Tillväxteffekter för andra generationens granskog efter tidigare genomförd kalkning

Abstract (Swedish)

Syftet med den här studien är att studera tillväxten under perioden 1992 fram till våren 2016 för andra generationens granskog efter tidigare genomförd kalkning. Skogen och skogsproduktionen är och har länge varit en stor och viktig del i Sveriges utveckling och ekonomi. Att studera tillväxten av skog är därför av stort intresse för många aktörer inom svenska skogsindustrin.
I slutet av 1960-talet började försurningen i skog och mark att uppmärksammas i Sverige och under 1970-talet började rapporter om skogsskador som en möjlig följd av försurning att belysas allt mer. Försurning av skogsmark innebär att pH-värdet sjunker, giftiga substanser som aluminium och kadmium frigörs i marken och näringsämnen lakas ur p.g.a. starka syror. Detta påverkar tillväxten och därmed också skogens produktivitet negativt.
En metod som används för att motverka försurning i skogsmark är kalkning där kalket bidrar till att höja pH-värdet och tillföra marken mer näringsämnen. Andra studier inom ämnet har visat att kalkning har positiva effekter på tillväxten men det långa tidsspann som undersöks i den här studien, 29 år efter avslutade kalkbehandling, är sällsynt. Hur en kalkbehandling påverkar tillväxten är starkt kopplat till hur kalkningen påverkar nedbrytningen och därmed tillgängligheten av t.ex. kväve i marken. Nedbrytningsprocessen av organiskt material ökar vid mer basiska förhållanden i marken och indirekt kan då tillväxten gynnas.
Genom att statistiskt analysera insamlad fältdata (diameter och höjd) är syftet att ta reda på om det föreligger signifikanta skillnader i tillväxt (diameter, höjd, grundyta, stamvolym) mellan kalkade ytor och obehandlade kontrollytor. Resultatet visar att tillväxten är signifikant större i de kalkade provytorna. Hur stora effekterna blir av kalkbehandlingar beror inte bara på mängden kalk som tillförs utan även markens C/N-kvot (förhållande mellan kol och kväve) och bördighet spelar in. En låg C/N-kvot indikerar högre bördighet, vilket kan antas vara fallet i provytorna. I södra Sverige, där studien genomfördes, är ofta kväve den begränsande faktorn för skogstillväxt. Ett tillskott av växttillgängligt kväve, t.ex. genom ökad nedbrytning, fungerar därför ofta som gödsel för naturen och tillväxten ökar.
Problemet med försurad skogsmark är fortfarande aktuellt och det krävs fortfarande mycket forskning för att få svar på om minskningarna av försurande utsläpp är tillräckliga för att ekosystemen ska återhämta sig. Att kalka ett område har inte enbart positiva effekter och t.ex. kan kväveläckage uppstå om marken blir kvävemättad och på så sätt bidra till övergödning i sjöar och vattendrag.
Med största sannolikhet skulle en större förståelse för kalkningens effekter uppnås om en mer djupgående undersökning om kalkningens effekter på näringstillgången i marken genomfördes. En intressant fortsättning på studien hade även varit att studera olika kalkmedels effekter på tillväxten. Idag används främst kalksten (även i denna studie) men även dolomitkalk och aska är alternativ som finns på marknaden.

Popular Abstract

This study aims to investigate the growth of a spruce forest, where the soil has been treated with lime before planting. The study period reaches from 1992, when the spruces were planted until 2016. In Sweden, the forest industry plays an important role of the country´s development and economic conditions. A study of forest growth is therefore of large interest for many actors within the Swedish forest industry.
At the end of the 1960´s, acidification was getting more and more attention from researchers and the public and during the 1970´s, forest damage as a possible result of acidification were first reported. Acidification within a forest means a lower pH, toxic elements such as aluminum and cadmium are being released and nutrients are being leached due to strong acids. This affects the growth and indirect the productivity of the forest in a negative way.
Liming is often used as a countermeasure to acidification in forests. The contribution of lime increases the pH and provides nutrients to the soil. Other studies within the field have shown that liming affects the growth in a positive way. However, the long time span in this study, 29 years since the lime treatments ended, is rare. To what extent a lime treatment will affect the growth is strongly linked to the connection between liming and decomposition rate. Decomposition of organic matter is shown to be benefitted from higher pH-values, and a higher decomposition rate means more available nitrogen for the plants and thus a possible higher growth rate.
Through statistical analysis of collected field data (diameter and height), the aim is to see whether there is a significant difference in growth (diameter, height, basal area, stem volume) between limed plots and untreated control plots. The results show that the growth of the spruces was significant larger on the limed plots compared to the control plots. The effects of lime treatments are not only based on the amount of lime applied, but also the C/N-ratio (the ration between carbon and nitrogen) and the fertility of the soil. A lower C/N-ratio indicates a higher fertility, which is assumed to be the case in the studied plots. In southern Sweden, where the study is carried out, nitrogen is often the limiting factor for forest growth. An addition of plant available nitrogen through increased decomposition rate is therefore considered as a fertilizer, resulting in an increased growth.
Acidification in forests is still a problem and a lot of research is needed to answer the question whether the decreased acidifying emissions are enough for the ecosystems to recover or not. Liming an area does not only result in positive effects. For example, nitrogen leakage might occur if the soil gets saturated with nitrogen, and thus contribute to the eutrophication in lakes and streams.
A more close investigation of the effects from lime treatments on nutrient availability in the soil is desirable in order to get a better appreciation of the treatment. As an interesting continuation of this study, an investigation of the available lime materials on the market could be done. Limestone is the one mostly used (also for this study), but dolomite lime and ash are two other interesting materials and they all have different properties affecting soils in different ways.

• author: Debourg, Susanne
• supervisor: Cecilia Akselsson; Ulf Sikström
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• course: NGEK01 20161
• year: 2016
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: granskog, tillväxt, kalkning, långtidseffekter, Physical Geography and Ecosystem Science
• publication/series: Examensarbeten INES
• report number: 381
• language: Swedish
• additional info: Extern handledare: Ulf Sikström, Skogforsk
• id: 8882126
• date added to LUP: 2016-06-20 15:23:16
• date last changed: 2016-06-20 15:23:16