Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder

RAPPORT 11E 2001 Temaserie: MARKFÖRSURNING & MOTÅTGÄRDER Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder Lars Högbom, Hans-Örjan Nohrstedt, Tryggve Persson Skogsstyrelsen

Skogsstyrelsen november 2001 Projektledare Hans Wickström, Skogsstyrelsen Författare Lars Högbom och Hans--Örjan Nohrstedt, SkogForsk, Uppsala Tryggve Persson, SLU, Inst. för ekologi och miljövård, Uppsala Fotografer Michael Ekstrand Rune Ahlander Layout Barbro Fransson Papper brilliant copy Tryck JV, Jönköping Upplaga 300 ex ISSN 1100-0295 BEST NR 1690 Skogsstyrelsens förlag 551 83 Jönköping

Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder

Innehållsförteckning Skogsstyrelsens förord... 1 Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder... 2 Markförsurning & Motåtgärder en temaserie... 2 Författarnas förord... 4 Sammanfattning... 5 Bakgrund och syfte... 6 Kväveomsättning i skogsmark... 8 Effekter på kvävedynamiken av kalkning... 11 Effekter på kväveförrådet... 11 Effekter på kvävemineraliseringen... 11 Effekter på nitratbildningen... 12 Effekter på växternas nettoupptagning av kväve... 13 Effekter på nedtransport av löst organiskt kväve... 13 Effekter på nitratutlakningen... 13 Effekter på kväveförluster i gasform... 14 Effekter på kvävedynamiken av tillförsel av vedaska och vitaliseringsgödsling... 16 Effekter på kvävedynamiken av helträdsutnyttjande... 17 Slutsatser... 18 Referenser... 19

Skogsstyrelsens förord I början av 1980-talet inledde Naturvårdsverket ett forsknings- och utvecklingsarbete kring skogsmarkskalkning i syfte att pröva olika åtgärder för att motverka försurningens effekter på skog, mark, i grundvatten samt på flora och fauna. År 1989 uppdrog dåvarande Miljö- och energidepartementet åt Skogsstyrelsen att under en treårig försöksperiod planera och utveckla beredskap för kalknings- och vitaliseringsinsatser i skogsmark. Försöksperioden har därefter förlängts med ett år i taget. Skogsstyrelsen har således bedrivit försöksverksamhet kring åtgärder mot markförsurning under drygt tio år. År 1997 presenterade Skogsstyrelsen ett förslag till åtgärdsprogram för kalkning och vitalisering av skogsmark. En miljökonsekvensbeskrivning över förslaget togs fram år 1999 (Skogsstyrelsen Rapport 1-1999). Samma år gav regeringen Skogsstyrelsen, Naturvårdsverket och länsstyrelserna i uppdrag att beskriva hur ett integrerat kalknings- och vitaliseringsprogram för mark och vatten i sydvästra Sverige bör utformas. Uppdraget redovisades som en del i Nationell plan för kalkning av sjöar och vattendrag 2000-2009 (Naturvårdsverket, Dnr. 723-981-98). 1999 antogs de nationella miljökvalitetsmålen av riksdagen. Häri anges att målen ska vara uppnådda inom 20-25 år. Flera av de 15 miljökvalitetsmålen har kopplingar till effekter av markförsurning samt till eventuella åtgärder mot försurning, till exempel Bara naturlig försurning, Levande skogar, Levande sjöar och vattendrag, Begränsad klimatpåverkan, Grundvatten av god kvalitet, Ingen övergödning, Myllrande våtmarker samt God bebyggd miljö. I april 2001 lade regeringen fram propositionen Svenska miljömål delmål och åtgärdsstrategier (Prop. 2000/01:130). Under år 2000 påbörjade Skogsstyrelsen en revidering av 1997 års förslag till åtgärdsprogram mot bakgrund av miljökonsekvensbeskrivningen, remissvaren på miljökonsekvensbeskrivningen, arbetet med samordning med ytvattenkalkning och de nationella miljökvalitetsmålen. Under arbetet med revideringen har diskussioner förts med Skogsstyrelsens referensgrupp för kalkning och vitalisering 1. För att få ett så bra beslutsunderlag för revideringen som möjligt initierade Skogsstyrelsen en bred sammanställning av kunskapsläget. Ett trettiotal forskare har i detta arbete varit engagerade i att ta fram nio rapporter som behandlar olika aspekter av markförsurnings- och åtgärdsproblematiken. Föreliggande rapport ingår i denna rapportserie. Få frågor i skogsbruket har debatterats så flitigt under 1990-talet som markförsurningens effekter och behovet av motåtgärder. Många forskare, politiker, journalister och andra skogs- och miljöintresserade har engagerat sig och många har haft synpunkter på Skogsstyrelsens förslag till åtgärder. När vi utformat det nya åtgärdsprogrammet (Skogsstyrelsen Meddelande 2001:4) har vi försökt att värdera och väga in de argument som framförts i denna debatt. Framtagandet av rapport- 1 Skogsstyrelsen referensgrupp: Stefan Bucht (Sydved, fr.o.m. 2000), Lars Edner (Södra Energi), Jan Fransson (SVS Västra Götaland, t.o.m. 2000), Ragnar Friberg (Stora Enso, t.o.m. 1999) Peringe Grennfelt (IVL), Jan Erik Lundmark (Assidomän), Anna Marntell (SVS Västra Götaland, fr.o.m. 2000), Bengt Nihlgård (Lunds universitet), Hans-Örjan Nohrstedt (SkogForsk, nu:formas), Mats Olsson (SLU), Tryggve Persson (SLU), Per Pettersson (SNF), Klas Österberg (Naturvårdsverket). 1

