Terrestra ekosystem

Skogar

Skogsekosystem kännetecknas av träd som utgör en betydande del av vegetationens struktur och biomassa. Trädens kronor påverkar ljusförhållandena under träden, medan grenar, stammar, rötter och dött växtmaterial bildar olika strukturella delar av miljön. I europeiska skogar påverkas artsamhällen och ekologiska funktioner även av störningar, succession och skogsbruk.

I norra Europa förekommer bland annat boreal skog, som ingår i det nordliga skogsbältet. Skogsekosystem kan skilja sig åt i trädslag, markförhållanden och störningshistoria, vilket påverkar vilka arter som förekommer och hur processer som produktion och näringsomsättning fungerar. Förvaltning av skogsekosystem innebär därför att både virkesproduktion, biologisk mångfald och ekologiska processer kan behöva beaktas.

Skogar finns i flera klimatzoner och uppvisar stora skillnader i produktivitet, artrikedom och vegetationens sammansättning. De kan lagra kol i träd, rötter, död ved och mark. Skogar ger också livsmiljöer åt många organismer och påverkar vattenomsättning, erosion och lokalklimat. Enligt FAO:s globala skogsbedömning från 2020 täckte skogar omkring 4,06 miljarder hektar, motsvarande ungefär en tredjedel av jordens landyta.

Gräsmarker och jordbruksområden

Gräsmarker omfattar flera typer av terrestra ekosystem, däribland naturliga och kulturpräglade gräsmarker. I jordbrukslandskapet förekommer också åkrar, vallar, betesmarker och andra marktyper som påverkas av odling och skötsel. Gräsmarkers ekologiska funktioner omfattar bland annat kolomsättning, produktion av biomassa och kretslopp av näringsämnen. Dessa processer påverkas av både biologiska förhållanden och faktorer som markanvändning och klimat.

I många gräsmarker finns en stor andel av växtbiomassan under markytan i form av rötter och andra underjordiska växtdelar. Detta kan bidra till att organiskt material tillförs marken och att markens struktur upprätthålls. Gräsmarker varierar dock kraftigt, och mängden kol som lagras beror bland annat på klimat, marktyp, vegetation och skötsel.

Jordbruksekosystem påverkas direkt av människans val av grödor, brukningsmetoder och tillförsel av näringsämnen. När växter skördas förs en del av den producerade biomassan bort från odlingssystemet. Därmed kan även ämnen som tagits upp från marken lämna systemet, vilket gör återförsel av näringsämnen och markens långsiktiga bördighet viktiga frågor inom jordbruksekologi.

Jordbrukslandskap kan också innehålla livsmiljöer som inte odlas intensivt, exempelvis häckar, åkerholmar, blommande kantzoner och småvatten. Sådana strukturer kan bidra till landskapets ekologiska variation och ge livsmiljöer åt pollinatörer, fåglar och andra organismer. Deras betydelse beror bland annat på utformning, skötsel och hur de är förbundna med livsmiljöer.

Savanner och buskmarker

Savanner är gräsdominerade ekosystem där träd och buskar förekommer i varierande täthet. De finns framför allt i tropiska och subtropiska områden med tydliga variationer i nederbörd mellan olika årstider. Savannernas vegetation påverkas bland annat av vattenbrist, brand, växtätare och markförhållanden.

Brand och bete kan vara naturliga delar av många savannekosystem. Deras effekter varierar med bland annat brandernas frekvens och intensitet, växtätarnas sammansättning och den lokala vegetationen. Förändringar i dessa störningar kan bidra till att balansen mellan gräs och vedartade växter förändras.

Buskmarker domineras i stället av buskar och låga vedartade växter, ibland tillsammans med gräs och örter. De förekommer bland annat i torra områden, medelhavsklimat och miljöer där brand eller bete begränsar trädens etablering. Vissa buskmarker har växter som är anpassade till återkommande torka, medan andra är beroende av särskilda brandregimer.

Savanner och buskmarker är viktiga livsmiljöer för många växtätare, rovdjur, fåglar och ryggradslösa djur. De kan också användas för bete och andra former av markbruk. Omvandling till jordbruk, förändrade brandregimer och intensiv markanvändning kan påverka deras biologiska mångfald och ekologiska funktioner.

