Markberedning och gödsling av föregående bestånd – hur påverkas kolförråd och svampsamhällen?

Texten är en sammanfattning av den vetenskapliga artikeln ”No effect on soil C stock, but increased tree C stock 17 years after site preparation: Results from two hemiboreal field experiments.” 

Hur påverkas skogens kolförråd av markberedning, och vilken inverkan har kvävegödsling i tidigare bestånd? I två långliggande fältförsök i Värmland (165 Hagfors) och Småland (132 Nissafors) har hela skogsekosystemets kol- och kväveförråd uppskattats, det vill säga det sammanlagda kolförrådet i träd, markvegetation, humusskikt och ner till 20 cm i mineraljorden. Även påverkan på markens svampsamhällen undersöktes.

Mätningarna gjordes 17 år efter slutavverkning, markberedning (harvning) och plantering, samt minst 20 år efter den senaste gödslingen. Genom att jämföra harvad mark med obearbetad, och gödslade ytor med ogödslade (Figur 1), undersökte vi effekterna av dessa åtgärder 17 år efter slutavverkning.

Långliggande fältförsök ger svar

Fältförsöken etablerades för mer än 40 år sedan i befintliga tallbestånd för att undersöka hur kvävegödsling påverkar trädtillväxten. Under cirka 20 år tillfördes olika mängder kväve – från inget alls till mycket höga doser. Sammanlagt tillfördes 0, 450, 900 och 1800 kg kväve per hektar på provytor i 165 Hagfors (Figur 1). I 132 Nissafors, som hade ett liknande upplägg, tillfördes totalt 0 och 450 kg kväve per hektar på provytor. Varje behandling upprepades på tre provytor. 

Efter att träden i försöken avverkades 2006 harvades ena halvan av varje provyta, medan den andra halvan lämnades obearbetad. Därefter planterades samtliga provytor med tall.

Figur 1. År 1981 etablerades gödslingsförsöket 165 Hagfors som ett provyteförsök med olika gödslingsbehandlingar. I fyra av behandlingarna tillfördes totalt 0, 450, 900 och 1800 kg kväve per hektar under ca 20 års tid. Efter slutavverkning 2006 harvades ena halvan av varje provyta, medan den andra halvan lämnades obearbetad (streckad). 

Mer kol i träden, men ingen förlust av kol i marken efter markberedning

Genom en bättre plantetablering, högre plantöverlevnad och högre tillväxt hos träden, gav harvningen omkring 50 procent större kolförråd i träden jämfört med träden på ytorna som inte harvats (Figur 2). Någon förändring i markens totala kolförråd 17 år efter harvning kunde inte påvisas. Däremot hade harvningen omfördelat kolet i marken, där humus, som har hög kolhalt, bäddats in i mineraljorden (Figur 3). 

Ekosystemets totala kolförråd var större på harvade jämfört med obearbetade ytor, även om skillnaden bara var statistiskt säkerställd i Nissafors. Markens kolförråd utgjorde 70–80 procent av ekosystemets kolförråd (Figur 2). Resten återfanns främst i träden, medan andelen kol i markvegetation var liten (0–2 procent). Eftersom trädens andel av ekosystemets kolförråd ökar med beståndets ålder kan skillnader mellan behandlingar på ekosystemnivå bli tydligare över tid. 

Kväveförrådet i hela ekosystemet och dess olika delar uppvisade samma mönster som kolförrådet.

Figur 2. Markberedning genom harvning ökade kolförrådet i träden, men medförde ingen påvisbar kolförlust från marken (humus+mineraljord) 17 år efter markberedning. Inga kvarvarande effekter på kolförråd i träd och mark kunde påvisas efter gödsling i föregående bestånd med upp till 1800 kg kväve per hektar.

