utsläppen från jordbruket sker det relativt stora utsläpp från det som brukar kallas för förändrad markanvändning. Enligt den senaste IPCC rapporten om detta, orsakar avskogning (framför allt i tropikerna), nyodling och nedbrytning av organiskt material utsläpp runt 5,5 GtC årligen. Det motsvarar mer än en tredjedel av de totala växthusgasutsläppen. Ökat virkesförråd efter avverkning och att jordbruksmark överges binder dock samtidigt 3,8 GtC, vilket gör att nettoutsläppen beräknas till 1,7 GtC. Ekosystem förändras också av klimatförändringarna och ökad koldioxidhalt. Hittills har dessa förändringar lett till ökad växtlighet, och därmed inbindning av kol, i stora områden. Denna kolinbindning uppskattas vara dubbelt så stor som nettoutsläppen från markanvändningen, 3 GtC. Totalt sett sker således en nettoinbindning av kol i markens växtlighet, detta innefattar också skog, våtmarker etc. Växtligheten buffrar därmed koldioxidökningen i atmosfären (haven gör det också).

Om vi håller oss till jordbruksmarken kan vi se att olika uppskattningar av nettoprimärproduktionen (NPP) i åker och betesmark varierar från 6 GtC till 11 GtC för åkermark och från 4 GtC till11 GtC för betesmark (grasslands) (omräknat per hektar åker skulle detta motsvara 4-8 ton C per hektar). Med nettoprimärproduktion menas den inbindning av koldioxid som görs via fotosyntesen minus växtens ovanjordiska respiration. Litet mer pålitliga data får vi när vi kommer till skörden. Där landar uppskattningarna på att skördarna innehåller runt cirka 1,9 GtC från åkermark och runt 1 GtC från betesmark. Uppskattningarna från betesmark är mycket mer osäkra och det är också osäkert vilka så kallade ”grasslands” som faktiskt betas av djur. Större delen av vissa länders öknar klassas som betesmark, medan Sverige inte klassar renbeteslandet som betesmark exempelvis.

Av dessa knappa 3 GtC återfinns mindre än 1 GtC i våra livsmedel. En hel del blir gödsel och förs tillbaks till jordarna. Mindre mängder återförs också som kompost eller slam. Likväl så är det mycket stora mängder kol som förs bort från jordarna och som högst sannolikt huvudsakligen går upp i luften som koldioxid. 

Om vi istället riktar blicken mot det som sker i jordarna kan man göra följande förenklade uppställning: 

Rotexudat är det som växterna utsöndrar i sitt utbyte med jordens mikroorganismer. Där ingår kolföreningar vilka är energi för mikrolivet. Detta utbyte har fått allt större uppmärksamhet på senare år. Om man tidigare betraktade organiskt material i jorden som rester av döda växtdelar så ser man det numera snarare som rester av döda mikroorganismer.

Man får givetvis ta den här typen av uppskattningar med en stor nypa salt, men den ger i alla fall en bild av storleksordningar.

Kolläckage och icke-organiskt kol

Det pratas litet om läckage av kol från mark, men mycket talar för att det är av större omfattning än man tidigare trott. Ytterligare ett kolflöde och förråd i mark som det sällan talas om och som inte är medräknat i sammanställningen ovan är det icke-organiska kolet (främst karbonater) i jorden. Det finns stora behov av forskning på dessa två områden och hur de hänger ihop.

Några kolrelationer

Bara några procent av solljusets energi omvandlas till kolhydrater av fotosyntesen.

Hälften av det kol som växten binder i fotosyntesen går direkt tillbaks till atmosfären som koldioxid genom växtens ovanjordiska respiration.

20 %-40 % av nettoprimärproduktionen återfinns i skörden som förs bort från åkern.

50 %-80 % av nettoprimärproduktionens kol går tillbaks till atmosfären som koldioxid genom respiration från jord.

-10 - 10 % av det kol som tillförs jorden via nettoprimärproduktionen återfinns i mer stabila sammanhang i jorden eller försvinner på annat sätt (läckage, erosion).

Hur mycket kol kan vi binda i jordbruket?

Det finns många åsikter och påståenden om hur mycket kol vi kan binda i jordbruket. Globala uppskattningar varierar från mindre än 1 GtC till uppemot 3 GtC. Om vi utgår från nettoprimärproduktionen så kanske det är optimistiskt realistiskt att högst 10 procent av denna skulle kunna bindas in som kol. Om vi håller oss till den odlade jorden, dvs inte  inkluderar betesmark skulle det betyda 0,4-0,8 ton C per hektar och år. På global nivå blir det runt 1 GtC per år. Utöver detta borde en storskalig återförsel av det organiska materialet i livsmedelssystemet kunna ge avsevärt med kol, kanske lika mycket. Det är viktigt att komma ihåg att den nuvarande trenden sannolikt är att kol förloras från åkermark, så nettoförändringen i kolbalansen som behövs är större.

För betesmarker är variationen i förutsättningar så stor att det är mycket svårare att få fram en rimlig siffra. Rent generellt är förutsättningar för att binda kol i betesmark eller mark som har fleråriga växter för skörd (främst vall som foder) bättre än i vanlig växtodling. Detta beror främst på två viktiga faktorer: fleråriga växter allokerar mer kol till rotsystemen och de utnyttjar fotosyntesen hela växtperioden. Bete och odling av foder på åkermark är därför bland de bästa sätten att binda kol i jorden. En mycket stor del av världens betesmarker finns dock på mycket magra och torra jordar där potentialen för kolbindning är betydligt lägre.

I KSLA kommittén diskuterar vi möjligheten att få till stånd en kolbalans för det svenska jordbruket och livsmedelssystemet. Det är mycket konstigt att en sådan inte redan finns med tanke på den stora uppmärksamhet som riktas mot matens klimatpåverkan och olika sätt att binda kol i ekosystemen. Jag tycker att få en klarare bild av detta borde vara ett av de första och viktiga stegen innan man hastar iväg och föreslår en massa åtgärder.Det skulle också vara ett viktigt verktyg för att avgöra var det behövs vidare forskning.