Marktækt meira kolefni í jarðvegi í beitilandi en óbeittu

Ný rannsókn vísindamanna við Háskóla Íslands á Hólum, Háskóla Íslands og innlendar og erlendar samstarfstofnanir sýnir að marktækt meira kolefni mældist í jarðvegi í landi þar sem beit hefur verið samfelld en á svæðum sem hafa verið friðuð fyrir beit. Þetta gengur þvert á fyrri hugmyndir vísindamanna um að beit sé skaðleg bæði plöntum og vistkerfum. Rannsóknin er sú fyrsta sem gerð er hérlendis á áhrifum friðunar lands fyrir beit á kolefnisbúskap vistkerfa og niðurstöður hennar birtust nýverið í vísindatímaritinu Global Change Biology Communications.

„Síðastliðna áratugi hefur þeirri hugmyndafræði verið haldið mjög á lofti hérlendis að beit sé skaðleg bæði plöntum og vistkerfum og friðun úthaga fyrir beit hefur verið ein af megináherslum í náttúruvernd á Íslandi. Fáar rannsóknir hafa hins vegar verið gerðar á áhrifum beitar á plöntur og vistkerfi hérlendis,“ segir Anna Guðrún Þórhallsdóttir, prófessor í náttúruauðlindum við Háskóla Íslands á Hólum og einn höfunda rannsóknarinnar.

Án beitar hverfur úthagi og trjákenndur gróður tekur við

Anna Guðrún bendir á að niðurstöður erlendra rannsókna á síðustu tveimur áratugum sýni að án beitar hverfi úthaginn og trjákenndur gróður taki við en með úthaga er átt við óræktað beitiland utan túns og engja. Um helmingur þurrlendis jarðar er skilgreindur sem úthagi og á Íslandi er að finna víðáttumesta úthaga Norður-Evrópu, að sögn Önnu Guðrúnar, sem samanstendur að mestu af graslendi og mólendi og mósaík þessara gróðurlenda. „Graslendi og mólendi eru vistgerðir sem er viðhaldið með beit, slætti eða bruna. Ef þessara þátta nýtur ekki við þá taka runnar og trjákenndur gróður yfir,“ segir hún.

Anna Guðrún bætir við að þegar úthaginn víki fyrir trjákenndum gróðri hafi það víðtæk áhrif á lífríkið og að þær fjölmörgu tegundir plantna og dýra sem þar eigi sitt búsvæði láti undan síga og hverfi. „Í dag er beit til að viðhalda úthaga ein megináherslan í náttúruvernd í Evrópu,“ segir hún og vísar þar m.a. í umsagnir Matvælastofnunar Sameinuðu þjóðanna í Evrópu: Europe’s Grasslands: A Different Rangeland Story.

Sjónum í auknum mæli beint að graslendi í tengslum við kolefnisbindingu

Í úthaganum eru grös og jurtir einkennandi. „Stærsti hluti lífmassa, eða 70-80%, og þar með kolefnis grasa, er neðanjarðar, í renglum og í skammlífum trefjarótum. Hátt kolefnisinnihald í jarðvegi er eitt af megineinkennum náttúrulegra graslenda. Vegna þessa hefur athygli manna beinst í auknum mæli að graslendi þegar rætt er um kolefnisbindingu,“ útskýrir Anna Guðrún. Hún ákvað því ásamt samstarfsfólki sínu í rannsóknarverkefninu ExGraze að kanna hvaða áhrif beitarfriðun hefði á kolefnisupptöku og kolefni í jarðvegi í graslendi og mólendi hér á landi.

Rannsóknin hlaut verkefnastyrk frá Rannís í ársbyrjun 2021. Auk Önnu Guðrúnar komu Rene Van Der Wal, prófessor við Sænska landbúnaðarháskólann, Richard D. Bardgett, prófessor við Lancaster-háskólann í Englandi, og Björn Þorsteinsson prófessor og Jón Guðmundsson lektor, sem báðir starfa við Landbúnaðarháskóla Íslands, að rannsókninni í upphafi. Undir lok árs 2021 bættist Christian Klopsch, doktorsnemi við Háskóla íslands í hópinn, og Áslaug Geirsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands, sem umsjónar- og tengiliður Christians. Hann er fyrsti höfundur greinarinnar í Global Change Biology Communications, sem var hluti doktorsritgerðar hans sem varin var í byrjun júní síðastliðinn.