Öknar och halvöknar

Ökener kännetecknas av mycket liten nederbörd i förhållande till avdunstningen. De förekommer i både varma och kalla klimatområden och kan bestå av sanddyner, stenöknar, grusöknar eller andra landskapstyper. Växtligheten är ofta gles, men många öknar hyser organismer som är specialiserade på att överleva vattenbrist och stora temperaturvariationer.

Växter i torra miljöer kan ha anpassningar som djupa rotsystem, små blad, vattenlagrande vävnader eller livscykler som utnyttjar korta perioder med tillgängligt vatten. Djur kan begränsa sin aktivitet till svalare delar av dygnet eller använda hålor och andra skyddade miljöer. Anpassningarna skiljer sig mellan arter och ökenregioner.

Halvökener har i regel mer vegetation än de torraste öknarna och kan utgöra övergångar mellan öken och gräsmark eller buskmark. I torra ekosystem kan markens biologiska aktivitet vara koncentrerad till korta perioder efter nederbörd. Växttäcket och markytans egenskaper påverkar samtidigt infiltration, avrinning och risken för erosion.

Ökenekosystem kan vara känsliga för förändringar i markanvändning, överbetning och vattenuttag. Om markens vegetation eller ytskikt skadas kan återhämtningen gå långsamt på grund av begränsad tillgång till vatten och långsam jordmånsbildning. Ökenspridning är ett begrepp som särskilt används om markförstöring i torra, halvtorra och torra subhumida områden. Det är inte detsamma som att alla öknar naturligt skulle breda ut sig.

Tundra och alpina ekosystem

Tundra förekommer främst i arktiska områden och på höga berg där klimatet begränsar trädens tillväxt. Vegetationen kan bestå av mossor, lavar, gräs, halvgräs och låga buskar. Växtsäsongen är kort, och marken kan vara frusen under långa delar av året.

I stora delar av den arktiska tundran förekommer permafrost, det vill säga mark som förblir frusen under minst två år i följd. Det översta marklagret kan tina under sommaren och möjliggöra växttillväxt och biologisk aktivitet. Tjockleken på det aktiva lagret varierar med bland annat klimat, vegetation och markförhållanden.

Tundramark kan innehålla stora mängder organiskt kol som har ansamlats under lång tid under kalla och ibland vattenmättade förhållanden. När permafrost tinar kan nedbrytningen av tidigare fruset organiskt material öka och frigöra koldioxid och metan. Hur stora utsläppen blir beror bland annat på temperatur, fuktighet, vegetation och markens egenskaper.

Alpina ekosystem förekommer ovanför den lokala trädgränsen i bergsområden. De kan likna arktisk tundra genom låga temperaturer, kort växtsäsong och lågväxt vegetation, men påverkas också av höjd, exponering, snöförhållanden och berggrund. Olika sluttningar och höjdnivåer kan ge upphov till tydliga skillnader i livsmiljöer inom små områden.

Klimatförändringar kan förändra förutsättningarna i både tundra och alpina miljöer. När temperaturerna stiger kan vegetationszoner förskjutas, snöperioder förändras och arter sprida sig till tidigare kallare områden. Arter som är anpassade till kalla förhållanden kan samtidigt få minskade livsmiljöer när lämpliga områden krymper.

Urbana ekosystem

Urbana ekosystem förekommer i städer och tätorter och omfattar bland annat parker, trädgårdar, grönområden och vegetation längs gator. De påverkas av samspelet mellan naturliga processer och stadens bebyggelse, markanvändning och skötsel. Forskning om urbana ekosystem behandlar bland annat hur markförhållanden, klimat, organismer och mänskliga aktiviteter påverkar den ekologiska strukturen och funktionerna i städer.

Städernas gröna miljöer kan fungera som livsmiljöer för växter och djur, samtidigt som de bidrar till ekosystemtjänster. Träd och grönytor kan ge skugga och svalka, bidra till klimatanpassning och stödja biologisk mångfald. Hur sådana funktioner utvecklas beror bland annat på grönområdenas utformning, omfattning och förvaltning.

Den byggda miljön kan samtidigt förändra markens genomsläpplighet, temperatur och vattenflöden. Hårdgjorda ytor begränsar infiltrationen, medan byggnader och vägar kan skapa barriärer mellan livsmiljöer. Urbana ekosystem kan därför innehålla både starkt förändrade miljöer och områden med betydande naturvärden.