serien har skett i syfte att belysa de mest debatterade frågeställningarna. Skogsstyrelsens ambition har varit att se problematiken med markförsurning och näringsobalanser i ett helhetsperspektiv där hänsyn tas både till skogspolitikens miljöoch produktionsmål samt till andra i detta sammanhang relevanta samhälls- och miljömål. Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder Bedömningen av behovet av tillförsel av kalk och/eller aska till skogsmark försvåras av de problem som kan uppstå på grund av effekter på kvävedynamiken. En av de negativa effekter som kan uppstå är en ökad kväveutlakning på vissa marker. Det är viktigt att kunna göra en adekvat bedömning avseende vilka marker som riskerar förhöjd kväveutlakning. Det är även viktigt att diskutera hur man kan väga försurnings- och kväveutlakningseffekterna mot varandra, mot bakgrund av relevanta miljömål. Det finns ett behov av urvalskriterier. Det är viktigt att kunna göra bra bedömningar rörande effekterna av helträdsuttag. Det är viktigt att beakta både kort- och långsiktiga effekter. I föreliggande rapport diskuteras dessa frågeställningar. Författarna ansvarar ensamma för innehållet. Författarna är följande: Lars Högbom, SkogForsk, Uppsala Hans-Örjan Nohrstedt, SkogForsk, Uppsala Tryggve Persson, Inst. f. ekologi och miljövård, SLU, Uppsala Markförsurning & Motåtgärder en temaserie I tabellen på nästa sida listas temaseriens rapporter och författare. Rapporterna kommer att publiceras under hösten 2001 och kan beställas från Skogsstyrelsens förlag (telefon: 036-15 55 92, e-post: sksforlag.order@svo.se) eller laddas ner från Internet (pdf-fil): (http://www.svo.se/forlag/forlag.htm). Göran Örlander enhetschef Hans Wickström projektledare 2

Rapporter och författare inom Skogsstyrelsens temaserie Markförsurning & Motåtgärder, rapportörer markerade med kursiv stil. Rapport nr. Titel Författare 11A/2001 Strategier för åtgärder mot markförsurning Olle Westling, IVL Reiner Giesler, SLU 11B/2001 Markförsurningsprocesser Ulf Skyllberg, SLU Gunnar Jacks, KTH Olle Westling, IVL 11C/2001 Effekter på biologisk mångfald av markförsurning och motåtgärder 11D/2001 Urvalskriterier för bedömning av markförsurning 11E/2001 Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder 11F/2001 Effekter på skogsproduktion av markförsurning och motåtgärder 11G/2001 Effekter på tungmetallers och cesiums rörlighet av markförsurning och motåtgärder 11H/2001 Effekter av olika kalk/askdoser på försurningssituationen i skogsmark 11I/2001 Trädslagets inverkan på försurningssituationen Håkan Pleijel, Göteborgs universitet Sven Bråkenhielm, SLU Lars Ericson, Umeå universitet Roger Finlay, SLU Tomas Hallingbäck, Artdatabanken Helene Lundkvist, SLU Andy Taylor, SLU Jon-Petter Gustafsson, KTH Erik Karltun, SLU Ulla Lundström, Mitthögskolan Olle Westling, IVL Lars Högbom, SkogForsk Hans-Örjan Nohrstedt, SkogForsk Tryggve Persson, SLU Ulf Sikström, SkogForsk Arne Albrektsson, SLU Torgny Näsholm, SLU Johan Bergh, SLU John Munthe, IVL Karl Johan Johansson, SLU Ulf Skyllberg, SLU Germund Tyler, Lunds universitet Bengt Nihlgård, Lunds universitet Torbjörn Nilsson, SLU Olle Westling, IVL Helene Lundkvist, SLU Agnetha Alriksson, SLU Tord Johansson, SLU Bengt Nihlgård, Lunds universitet Mats Olsson, SLU 3