Figur 3. Markprofil från en tilta och en fåra. Pilen visar ursprungliga markytan för tiltan. Det organiska skiktet i fåran har nybildats efter harvningen som gjordes 2006. Bild: Monika Strömgren

Studien bekräftar resultat från tidigare studier som visar att markberedning kan främja plantetablering och trädens tillväxt. Detta ger även en ökad kolinlagring i trädbiomassan, vilket är positivt ur klimatsynpunkt. Eftersom det mesta av kolet i skogsekosystemet är lagrat i marken har det funnits en farhåga att markberedning kan leda till förluster av kol. Men ett flertal studier på kolbalansen åren efter markberedning (med de metoder som används i Sverige) ger inte stöd för det. Det finns även studier som undersökt hur markberedning påverkar kolförråden på längre sikt, men de är få och försöksdesignen har inte alltid varit tillräcklig för att utvärdera effekten med statistiska metoder. Försöken i Hagfors och Nissafors tyder på att markberedning inte påverkat markens kolförråd 17 år efter att markberedningen utförts.

Figur 4. Plantorna hade svårare att etablera sig och hade lägre överlevnad och tillväxt på obearbetade ytor (längst till höger i bild), jämfört med där harvning utförts (vänster och mitten av bilden). Hagfors år 2008. Bild: Staffan Jacobson

Inga kvarstående effekter av tidigare gödsling

Tidigare studier har visat att kvävegödsling kan öka skogens kolinlagring genom både ökad tillväxt och ökad kolinlagring i marken. Hur långvariga dessa effekter är har dock varit oklart. I försöken kunde inga effekter på markens kol- eller kväveförråd kopplas till tidigare gödsling, varken före slutavverkning eller i de nu 17-åriga bestånden. Inte heller i trädbiomassan eller i hela ekosystemets förråd kunde några gödslingseffekter påvisas. För markvegetationen, som endast innehåller en mycket liten andel av ekosystemets förråd, förekom vissa skillnader mellan ogödslade och gödslade provytor, samt mellan olika gödslingsbehandlingar. Mönstren var däremot otydliga och effekten varierade mellan försökslokalerna.

Figur 5. Hagforsförsöket år 2023, 17 år efter markberedning och plantering. Bild: Eva Ring

Små och otydliga effekter på svampsamhällen

Svampar spelar en central roll i skogens näringsomsättning och kolbalans. I 165 Hagfors och 132 Nissafors analyserades svampsamhällena i humuslagret med DNA-baserade metoder. Inga generella kvarstående effekter av vare sig markberedning eller tidigare gödsling kunde påvisas för total förekomst eller artrikedom av svampar 17 år efter markberedning och plantering.

För ektomykorrhizasvampar i Hagfors observerades däremot högst diversitet på ogödslade ytor som inte hade markberetts. Skillnaden var statistiskt signifikant jämfört med vissa gödslingsbehandlingar, men mönstret var inte konsekvent och återfanns inte i Nissafors (Figur 6). En möjlig förklaring till de något svaga och inkonsekventa effekterna av markberedning och den tidigare gödslingen är att den största ekologiska störningen inträffade redan vid avverkningen för 17 år sedan, något som särskilt påverkar ektomykorrhizan, som lever i symbios med trädens rötter och är beroende av kolhydrater från levande träd. 

Figur 6. Antal detekterade arter av ektomykorrhiza på harvade ytor jämfört med obearbetade ytor vid ackumulerad gödsling upp till 1800 kg kväve per hektar i föregående bestånd i 165 Hagfors och 132 Nissafors. Felstaplarna avser medelfel. Staplar med olika bokstäver anger statistiskt säkerställda skillnader inom respektive lokal.

Slutsatser

• Harvning ökade biomassaproduktionen utan att minska markens kolförråd.
• Effekterna av kvävegödsling i föregående bestånd tycks vara kortvariga och ha liten betydelse för kolförrådet i träd och mark i det nya beståndet efter 17 år.
• Varken markberedning eller gödsling av tidigare bestånd verkar ge betydande långvariga effekter på markens svampsamhällen.

Läs mer

No effect on soil C stock, but increased tree C stock 17 years after site preparation: Results from two hemiboreal field experiments. 

17 år efter markberedning – fler, längre och kraftigare träd på harvad mark - Skogforsk