Temperatur, ljus och nederbörd

Temperaturen påverkar bland annat fotosyntes, respiration, tillväxt och nedbrytning. Många biologiska processer sker snabbare vid högre temperaturer inom organismens toleransområde, men extrem värme kan orsaka stress och minska produktiviteten. Temperaturen varierar med breddgrad, höjd, årstid, vegetation och lokala förhållanden.

Ljus är energikällan för fotosyntesen hos växter och andra fotosyntetiserande organismer. Tillgången på ljus påverkas av årstid, molnighet, latitud och vegetationens struktur. I skogar kan trädens kronor begränsa ljuset till markskiktet och därmed påverka vilka växter som kan växa under träden.

Nederbörden bestämmer tillsammans med avdunstning, transpiration och markens vattenhållande förmåga hur mycket vatten som finns tillgängligt för organismer. Långvarig torka kan minska växternas tillväxt och öka risken för brand, medan vattenmättad mark kan begränsa syretillgången till rötter och markorganismer. Effekterna varierar mellan olika jordarter och ekosystem.

Mark, topografi och berggrund

Markens egenskaper påverkar växternas tillgång till vatten, syre och näringsämnen. Kornstorlek, porstruktur, pH och organiskt material är exempel på egenskaper som kan påverka rotutveckling, mikrobiell aktivitet och näringsämnenas tillgänglighet. Jordmånsbildningen påverkas i sin tur av klimat, organismer, berggrund, topografi och tid.

Topografin påverkar hur vatten rör sig genom landskapet och hur solinstrålning och temperatur varierar lokalt. Sluttningar kan skilja sig åt i fuktighet och erosion, medan dalgångar kan samla vatten och sediment. Berggrundens mineralinnehåll kan påverka markens kemiska egenskaper och därmed vilka växter som gynnas.

Primärproduktion och energiflöde

I de flesta terrestra ekosystem fångas solenergi genom fotosyntes. Växter och andra fotosyntetiserande organismer använder energin för att bilda organiskt material från koldioxid och vatten. Denna primärproduktion utgör en grund för energiflödet genom näringsvävarna, eftersom växtmaterial kan konsumeras av växtätare eller föras vidare som dött organiskt material till nedbrytare.

Den totala primärproduktionen omfattar allt organiskt material som bildas genom fotosyntes under en viss tidsperiod. En del av det producerade kolet används i växternas egen respiration. Den återstående produktionen benämns nettoprimärproduktion och kan bidra till tillväxt av blad, ved och rötter samt tillförsel av organiskt material till marken.

Primärproduktionen varierar mellan ekosystem beroende på bland annat temperatur, vatten- och näringstillgång, växtsäsong och vegetationens struktur. Fuktiga tropiska skogar kan ha hög produktion under stora delar av året, medan kalla eller torra miljöer ofta begränsas av kort växtsäsong respektive vattenbrist. Variationerna inom en naturtyp kan samtidigt vara stora.

Energi förs vidare mellan organismer genom födointag och omsättning av organiskt material. En del av energin används i organismernas ämnesomsättning och avges som värme, vilket innebär att energiflödet genom ett ekosystem inte är detsamma som ämnenas kretslopp. Kol, kväve och fosfor kan däremot återanvändas genom biologiska och kemiska processer och på så sätt cirkulera mellan organismer och miljö.

Vatten och kol

Vattnet i terrestra ekosystem rör sig mellan mark, vegetation och atmosfär. Nederbörd kan infiltrera i marken, lagras i markporer eller rinna av mot vattendrag. Växter tar upp vatten genom rötterna och avger vattenånga genom transpiration. Tillsammans med avdunstning från mark och andra ytor ingår detta i evapotranspiration. Förhållandet mellan vattenflöden och kolomsättning är ett centralt område inom forskning om terrestra ekosystem.

Kol tas upp från atmosfären genom fotosyntes och förs in i växternas organiska material. Det kan lagras i exempelvis ved, rötter och markens organiska material eller föras tillbaka till atmosfären genom organismers respiration och nedbrytning. Markens organiska material påverkar samtidigt markens egenskaper och kan bidra till att hålla kvar vatten och näringsämnen. Hur mycket kol som lagras beror bland annat på tillförseln av organiskt material, nedbrytningen och markens fysikaliska och kemiska egenskaper.

Terrestra ekosystem spelar en viktig roll i den globala kolbalansen. Växtlighet och mark kan ta upp och lagra kol, men lagret kan också minska genom exempelvis avskogning, bränder, dränering av torvmarker och förändrad nedbrytning. Hur stora nettoutbytena blir varierar över tid och mellan regioner.