Författarnas förord Försurningen av mark och vatten utgör ett fortsatt stort miljöproblem. För att motverka dessa effekter kan man tillföra neutraliserande ämnen såsom kalk och aska. Kalkning av skogsmark har prövats i experimentsyfte sedan 1900-talets början. Mellan 1907 och 1986 anlades inte mindre än 150 försök i Sverige och Finland, och nya försök har lagts ut även under senare år. Fältförsök med vedeller torvaska till skogsmark är betydligt färre. Fältexperimenten kan användas till att bedöma i vilken utsträckning motåtgärderna mot försurningen ger önskad effekt eller om de har bieffekter som skapar nya miljöproblem. Ett sådant problem är om kalk- och asktillförsel påverkar kväveomsättningen på ett sådant sätt att mer kväve utlakas ur skogsmarken till grundvatten och närliggande vattendrag. Detta kapitel handlar om kväveomsättningen i skogsmark och främst under vilka förhållanden kalk och aska ökar respektive minskar kväveutlakningen. Lars Högbom Hans-Örjan Nohrstedt Tryggve Persson 4

Sammanfattning Kalkning och vitaliseringsgödsling har föreslagits som en storskalig åtgärd att motverka den försurning av mark och vatten som skett och sker genom nedfall av kväve och svavel. I denna rapport redovisar vi resultatet från ett antal försök med tillförsel av kalk och vedaska och de effekter detta har haft på kväveomsättningen. En viktig variabel när man vill bedöma kvävets kretslopp i skogsekosystem är markens kol:kväve-kvot (C/Nkvot). Vid höga C/N-kvoter är fastläggningen av nedfallet kväve hög. Detta får med tiden till följd att C/N-kvoten sjunker, och i de fall C/N-kvoten sjunker under 25 verkar det som om både kvävemineraliseringen och nitrifikationen tar fart. Men även andra markkemiska variabler som t ex ph har effekt. Risken är därför påtaglig att de marker som drabbats av ett högt kvävenedfall så småningom kommer att läcka kväve i form av nitrat. Nitrifikationen är dessutom en försurande process. Både vid sulfat- och nitratläckage utlakas katjoner (positivt laddade joner) och bland dessa även växtnödvändiga baskatjoner såsom kalium, kalcium och magnesium. Detta har medfört stor oro att förråden av baskatjoner i marken ska minska, och att trädens produktion på sikt skall påverkas negativt. Ett sätt att kompensera dessa förluster av växtnäringsämnen är att tillföra kalk och aska. Åtgärden medför att ph ökar i marken, vilket också är ett av syftena. Ett ökat ph kan dock ytterligare skynda på de olika processerna i kvävets kretslopp. Slutsatsen i denna rapport är att kalkning/askåterföring inte kan rekommenderas på marker med låg C/N-kvot, hög bonitet, högt kvävenedfall och/eller barrskog på tidigare lövskogsmark. Många marker hör för närvarande inte till denna riskkategori, men med ett fortsatt kvävenedfall kan arealen i riskzonen komma att öka. Som ett enkelt diagnostiskt instrument föreslår vi att barrens kvävehalt kan användas för att indikera lokalens kvävestatus. Studier har visat att riskerna för kväveutlakning ökar efter kalkning eller annan ph-höjande behandling i områden där årsbarrens kvävehalt överstiger 1,4 %. Om skogen kalavverkas får man nästan alltid en ökad nitratutlakning. Tidigare kalkning kan då gynna nitratbildningen i markens ytskikt. Försök har dock visat att detta inte behöver medföra en ökad nitratutlakning om kalken samtidigt gynnar hyggesvegetationen. 5

