De fyra ekosystemprocesserna

Något av det första vi fick lära oss på kursen Regenerativt lantbruk och Holisitc Management var om de fyra ekosystemprocesserna: energiflödet, vattencykeln, mineralkretsloppet och artsamspelet. Ni har säkert hört om dem tidigare, på naturvetenskapslektionerna i grundskolan, men kanske då med andra namn.

Processerna är viktiga att förstå för att vi ska kunna ta hand om våra ekosystem. De är också centrala delar av regenerativt lantbruk. Så nu blir det en liten presentation av dem, så att vi alla kan bekanta oss med dem. Eller kanske lära känna dem bättre, och få lite repetition, om ni redan träffat dem innan. De kommer nämligen att vara ett återkommande inslag här på Julia och jorden.

Varför kalla dem ekosystemprocesser och inte ekosystemtjänster?

Men vänta lite här nu. Vadå processer? Det heter väl ekosystemtjänster, eller?

Att säga tjänster är som om de vore någonting vi kan välja bort, när vi i själva verket är beroende av dem för att leva. Ordet process är istället mer levande, något som är viktigt i sig själv. En process är något som ständigt pågår och förändras, det är något vi kan delta i. Genom att säga processer istället för tjänster, kommer vi ifrån det ekonomiska tankesättet vi ofta har kring miljön och naturen, och istället närmare det biologiska igen. Naturen är trots allt grunden för ekonomin, inte tvärtom.

På universitet läste vi en del om hur ett ekonomitänk numera genomsyrar det mesta i samhället, bland annat vår koppling till naturen. I det ekonomiska system vi har nu sker ofta en varufiering eller kommodifiering (på engelska: comodification) av naturen, alltså att den görs till en handelsvara. Att vi säger just ekosystemtjänster är ett exempel på det. Tjänster är ju just en handelsvara, något vi ofta köper eller säljer och sätter ett pris på. De som är kritiska till den här varufieringen av naturen menar att vi kanske inte ska sätta ett pris på något som hela vår existens beror av.

Hur de fyra ekosystemprocesserna samverkar

Jag minns hur de fyra ekosystemprocesserna först blev beskrivna för oss på kursen, så att vi lätt skulle komma ihåg vilka de var. Energin kommer från solen och fångas upp genom växterna som använder sig av fotosyntesen. För att växterna ska kunna göra sitt jobb behöver de vatten och mineraler. Mineralerna förs till växterna genom artsamspelet, som ser till att dött material bryts ner och blir nya byggstenar för livet.

Det är en förklaring i väldigt enkla drag, men bra för att förstå att alla processer hänger ihop med varandra. När du påverkar en av dem, påverkar du dem alla på något sätt i slutändan. I en utav eböckerna från Savory Institute beskriver de processerna som “…four different windows looking into the same room – you get four different perspectives of the same thing, our ecosystem.” De menar alltså att genom att kolla in genom varje fönster, det vill säga en utav ekosystemprocesserna, så får vi ett utav perspektiven på vårt ekosystem. Även om de fyra tillsammans ger den mest kompletta bilden av ekosystemet, kan det vara bra att fokusera på en i taget, för att sen förstå samspelet mellan dem.

Låt oss nu därför gå in lite mer på djupet i var och en av dem.

Energiflödet

Flödet av solenergi till växterna som genom fotosyntesen omvandlar energin till mat för alla djur och människor.

Energiflödet som vi syftar på här är just det från solen. Eftersom kol används av de flesta levande organismer för att lagra energi är det lätt att tänka att det är kolcykeln som är energiflödet i ekosystemen, men så är det alltså inte. Skillnaden mellan dem är att kolet har en cykel, medan flödet från solen är linjärt. Beroende på hur vi jobbar med ekosystemprocessen energiflödet kan vi påverka hur mycket solenergi som fångas in och blir tillgängligt för allt levande. Ju mer växter, desto mer fotosyntes och ju mer fotosyntes, desto mer lagrad energi.

Savory förklarar solenergin som en pyramid med flera olika nivåer. De olika nivåerna är ungefär samma som en näringkedja. Växterna är nivå 1, sen växtätare i nivå 2, sen köttätare i nivå 3, topprovdjur i nivå 4 och nedbrytare av olika slag i nivå 5. I varje nivå går 90% av energin förlorad, eftersom den blir till värme. För varje nivå blir det alltså mindre energi kvar och det är bara i förstå nivån, växterna, där vi kan få in ny energi i hela systemet, eftersom flödet är linjärt.