Mätningar av utbytet av koldioxid och vattenånga mellan ekosystem och atmosfär används för att undersöka hur dessa flöden varierar mellan årstider, år och olika vegetationstyper. En internationell forskningsöversikt om mätningar med virvelkovarians beskriver hur långvariga mätserier har bidragit till kunskap om kol- och vattenflöden samt hur dessa påverkas av klimatförändringar, störningar och markanvändning.

Nedbrytning och näringsämnenas kretslopp

När växtdelar och andra organismer dör bryts materialet ned av bland annat svampar, bakterier och markdjur. Nedbrytningen omvandlar organiskt material och frigör näringsämnen som kan tas upp på nytt av växter och mikroorganismer. Hastigheten påverkas bland annat av temperatur, fuktighet, materialets kemiska sammansättning och organismernas aktivitet.

Kväve och fosfor är näringsämnen som behövs för växters tillväxt och ingår i terrestra ekosystems biogeokemiska kretslopp. Kväve kan tillföras genom bland annat biologisk kvävefixering och atmosfärisk deposition, medan fosfor i stor utsträckning tillförs genom vittring av geologiskt material och omsätts mellan mark, organiskt material och organismer. Näringsämnen kan lagras i levande biomassa och mark eller förloras genom exempelvis vattenflöden.

Markens egenskaper har stor betydelse för näringsomsättningen. Organiskt material kan hålla kvar näringsämnen, medan markens mineraler påverkar hur ämnen binds och blir tillgängliga. För fosfor kan bindning till lerpartiklar och olika mineralföreningar begränsa hur mycket som är tillgängligt för växter. Därför påverkas näringsämnenas kretslopp både av organismernas aktivitet och av markens fysikaliska och kemiska egenskaper.

Mänsklig tillförsel av kväve och fosfor, exempelvis genom gödsling, kan öka produktionen i vissa system men också leda till läckage av näringsämnen till vattendrag och sjöar. Nedfall av luftföroreningar kan förändra markens kemi och påverka arter som är anpassade till näringsfattiga förhållanden. Effekterna beror bland annat på ämnenas mängd, kemiska form och var de tillförs.

Näringsvävar och biologiska interaktioner

Organismer i terrestra ekosystem påverkar varandra genom bland annat konkurrens, predation, växtätande, parasitism och symbios. Dessa interaktioner kan påverka arternas förekomst, populationernas storlek och hur resurser används i ekosystemet.

En näringsväv beskriver hur organismer är förbundna genom födorelationer. Växter utgör ofta basen för näringsvävar genom att producera organiskt material. Växtätare konsumerar växtmaterial, medan rovdjur äter andra djur. Nedbrytare och detritusätare använder dött organiskt material och bidrar därmed till att näringsämnen återförs till miljön.

Pollinering och fröspridning är andra viktiga biologiska processer. Insekter, fåglar, fladdermöss och andra djur kan bidra till växters fortplantning och spridning. Förändringar i förekomsten av sådana organismer kan påverka växtsamhällenas sammansättning och vissa ekosystems förmåga att upprätthålla sina funktioner.

Biologiska interaktioner kan också påverka ekosystemens reaktioner på störningar. Om en art försvinner kan dess ekologiska funktion delvis upprätthållas av andra arter, men effekten beror på hur specialiserad arten är och vilka övriga organismer som finns. Förlust av arter kan därför få konsekvenser som sträcker sig utöver den enskilda populationen.

Förlust och fragmentering av livsmiljöer

Omvandling av naturliga och semi-naturliga miljöer till åkrar, plantager, gruvområden eller bebyggelse kan minska arealen tillgängliga livsmiljöer. Fragmentering innebär att större sammanhängande områden delas upp i mindre delar, vilket kan försvåra spridning och förändra lokala miljöförhållanden. Arter med små populationer eller särskilda habitatkrav kan vara särskilt utsatta.

IPBES globala bedömning från 2019 identifierade förändrad användning av land och hav som den största direkta drivkraften bakom den globala negativa påverkan på naturen sedan 1970. För terrestra och sötvattenanknutna ekosystem har förändrad markanvändning haft särskilt stor betydelse, följd av bland annat direkt exploatering av organismer och klimatförändringar.

