Markandning är grundläggande i terrestra ekosystem, där växter och mikrober dominerar produktionen av koldioxid som släpps ut i atmosfären. Den vetenskapliga förståelsen av processerna som ligger till grund för markandning är fortfarande ofullständig, vilket begränsar vår förmåga att exakt förutsäga hur den globala kolcykeln kommer att reagera på det förändrade klimatet.

För att få mer insikt i de faktorer som bidrar till markandning har forskare utvecklat en parad gasmätningsteknik för att beräkna förhållandet mellan producerad koldioxid och förbrukat syre. I trädstammar och jordar kallas detta förhållande för den skenbara andningskvoten (ARQ).

Även om detta förhållande kan vara ett användbart biogeokemiskt spårämne, måste forskare först begränsa källorna till dess variation. Hilman et al. genomförde en 15-månaders pilotstudie i en medelhavs ekskog i Odem, Golanhöjderna. Teamet genomförde säsongsbetonade mätningar av bulk-jordandning och ARQ för trädstam- och rotvävnader från både lövfällande och vintergröna arter. De tog även luftprover från underliggande jordar.

ARQ-värdena i stam- och jordproverna var mycket lägre än forskarna förväntade sig att finna för andning som förekommer i kolhydratsubstrat. Författarna tillskriver denna variation till icke-fotosyntetisk koldioxidfixering i stjälkarna och till mikrobiell nedbrytning av stabila jordföreningar som kräver mer syre.

Teamet fann också att skogens jord-luft-ARQ-mätningar vanligtvis var högre än ARQ för bulkjord och lägre än rot-ARQ. Forskarna hävdar att dessa skillnader visar potentialen för denna teknik att skilja autotrofa källor till markandning (som kan syntetisera sin egen mat) från heterotrofa källor.

Dessa fynd, publicerade i Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , visa den starka potentialen för parade gasmätningar för att reda ut de processer som bidrar till markandning. En ökad förståelse för variabiliteten i ARQ bör ge information som biogeokemister behöver för att utveckla denna teknik och bättre förutsäga avgörande ekosystemprocesser.