Energins roll i de andra tre processerna

Det viktiga är att komma ihåg att energin lagras både i och ovan jord. Alla de tre andra processerna kräver en biologiskt aktiv jord och den blir inte aktiv utan att energin tar sig ner dit. Energiflödet är därmed avgörande för hur väl de andra tre fungerar. Samtidigt kan de andra processerna stärka växterna så att de kan fånga mer energi och på så sätt förbättra energiflödet. Alla fyra gynnar och blir gynnade av varandra i ett samspel helt enkelt.

Hur kan vi öka mängden lagrad energi i ekosystemen?

Det finns tre sätt att öka mängden lagrad energi, både i och ovan jord.

Det första sättet är att förlänga tiden som växterna växer och hur intensivt de växer. Fotosyntesen sker meden växterna är gröna och den energin de lagrar då ska räcka hela året. Om de är gröna längre, blir det mer energi även till allt annat levande, inklusive oss människor. Vi kan förlänga växtsäsongen och öka intensiteten som växterna växer i genom mer artsamspel och bättre fungerande vatten- och mineralcykler.

Det andra sättet är densiteten som växterna växer i, alltså hur många växter det finns på en viss yta, även på olika höjdnivåer. För att öka densiteten på växtligheten kan vi använda betesdjur som med sitt tramp och sin rörelse stimulerar jorden och växtligheten.

Det tredje sättet är att öka ytan på varje blad som växer, ju större blad, desto mer av solljuset träffar bladen. Det bästa sättet att öka ytan på bladen är att se till att ha en effektiv vattencykel. Stimulansen från betesdjur kan göra skillnad även här, eftersom växter som betas hårt, men inte för hårt, och sedan får en lång återhämtningsperiod tenderar att producera mindre fiber i form av stjälkar och istället mer blad.

Vattencykeln

Vattnets väg från atmosfären ner till jorden eller havet och sedan tillbaka till atmosfären igen.

Vattnets former och vägar är många. Det kommer som regn, hagel eller snö och det färdas i floder, i bäckar, nere i jorden, genom växter. Det blir till hav, sjöar, reservoarer under marken eller till vattenånga. Vattnets cykel går även genom oss.

Vad kännetecknar en välfungerande vattencykel?

Det ska bara vara en liten del av vattnet som förångas eller rinner av ovanpå jordytan. Största delen av vattnet ska istället ner i jorden. En del av det stannar runt eller i växterna och mikrolivet, medan resten flödar vidare till reservoarer, floder och bäckar. I jorden runt växterna bör det finnas en bra balans av syre och vatten, eftersom växterna inte kan suga upp vatten om det inte finns syre vid rötterna också.

När vattnet är i jorden drar det sig mest till torra jordpartiklar. Om jordpartiklarnas grepp om vattnet är starkare än växternas förmåga att suga i sig vattnet så saktar tillväxten ner. Fuktiga jordpartiklar släpper lättare ifrån sig vattnet till växterna. Därför är det viktigt för tillväxten att jorden hålls fuktig.

En viktig sak att tänka på är att mängden regn som kommer som nederbörd, inte är detsamma som det vatten som sedan faktiskt är tillgängligt för ekosystemen och då framförallt växterna. Det är detta som ibland kallas för effektivt eller ineffektivt regn. En välfungerande vattencykel innebär att det mesta av regnet eller till och med allt, kan tas tillvara av marken och av växterna. Regnet blir effektivare ju fler livsformer det kan passera innan det går upp till atmosfären för att återigen bli till regn.

Fördelarna med att ha en välfungerande vattencykel

När vattencykeln fungerar bra får varken torka eller översvämningar lika stora konsekvenser. Inte ens i samband med ostabilt väder som kommer med klimatförändringar eller på platser där det är väldigt långa perioder av torka. En fungerande vattencykel innebär att jorden kan svälja enorma mängder vatten och minska översvämningen vid mycket nederbörd. Samtidigt kan jorden också hålla kvar vattnet i längre perioder så att det finns tillgängligt för växter även när det inte kommer ny nederbörd.

En annan fördel är renare vattendrag när vattnet får renas nere i jorden istället för att rinna av ovanpå och dra med sig jord och annat på vägen.

Ytterligare en fördel som är viktig för många lantbrukare är att tillväxten på växterna ökar, vilket såklart ger en större skörd eller mer att beta till djuren.

Vad händer när vattencykeln inte fungerar?

Konsekvenserna av torka blir mycket värre, eftersom det mesta av vattnet rinner undan eller förångas istället för att tränga ner i jorden. Då blir tillväxten ojämn och stannar av mellan gångerna som det kommer nederbörd. Växtsäsongen kan också komma mycket senare, om inte fukten i jorden har lagrats över vintern.

