Hur kan skogskötsel bidra till att minska kväveförluster i ett förändrat klimat?

Transkript

1 Hur kan skogskötsel bidra till att minska kväveförluster i ett förändrat klimat? Annemieke Gärdenäs & Martin Rappe George (SLU) CLEO-seminariet 21 maj 2012

2 Upplägg Bakgrund Vad kan vi lära oss från tidigare studier? Forskning pågår! Slutsatser Tackord

3 Miljömål övergödning Halterna av gödande ämnen i mark och vatten ska inte ha någon negativ inverkan på människors hälsa, förutsättningarna för biologisk mångfald eller möjligheterna till allsidig användning av mark och vatten Precisering 27 april 2012 Atmosfäriskt nedfall och brukande av mark inte leder till att ekosystemen uppvisar några väsentliga långsiktiga skadliga effekter av övergödande ämnen i någon del av Sverige

4 Areal gödslat skog per år Kardell & Lindkvist 2010, Skogsstatistisk årsbok

5 Vad kan vi lära oss från tidigare studier?

6 CoupModel Vatten och värme Kol och kväve Leaf Grain OldLeaf Stem OldStem Jansson & Karlberg (2004) OldRoots Roots PlantUptake DOC Humus NO 3 - Litter1Litter2 NH 4 q TEin q leached Microbes

7 Risken för kväveutlakning vid olika gödslings- och depositionsnivåer Annemieke Gärdenäs, Henrik Eckersten & Maria Lillemägi, SLU

8 Vad händer med kväveutlakning om: 1) Gödsling ökar och 2) Deposition ökar N utlakning (kg/ha.100 år) Gödsling 0 kgn/ha 150 kgn/ha 300 kgn/ha N utlakning (kg/ha.100 år) Jädraås N nedfall (kg/ha.100 år) N utlakning ökar med N gödsling N utlakning ökar med N deposition

9 Vad händer med kväveutlakning om både gödsling och deposition ökar? N utlakning (kg N/ha.100 år) N deposition (kg N/ha och 100 år) 0 kgn/ha 150 kgn/ha 300 kgn/ha

10 Utlakning sker vid olika tillfällen beroende på gödsling 1:a året efter gödsling Hyggesfas och ungskog N-utlakning (kg N/ha) kg N/ha 150 kg N/ha 300 kg N/ha Gödsling vid 250 kg N nedfall Bestånds ålder (år) Avverkning

11 Nederbörd under första hösten och snösmältning året efter gödsling N utlakning (kg N/ha) Gödsling Beståndsålder (år) Slutavverkning Infiltration (mm/dag)

12 När sker utlakning under en skogsomloppstid? Det mesta under några få dagar Hösten och snösmältning efterföljande gödsling Föryngringsfasen. Vid låga depositionsnivåer är det extra viktig att dosera kvävegivan rätt FSC-N2002 (Gärdenäs m.fl. 2003)

13 MINT-uppdrag (Nordin m.fl. 2009) CoupModel (Jansson & Karlberg, 2004) Scenarier 25 klimat och nedfallsregioner Granskog, skörd efter 50/100 år N-gödsling vart 2e eller vart 8e år Grundvattenklasser frisk, frisk-fuktig och fuktig Olika näringstillstånd

14 Jämförelse av 2 ekosystemtjänster för 2 gödslingsintervaller (2e vs. 8e år) N utlakning Stam produktion 30 4 Läckage av oorganiskt kväve (kg N hā 1 år -1 ) Total stamvedsskörd (Mg C ha -1 år -1 ) 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Totalt tillfört kväve (kg N ha -1 år -1 ) Totalt tillfört kväve (kg N ha -1 år -1 ) Ingen gödsling Gödsling_2 Gödsling_8 Skörd_8 Skörd_2 Skörd_0_250 Skörd_0_500 N tillförsel med nedfall och gödsling