Bakgrund och syfte Som en följd av de alarmerande rapporterna om skogsdöd i Mellaneuropa kom försurningens negativa effekter på mark, träd och vatten i blickfånget. En ökning av markens surhet ökar aluminiumlösligheten, och lösligt aluminium, särskilt Al 3+ -joner, påverkar växtrötter negativt. Skogsträden har dock ett flertal anpassningar som minimerar effekterna av Al 3+ (t ex Kreutzer 1995). Markvattenundersökningar, både i försurade områden (van Breemen 1982) och efter N- gödsling (Nohrstedt, flera publ.), har visat på en ökad utlakning av bl a baskatjoner. Detta kan leda till minskande förråd av baskatjoner i marken (Falkengren-Grerup & Tyler 1992). Ökande utlösning av aluminium och minskande förråd av baskatjoner har lett till stor oro vad gäller markens långsiktiga produktionsförmåga. Utlakningen av aluminium från skogsmarken till ytvattnet har också bedömts vara en allvarlig effekt av den pågående markförsurningen. För att motverka de negativa miljöeffekterna av försurande nedfall har en mängd olika behandlingar (aska, kalk och vitaliseringsgödsling) föreslagits. I detta sammanhang har även ändrade skogsskötselstrategier föreslagits, t ex att bortföra grenar och toppar med påsittande barr och blad för att avlasta ekosystemet från försurande kväveföreningar (Lundborg 1997). Kväve (N) är ett nyckelelement i många skogsekosystem, och betraktas som det mest begränsande för skogsproduktionen i boreala och nemorala skogsekosystem (Tamm 1991). Merparten av Sverige mottar för närvarande mer N via torr och våt deposition än som bortförs med avverkning eller lakas ut (Nohrstedt 1993, Egnell m fl 1998). Den s k kritiska belastningsgränsen för N beräknad med en enkel massbalansmodell överskrids i stort sett i hela Sverige (Rosén 1991). Detta har medfört en oro för att skogens förmåga att ta hand om N ska minska, dvs. att s k N- mättnad ska uppstå. N-mättnad medför N- utlakning, markförsurning och ibland även lustgasavgång till atmosfären. Begreppet N-mättnad har definierats på olika sätt. En av de mest använda definitionerna är den att N-mättnad föreligger när den ackumulerade utlakningen av N är större eller lika stor som N-depositionen (Ågren & Bosatta 1988). I denna rapport har vi använt denna definition. Mycket av den information som rör N- fastläggning i skogsmark härrör främst från gödslingsstudier. N-nedfall skiljer sig emellertid från gödsling på några avgörande punkter. N-nedfall sker kontinuerligt i relativt små doser och låga koncentrationer, medan N-gödsling innebär tillförsel av en relativt stor mängd N i hög koncentration. Dessutom kan N tas upp direkt av barren vid N-deposition. Dessa skillnader kan ha avgörande betydelse för fastläggningen av N. I en studie av 29 gödslingsförsök med relevans för svenska förhållanden (Johnson 1992) varierade fastläggningen i mark mellan 15 och 67 % av tillfört N. Motsvarande fastläggning i träden varierade mellan 6 och 54 %. Fastläggningen av kväve verkar åtminstone vad gäller antropogent N-nedfall vara en funktion av marken C/N-kvot (Emmet m fl 1998). Dessa skillnader i förmåga att fastlägga N har också betydelse för den effekt kalkning, vitaliseringsgödsling eller asktillförsel har på nitratutlakningen, eftersom mängden lätt mineraliserbart N varierar i marken mellan olika bestånd och marktyper, beroende både på nedfall och den naturliga variationen i markegenskaper. Normalt brukar N-utlakningen från svensk skogsmark uppgå till ca 1-5 kg N ha -1 år -1 (Nohrstedt 1993). N-läckaget är till viss del en funktion av N-nedfallet (Dise & Wright 1995). Vid låga nedfallsnivåer, < 10 kg N ha -1 år -1, sker inget nämnvärt läckage av N. Vid depositionsnivåer mellan 10 och 25 kg N ha -1 år -1 sker på vissa typer av mark ett 6