Även översvämning får större konsekvenser. En ohälsosam jord kan inte ta vara på vattnet eller behålla det. Om vattnet inte kan tränga igenom jordskorpan kommer det istället rinna av snabbt ner i vattendrag som svämmar över.

Så vad kan vi göra för att reparera vattencykeln?

Undvik bar jord och ta hjälp av betesdjur. Genom att ha mer växter eller täckmaterial ovanpå jorden ökar möjligheten för vattnet att tränga ner genom jordskorpan. Dropparna studsar inte av den bara marken utan får lite stötdämpning och guidning av växterna på vägen ner. Om det finns väldigt lite växtlighet på platsen kan det vara bra att integrera djur. Då kan de trampa upp jordskorpan om den är väldigt hård. Djuren bidrar till mer organiskt material i jorden i form av gödsel. På så sätt för de även med sig nytt mikroliv till platsen, eftersom de ständigt har levande mikrober i sina magar. De döda växterna som de trampar ner blir som ett täcke som gör att jorden inte är lika bar längre. När materialet sedan bryts ner och kommer ner i jorden hjälper det till att sakta ner vattnets flöde så att det är tillgängligt längre tid för växterna.

Mineralcykeln

Näringen i form av mineraler som kommer från jorden till växter och djur för att sedan återgå till jorden.

Växter behöver många olika mineraler och näringsämnen för att växa, men de vanligaste är kväve, fosfor och kalium. Även kol är som sagt en viktig byggsten för växterna, så att de kan lagra energi. Kolet har precis som flera mineraler en egen cykel, därför räknar vi in den i mineralcykeln.

Mineralcykelns funktion bygger på de andra processerna

En förutsättning för en fungerande mineralcykel är som sagt att jorden är levande och full av aktiv biologi. Det är inte direkt från solen som jordens mikroliv får sin energi. Istället tar mikrolivet som utgörs av nedbrytare vara på den energi som redan samlats i förmultnande växter och djur. Andra i mikrolivet, som bakterier, har istället ett utbyte med växterna genom deras rötter för att komma åt energin.

Mikrolivet kräver ett bra luftflöde, så jordskorpan får inte vara för hård och det måste finnas hålrum där luften kan ta sig ner. Hålrummen skapas tack vare en bra jordsturktur, som utgörs bland annat av jordaggregat. De är som små klumpar i olika form och storlek som håller ihop fastän vi rör vid dem eller om de läggs i vatten. Jordaggregaten möjliggörs av Glomalin, som är ett glykoprotein som produceras av arbuskulär mykorrhiza (förkortat AM). Mykorrihiza är en symbios mellan jordlevande svampar och växters rötter. Tänk på glomalin som ett slags klister som biologin i jorden skapar för att hålla ihop jorden och fixa en bra jordstruktur.

Förutom mikrolivet så hjälper även vattnet till med att föra ner näringen i jorden. Dock kan vattnet också föra med sig näringen djupare ner i jorden eller bort från jorden och ner i vattendrag. Det är det som kallas näringsläckage. För att hindra det gäller det att ha tillräckligt med organiskt material i jorden som saktar ner vattnets flöde och som samtidigt kan samla upp näringsämnena.

Ingen mineralcykel utan nedbrytning

För att vi människor och djur ska ha nytta av mineralerna kan de dock inte stanna i jorden. De måste tas upp ur jorden av levande växter. När vi människor och djur ovan jord har använt näringen, måste den återföras ner till jorden igen genom nedbrytning. Dött material kan brytas ner på olika sätt. Det kan ske mekaniskt/fysiskt genom tramp från djur eller genom väder och vind. Eller biologiskt genom att det äts av insekter, maskar eller betesdjur som omvandlar materian till dynga och urin.

Nedbrytningen kan också ske genom eld eller oxidering, med andra ord kemisk nedbrytning. Oxidering är lite som motsatsen till förmultning. Medan förmultning sker när det är blött, eller det döda materialet har bra kontakt med markytan, så sker oxidering när materialet är torrt eller för högt upp från markytan. Det som händer både när det gäller eld eller oxidering är att många av näringsämnena blir till gasform och inte återförs ner i jorden.

Av alla sätt nedbrytningen kan ske är en snabb biologisk att föredra framför en mekanisk eller kemisk nedbrytning som går långsamt.

Vad kännetecknar en fungerande mineralcykel?