15 Vilken faktorer förklarar bäst N-utlakning från granskog? Granskog Mineral N-utlakning = f(gödslingsintervall + grundvattennivå) R 2 =0.54 Organiskt N-utlakning= f(grundvattennivå + latitud) R 2 =0.55 Mint-utredning 2009 (Nordin m.fl. 2009)

16 Forskning pågår!

17 CLEO Utlakning av kväve - Känslighet Temp +2C för olika Temp vädertyper +4C Prec och -25% förändringar i vädret Prec +25% Dep -50% CO 2 +20% - Temp +2C Temp +4C Prec -25% Prec +25% Dep -50% CO2 +20%

18 Hagfors kalhygge markberedning och N gödsling Foto Linnea Hansson I samarbete med Eva Ring (Skogforsk), Linnea Hansson (SLU) Formas

19 Markberedning med och utan organiskt skikt markytan B-horisont O-horisont Foto Martin Rappe George

20 Markberedning påverkar markens klimat Tidigare N-gödslings påverkar nitratutlakning Beräkningar visar att fåra är torrare än vad mellanrum och tilta är. gödslingen fortfarande påverkar flödar efter avverkning Hansson in prep. Rappe George in prep.

21 Direkta effekter av klimatförändring på övergödning Ändrad hydrologi varmare, fuktigare höst och vinter Potential för ökad tillväxt om tillgång på N och P räcker Indirekta effekter av klimatförändring för övergödning Kortare omloppstid oftare kalhygge Ökad risk för körskador vid avverkning och därmed ökad risk för ytavrinning?

22 SLUTSATSER Kväveutlakning riskerar öka med klimatförändringar -mer nederbörd under höst och vinter -oftare kalhygge -mer körskador? Vid låga nedfallsnivåer är det extra viktigt att gödselgivan inte överstiger det som kan tas upp Gödslingsintervallet kan vara en nyckel till att begränsa kväveutlakning - Ekonomi?!

23 TACKORD CLEO: Cecilia Akselsson, Berit Arheimer, Kevin Bishop, Karin Hansen, Filip Moldan, Johan Strömqvist, Lotta Pers, Johan Temnerud (Naturvårdsverket) Hagfors: Eva Ring, Linnea Hansson (Formas) MINT: Per-Erik Jansson, Harald Grip, Magnus Svensson, Annika Nordin m.m. (Regeringsuppdrag) N2002: Henrik Eckersten, Maria Lillemägi (Sveaskog, Stora Enso AB, SCA AB, Korsnäs AB, Holmen AB och Statens Fastighetsverk)

24 Referenser Bishop et al Climate change effects on forest ecosystems model experiments on empirical data CLEO report Project 2.2. Gärdenäs, A. Eckersten, H. & Lillemägi, M Modeling long-term effects of N fertilization and N deposition on the N balance of forest stands in Sweden. Emergo 2003:3, Dept. of Soil Sciences, SLU. Hansson L., Ring E., Rappe George M., Gärdenäs A., Impact of soil preparation on soil water and heat balances statistical and modelling approaches (in prep.) Jansson P.-E. & Karlberg L. (Eds) Coupled heat and mass transfer model for soilplant-atmosphere systems.royal Institute of Technolgy, Dept of Civil and Environmental Engineering, Stockholm Nordin, A., Bergström, A-K., Granberg, G., Grip, H., Gustafsson, D., Gärdenäs, A., Hyvönen-Olsson, R., Jansson, P-E., Laudon, H., Nilsson, M. B., Svensson, M., Öquist, M Effekter av ett intensivare skogsbruk på skogslandskapets mark, vatten och växthusgaser. Faktaunderlag till MINT-utredningen. SLU, Rapport. ISBN pp.

25

26 Markberedning med och utan organiskt skikt B-horisont O-horisont X cm Foto Martin Rappe George

27 Markberednings inverkan Mätningar visar att på 20 cm djup är fåra signifikant torrare än vad mellanrum och tilta är. Fåra Mellanrum Tilta Hansson in prep.

28 Tidigare N-gödslings inverkan på nitratutlakning Beräknat 5-årsmedelvärde på nitratutlakning Martin Rappe-George (SLU)