Í rannsókninni var kolefnisinnihald jarðvegs í beitarfriðuðu landi borið saman við innihald jarðvegs í landi þar sem beit hefur verið samfelld í tíma. „Alls voru rannsökuð 34 beitarfriðuð svæði á Íslandi sem girt eru af á svæðum samfelldrar beitar. Á öllum svæðunum var hægt að ákvarða aldur beitarfriðunar en hann miðast við hvenær girðing var sett upp. Sá tími reyndist vera frá 20 til 83 ára á svæðunum. Flestar girðingarnar höfðu verið settar upp til skógræktar. Næst girðingunum var hins vegar opið svæði án trjáplantna og hinum megin girðingar var land þar sem samfelld beit hefur verið við haldið,“ segir Anna Guðrún um samanburðarsvæðin.

Rannsakendurnir grófu þrjú 60 cm djúp jarðvegssnið í 5-15 m fjarlægð frá girðingunni beggja vegna, bæði í beittu og friðuðu landi, eða 6 holur á hverju svæði. „Í hverri holu voru tekin fjögur jarðvegssýni til kolefnisgreiningar á mismunandi dýpi ásamt sýnum til að ákvarða jarðvegsþéttleika. Tekin voru jafnmörg sýni til ákvörðunar rótarmassa,“ segir Anna Guðrún enn fremur um rannsóknina.

Beitardýr mikilvæg í bindingu kolefnis

Í ljós kom að marktækt meira kolefni mældist í jarðvegi í landi þar sem beit hefur verið samfelld. „Það er einnig áhugavert að niðurstöður mælinga á kolefni í jarðvegi annarsvegar og á magni kolefnis í rótum og plöntum í slíku landi hins vegar ber saman að öllu leyti. Í beitta landinu er meiri upptaka á kolefni, þéttari og meiri rætur og þetta tvennt endurspeglast í meira kolefni í jarðveginum. Þar sem jarðvegur graslendis hefur almennt mjög hátt kolefnisinnihald þá er ljóst að beit vegur þungt við bindingu kolefnis í graslendi,“ segir Anna Guðrún um niðurstöðurnar.

Hún bætir við að mikilvægi beitar sjáist einnig í því að við langtímabeitarfriðun taki trjákenndar plöntutegundir sér bólfestu í graslendinu og það breytist yfir í mólendi. Það hafi sést á hluta rannsóknarsvæðanna og það sé í takt við niðurstöður sem fengist hafa í erlendum rannsóknum. „Mólendi hefur mun minni kolefnisupptöku en graslendi og mun minna kolefni mælist þar líka í jarðveginum. Beitardýr eru því mikilvæg þegar kemur að kolefnisbindingu því beit stuðlar ekki aðeins að aukinni upptöku kolefnis í graslendinu heldur viðheldur því einnig og varnar því að það breytist yfir í mólendi,“ bendir Anna Guðrún á.

Vísindagreinin vekur athygli erlendis

Aðspurð um þýðingu rannsóknarinnar segir Anna Guðrún að hún auki skilning okkar á þýðingu beitar fyrir viðhald og virkni graslenda á norðlægum slóðum og áhrifum hennar á getu þessara vistkerfa til kolefnisbindingar. Hún bætir enn fremur við á undanförnum árum hafi birst erlendar rannsóknir þar sem niðurstöður eru þær sömu um áhrif beitarfriðunar. Þar á meðal eru rannsóknir sem tengjast beit vísunda í Yellowstone-þjóðgarðinum (sjá t.d. Yellowstone’s free-moving large bison herds provide a glimpse of their past ecosystem function | Science). „Niðurstöður okkar rannsókna ættu að vega þungt í umræðunni um kolefnsbindingu og kolefnisbókhald Íslands og vekja fólk til umhugsunar um endurskoðun á áhrifum beitar á íslensk vistkerfi,“ segir hún enn fremur.

Greinin hefur vakið töluverða athygli og til marks um það valdi Wiley, útgefandi tímaritsins Global Change Biology Communications, hana úr hundruðum greina og birti sérstaklega á fréttasíðu sinni Þá fjallaði umhverfisvefurinn Earth.com einnig ítarlega um niðurstöðurnar.

Greinina í Global Change Biology Communications er að finna hér.

Aðrar greinar sem birst hafa úr rannsókninni eru:
Klopsch, C., Thorhallsdottir, A.G., Bardgett, R.D. et al. Grazing abandonment in Iceland: unearthing the consequences for root biomass and community-level root functional traits. Plant Soil (2026).

Klopsch, C., Thorhallsdottir, A.G., van der Wal, R., Bardgett, R.D., Thorsteinsson, B. and Geirsdottir, A., 2026. Long-term cessation of grazing reduces net carbon uptake in northern grassland and heathland. Agriculture, Ecosystems & Environment, 407,