Första tecknet är även här att jorden är täckt, med växtlighet, men också med förmultnande växter. Det är också viktigt att det finns en variation av växter, eftersom olika växter har olika rötter. Vissa går djupt ner, som maskrosor och tistlar, medan andra sprider sig brett på en ytligare nivå. De med djupare rötter behövs för att komma ner till mineralerna som finns i de djupare jordskikten.

Ett av de mest uppenbara tecknen är hur mycket maskar, insekter och smådjur det finns i och på jorden, eftersom de också har en avgörande roll för att transportera mineraler och näringsämnen. Ju mer mask, desto bättre jord! Ett tips är att lära sig känna igen maskbajs som ligger på jordskorpan, så slipper du störa dem nere i jorden för att se om de är där.

Hur nedbrytningen fungerar beror det lite på vart vi är, eller snarare hur fuktigt klimat vi bor i, eller med andra ord: vart vi är på den såkallade Brittleness-skalan som Savory har utvecklat. Skalan går från 1 till 10, där 1 är som en regnskog i fuktighet och 10 är en öken. Generellt sett här i Sverige är det fuktigt, vi ligger alltså lågt på Brittleness-skalan, och det innebär att förmultningen av död växtlighet och dynga ska vara snabb, eftersom det finns rätt förutsättningar för det. Ett bra tecken är alltså att det inte finnas för mycket grånande dött gräs eller torra, ihoptorkade dyngor.

Hur snabb nedbrytningen är beror också på när på året det är. Under sommartid då biologin är mycket aktiv går nedbrytningen såklart snabbare. Så under senare delen av vinterhalvåret kan vi inte titta lika mycket på grått gräs och torkade dyngor för att bedöma mineralcykeln. Däremot kan vi komma tillbaka till samma plats igen på sommaren och se vad som hänt med dem då. Rimligtvis bör de inte ligga kvar efter sommarsäsongen.

Ett annat tecken på en fungerande mineralcykel är hur jorden känns att gå på. Om den är fluffig och känns lite som en svamp, istället för en hård och stum yta, betyder det att det finns tillräckligt med luft och organiskt material i jorden för mikrolivet.

Artsamspelet

Den ständiga pågående dynamiken mellan allt biologiskt på en plats.

Det inkluderar alla olika arter, vare sig de lever i jorden, i luften, på jorden eller i vattnet. Det är allt från djur och vi människor till encelliga organismer, växter, svampar, bakterier och så vidare.

Alla arter förändrar sin närmiljö konstant och på olika sätt, precis som ni kan se i videon ovan. Dessutom interagerar de olika arterna med varandra, vilket skapar ännu mer förändring. Tillsammans kan de dock skapa ett system som är stabilt, eller i balans, trots att det är i konstant rörelse. Ingen art lever isolerat, för sig själv, utan alla arter beror av varandra. Det som sker i artsamspelet ovan jord påverkar alltså även det som sker under jord och vice versa.

Ju färre arter, desto sämre resiliens finns på platsen. Några få arter kan få överhanden och finnas i överflöd. Förutom att vi kan kolla på variationen av arter för att se statusen på den övergripande hälsan av artsamspelet, kan vi även studera populationen inom varje art. Hur många individer finns det inom arten och vilken ålder är de i? Om det finns stora obalanser, till exempel få arter, många unga individer men få i reproduktiv ålder eller för få individer av en enda art, gör det hela artsamspelet ostabilt. Om det är många i ung ålder tyder det på att arten ökar, medan om det är fler i äldre ålder tyder det på att arten minskar i antal. Om det är en art som vi vill ha mer av kan vi skapa en miljö där den trivs. Detsamma gäller när det är tvärt om, en art vi vill ha mindre av.

Succession sker genom artsamspelet

Med succession menas hur artsamspelet utvecklas och de olika stadierna som det går igenom. Det mest uppenbara exemplet är väl när gräsmarker utvecklas till skog. Först är det perenna gräsmarker, sen kommer det mindre buskar och om de får vara ostörda av betesdjur kommer det så småningom bli träd som blir fler och större ju längre tiden går.

När successionen pågår ökar produktiviteten, stabiliteten och komplexiteten i närmiljön. Närmiljön fortsätter att ändras av successionen tills att något hindrar den, exempelvis klimatet. Beroende på faktorer som mängden solljus, hur hårda vintrar det är eller om det är perioder av torka så blir det olika typer av miljöer som växer fram: öknar, regnskogar eller korallrev.

Vi kan säga att successionen går framåt ju mer diversifierat och komplext artsamspelet blir. Blir det istället mindre diversifierat och reducerat till mer enkelhet så dras successionen tillbaka. Alla arter har sina olika förutsättningar som de behöver för att leva och frodas, liksom alla också har sitt som de bidrar med till helheten.