Jordbruk, skogsbruk och resursutnyttjande

Jordbruk och skogsbruk ger livsmedel, råvaror och andra viktiga resurser, men brukningsmetoderna påverkar ekosystemens struktur och funktion. Storskalig odling, intensiv markbearbetning och ensidiga produktionssystem kan förändra markens organiska material, biologiska mångfald och näringsbalans. Samtidigt kan skötselmetoder som bevarar markstruktur, varierade livsmiljöer och vegetation bidra till att upprätthålla vissa ekologiska funktioner.

Skogsbruk påverkar bland annat trädslagsfördelning, åldersstruktur, mängden död ved och kontinuiteten i skogliga livsmiljöer. Effekterna varierar beroende på brukningsmetod, skogens tidigare historia och vilka naturvärden som finns på platsen. Hänsyn till biologisk mångfald och ekologiska processer kan därför behöva anpassas till lokala förhållanden.

Överutnyttjande av organismer genom jakt, insamling och avverkning kan påverka populationer och näringsvävar. När arter som har viktiga ekologiska funktioner minskar kan konsekvenserna sträcka sig till andra delar av ekosystemet. Hur omfattande följderna blir beror på artens roll och ekosystemets övriga struktur.

Föroreningar och invasiva främmande arter

Föroreningar kan nå terrestra ekosystem genom luft, vatten och direkt utsläpp. Exempel är tungmetaller, bekämpningsmedel, kväveföreningar och andra ämnen som kan påverka organismer eller markprocesser. Effekterna beror på ämnets egenskaper, koncentration, exponeringstid och vilka organismer som utsätts.

Invasiva främmande arter kan påverka inhemska arter genom konkurrens, predation, sjukdomsspridning eller förändring av livsmiljöer. Alla främmande arter blir inte invasiva, och effekterna varierar mellan ekosystem. Förebyggande åtgärder och tidig upptäckt kan vara viktiga för att begränsa spridningen av arter som orsakar betydande ekologiska problem.

Markförstöring och återhämtning

Markförstöring omfattar försämringar av markens biologiska, kemiska eller fysikaliska egenskaper och kan medföra minskad produktivitet eller förlust av ekosystemfunktioner. Erosion, markpackning, försaltning, förlust av organiskt material och föroreningar är exempel på processer som kan bidra till markförstöring.

Markförstöring kan påverka livsmedelsproduktion, vattenreglering, biologisk mångfald och kolinlagring. Återhämtningen beror på skadans omfattning och på om de processer som upprätthåller markens funktioner kan återställas. Åtgärder kan exempelvis omfatta minskad erosion, återetablering av vegetation, förbättrad vattenhushållning och återförsel av organiskt material.

Kulturella och ekologiska värden

Terrestra ekosystem kan bidra med rekreation, estetiska värden, naturupplevelser och kulturell betydelse. Skogar, fjäll, gräsmarker och stadsparker används exempelvis för friluftsliv och naturbaserade aktiviteter. Dessa värden kan vara viktiga för människors välbefinnande och för lokalsamhällens relation till landskapet.

Ekosystemens ekologiska funktioner är samtidigt beroende av processer som primärproduktion, nedbrytning och näringsämnenas kretslopp. Dessa processer utgör grunden för många andra ekosystemtjänster och kan påverkas när livsmiljöer förändras eller biologisk mångfald går förlorad.

Ekologisk restaurering

Ekologisk restaurering innebär åtgärder som syftar till att stödja återhämtningen hos ekosystem som har skadats, försämrats eller förstörts. Restaurering kan omfatta återetablering av inhemsk vegetation, återställning av hydrologi, minskning av störande belastningar och återskapande av ekologiska samband. Åtgärderna behöver anpassas till ekosystemets historia, nuvarande tillstånd och förutsättningarna för naturlig återhämtning.

Restaurering är inte alltid detsamma som att återställa ett område till ett exakt historiskt tillstånd. Klimatförändringar, förändrade landskap och förlust av arter kan göra en fullständig återgång svår eller omöjlig. Målet kan i stället vara att förbättra ekosystemets biologiska mångfald, funktioner och motståndskraft mot framtida förändringar.

Exempel på restaureringsåtgärder är återvätning av dränerade torvmarker, restaurering av skadade gräsmarker, återetablering av skoglig kontinuitet och förbättring av gröna samband i städer. Åtgärdernas effekter behöver följas upp över tid, eftersom förändringar i mark, vegetation och artsammansättning kan ske långsamt.