visst läckage, medan det på andra knappt läcker något N överhuvud taget. Vid höga belastningsnivåer, > 25 kg N ha -1 år -1, visar tillgängliga utlakningsstudier att man undantagslöst får ett nitratläckage, som dock kan variera mycket i kvantitet. Naturligtvis är den historiska aspekten på nedfallet i detta sammanhang av stor betydelse. Undersökningar av fastläggningen i olika marker i Sverige har visat att fastläggningen ökar med ökad N-deposition (Nilsson m fl 1998). Det finns för närvarande få exempel på att N-nedfallet har lett till s k N-mättnad (definierat enligt ovan) i svensk skogsmark. I ett enda fall, en skogslokal i Harplinge i södra Halland har N-utlakningen rapporterats vara större än nedfallet (Nohrstedt m fl 1996). Annars verkar skogen och skogsmarken ha förmåga att binda in N, något som ofta belyses av att skogstillväxten ökar efter tillförsel av N även i nedfallsbelastade områden i Sverige (Pettersson 1994, Eriksson & Johansson 1993). Andra undersökningar har visat att förändrad skogskötsel har haft stor påverkan på skogsproduktionen och att kvävenedfallets påverkan i detta kan vara begränsad (t ex Elfving & Tenghammar 1996). En utförlig redovisning av detta finns i Sikström m fl (2001). Syftet med denna rapport är att med ledning av publicerade rapporter och annan kunskap identifiera de marker som riskerar N- utlakning utan markbehandling och bedöma om kalkning/vitaliseringsgödsling ökar eller minskar N-utlakningen och andra processer i N-cykeln. 7

Kväveomsättning i skogsmark I norra halvklotets barrskogar finns i runda tal 1-10 ton N ha -1 bundet i markens organiska substans och 0,1-1 ton N ha -1 bundet i växtbiomassan (Cole & Rapp 1981). N i den organiska substansen är inte direkt tillgängligt för majoriteten av växter. Det måste först mineraliseras, d v s omvandlas till oorganisk form. Ny forskning har emellertid visat att skogsträd kan ta upp organiskt kväve (Näsholm m fl 1998) N-mineraliseringen är en biologisk process som hänger samman med markorganismernas N-behov. När markorganismerna bryter ner ett N-rikt substrat får de ett N-överskott som de måste utsöndra. Utsöndring i form av ammoniak/ammonium kallas N-mineralisering (Fig.1). Ammonium (NH 4 + ) kan sedan tas upp av växtrötter och deras mykorrhiza (svamprot), och av markmikroorganismer (N-immobilisering) eller oxideras till kvävemonoxid (NO), nitrit (NO 2 - ) och nitrat (NO 3 - ) (nitrifikation). Nitrifikationsprocessen används av nitrifikationsbakterier för att få energi att binda koldioxid (CO 2 ) och bilda kolhydrater. Processen består av två steg, ammoniumoxidation och nitritoxidation. Mellanprodukten NO 2 - är mycket reaktiv och finns sällan i marken i någon större mängd. Vid syrebrist kan nitrat via nitrit reduceras till lustgas (N 2 O) och kvävgas (N 2 ). Denna reduktion kallas denitrifikation. NO 3 - kan, precis som NH 4 +, tas upp av växtrötter och markmikroorganismer. Dock finns en preferens för NH 4 + -upptag hos skogsträden (Marschner m fl 1991). De flesta av de nämnda N-processerna påverkar markens ph-värde. Exempelvis förbrukas en H + per producerad ammoniumjon vid N- mineraliseringen. Två H + bildas per NH 4 +, då NH 4 -N oxideras till NO 3 -N. En H + bildas för varje NH 4 + som tas upp av rötterna, och en H + förbrukas vid motsvarande upptagning av NO 3 -. N-mineralisering och N-immobilisering är processer som kan förekomma samtidigt. Att mäta N-mineralisering är därför svårt. I praktiken mäts ofta ackumulationen av oorganiskt N (ammonium, nitrit och nitrat) per tidsenhet. Detta ger ett mått på balansen mellan mineraliserings- och immobiliseringsprocesserna. För detta brukar man därför använda begreppet nettomineralisering av N. Detta mått är i många fall liktydigt med N-utbudet till växtrötterna. Växternas upptagning av ammonium och nitrat sker vanligtvis genom rötterna och deras mykorrhiza, men ammonium och nitrat kan även tas upp via blad och barr. Vissa mykorrhizatyper har förmåga att bryta ned protein i marken och ta upp och leverera N till växten i form av aminosyror. Denna typ av N-upptagning är av stor betydelse för exempelvis vissa ljungväxter (ericoid mykorrhiza), men även skogsträdens ektomykorrhiza har denna förmåga (Abuzinadah & Read 1989). Andra växter, t ex al och ärtväxter, har på rötterna symbiontiska (samlevande) mikroorganismer, som kan fixera N 2 och via NH 4 + bilda aminosyror (ej inkluderat i Fig. 5.1). Trots att många växter har alternativa möjligheter att ta upp N, är rotupptagningen av NH 4 + och NO 3 - ändå den process som bedöms vara viktigast för växternas N-försörjning i ett skogsekosystem. Tillgången på växttillgängligt N styr trädproduktionen på de flesta ståndorter i Sverige (Tamm 1991). 8