När successionen går framåt, kan populationerna inom arterna minska eller öka. Det beror på att förutsättningarna för just den arten blir sämre eller bättre. Dock kan det också bero på att behovet av just det som den arten kan bidra med till helheten inte längre är lika efterfrågat. Då minskar arten i antal. Vissa kan till och med försvinna helt.

Vad ska vi tänka på när vi jobbar med artsamspelet?

När vi arbetar i landskapet och med artsamspelet är det viktigt att komma ihåg att ingen art fungerar separat från någon annan. Artsamspelet hänger ihop i en helhet, därför är det inte lönt att enbart försöka påverka en enda art. Vi måste istället ta hänsyn till komplexiteten, även om vi inte fullt kan förstå den eller veta exakt vilka följder vårt agerande får. Beroende på ens kontext, det vill säga vad du vill uppnå i din verksamhet eller hur du vill leva av landskapet, blir vissa arter mer önskvärda än andra. De kan vara dina samarbetspartners eller nästintill fiender, så du får se till att skapa en miljö där arten trivs om du vill ha mer av den, eller tvärt om: att den inte trivs om du vill ha mindre.

Ju större diversitet det finns ovan jord, i form av växter och djur, desto större blir den mikrobiella diversitet i marken som är avgörande för ett vitalare och mer resilient ekosystem. Efter en viss mängd arter sköter sig ekosystemet mer på egen hand, det får alltså sin egen förmåga att regenerera sig själv.

Jorden är som en samlingspunkt

I den första eboken av Savory institute kan vi läsa följande citat och förstå hur viktigt det är att undvika bar jord:

“…the earliest indicator of overall ecosystem health is soil cover. If soil is covered in living plants and decaying plant litter, the ecosystem processes will likely be functioning well. If soil is bare, including between plants, all four processes are likely to be malfunctioning.”

Som ni förhoppningsvis har förstått när ni läst texten, och sett citatet ovan, så är jorden som en samlingspunkt för alla fyra ekosystemprocesserna. Det är i jorden många av processerna börjar och det är där vi kan påverka dem, genom att jobba tillsammans med jorden.

Här vill jag passa på att citera Jörgen Andersson som har skrivit en text om ekoprocesserna som publicerats i facebookgruppen Nordiskt nätverk för regenerativt lantbruk och sen även på regenerativt Sveriges gästblogg. I slutet av texten reflekterar han om att vara det han kallar för jordbyggare:

Samtliga ekosystemprocesser hämtar sin kraft i matjorden.
Det är den levande jorden som tar emot och håller vattnet.
Det är den levande jorden som tillgängliggör och håller mineralerna.
Det är den levande jorden som håller upp alla solfångande barr, blad och löv.
Det är den levande jorden som är basen i livets myllrande mångfald.
Livets längtan efter sig själv gör att naturen bygger matjord så mycket den kan, och den berättar för oss människor, att vi knappast har något bättre för oss än att växa upp och bli jordbyggare vi också.

Det finns mer att lära!

Det här var alltså en liten presentation eller repetition av ekosystemprocesserna, och ingen komplett sammanfattning. Det finns dem som ägnar större delen av sin tid med att studera processerna eller som jobbar med dem dagligen. Så det finns mycket mer kunskap att söka för er som är nyfikna. Kolla in länkarna jag samlat i slutet av inlägget!

Sen är det faktiskt så att för att förstå och lära känna ekosystemprocesserna räcker det inte med att läsa en massa om dem. Enligt Savory är det bästa sättet att förstå processerna att ta sig ut i landskapet och observera. Sen måste vi lära oss hur ett hälsosamt ekosystem ser ut. Lära oss se tecken och signaler på när den hälsan försämras eller förbättras. På så sätt kan vi förstå vad våra handlingar får för effekt på ekosystemen och hur vi kan påverka dem på positiva sätt.

Med Holistic management som ett ramverk för att planera och ta beslut så kan vi förstå naturen bättre och jobba med den och dess ekosystemprocesser. Savory Institute har också utvecklat ett sätt att mäta hälsan i ekosystemen, som kallas Ecological Outcome Verification, förkortat EOV. Det är spännande! Vi fick en kort introduktion till det på Bäckedalskursen, men sen valde jag att gå en 3-dagars EOV-kurs under sommaren för att lära mig mer. Mer om det en annan gång, tills dess får ni kolla länkarna nedan!

Savory Institutes e-böcker finns här.

Jörgens text hittar ni här.

Mer om EOV kan ni läsa på Savory Institutes hemsida.