NO, N 2 O, N 2 N i skörd NO 3 - resp. NH 4 - deposition Växter ovan mark Förnafall NO, N 2 O, N 2 NO 2 -N NO 3 -N Växter under mark (inkl. mykorrhiza) Upptag av: NO 3 - NH 4 + NH 4 -N Rotförnabildn. Upptag av organiskt N Denitrifikation N-mineralisering Nitrifikation: Steg 2 Steg 1 NH 4 -immobilisering NO 2 -N NO 3 -immobilisering Dött organiskt material N i atmosfär och gödselmedel Markorganismer NO 3 - i utlaknvatten Figur 1. Kväveförråd och kväveflöden i kvävebegränsad barrskog. Stora flöden har markerats med kraftiga pilar, normalt små flöden, som ökar vid kalhuggning, har markerats med streckade pilar. 9

Markens råhumusskikt (mårskikt) är ofta det markskikt som har den största N- mineraliseringen i normal barrskogsmark. Även den underliggande mineraljordens N- mineralisering kan emellertid vara betydande. Den beräknade N-mineraliseringen i tio bördiga granskogslokaler i Skåne, Halland, Blekinge och på Själland (löpande tillväxt 7-21 m 3 sk per ha och år) var i genomsnitt 73 kg N per ha och år, varav 54 % i förna- och humusskikten (Persson & Wirén 1995). Andelen mineraliserad mängd N per g total-n minskade successivt från förnaskiktet (6 % per år) och humusskiktet (3 % per år) ner till 40-50 cm-nivån (0,4 % per år). Denna minskning återspeglar att N binds i alltmer stabila föreningar med ökande djup. N-omsättningen i skogsmark ser olika ut i olika regioner. Det har bl a påvisats av några EU-projekt. I den boreala skogsmarken i norra Skandinavien finns mycket små mängder av oorganiskt N i form av ammonium och nitrat. När markprover lagras på laboratoriet tar det lång tid, ofta flera månader och ibland upp till ett år, innan någon nettomineralisering kan registreras (Persson 1996, Persson m fl 2000). Det tyder på att markmikroorganismerna är starkt N- begränsade, något som också borde gälla i fält. Andra studier har visat att skogsväxter såsom barrträd och ljungväxter har förmåga att ta upp enkla aminosyror i fält (Näsholm m fl 1998). Det förefaller alltså som om en viss del och kanske t o m en stor del av växternas N-upptagning är i form av organiskt N i dessa ekosystem. I södra Sverige och Danmark finns ofta mer eller mindre höga halter av ammonium men sällan höga halter av nitrat i humusskiktet av ogödslad skog. Mineraliseringsstudier på laboratoriet har visat att NH 4 + ackumulerar med tiden när markprover lagras på laboratoriet (Persson & Wirén 1995). Detsamma händer om man gör mineraliseringsstudier i fält med intakta markproppar. NO 3 - bildas dock sällan i markens ytskikt i normalt sur barrskogsmark. Däremot får man ofta en nitratbildning i markens mineraljordsskikt och främst då i rostjorden. Detta tycks ske även då mineraljorden är försurad och har ett ph-värde nära 4. I Mellaneuropa är bilden än mer komplicerad. Här finns exempel på att sura humusskikt (ph 3,8-4,2) kan innehålla både ammonium och nitrat, och att både ammonium och nitrat kan bildas vid en laboratorieinkubation (Persson m fl 2000). Även i dessa områden finns en stor nitrifikationspotential i markens mineraljordsskikt. Nitrifikationen (nitratbildningen) är en nyckelprocess i marken eftersom NO 3 - är mycket lättrörligare än NH 4 + i marken och därför har större möjlighet att lämna marken och komma ut i vattendragen. I en nyligen framlagd avhandling visade Rudebeck (2000) att nitrifikation i humusskikt från gran- och bokskog kunde ske vid lägre phnivåer i Mellaneuropa än i norra Europa. Trots detta var nitrifikationen ph-beroende. Även där man hade spontan nitratbildning vid låga ph-nivåer (Mellaneuropa) kunde man öka nitratbildningen då man tillförde kalk och minska nitratbildningen då man tillförde svavelsyra. I mineraljorden var förhållandet dock annorlunda. Där hade kalken ingen tydligt stimulerande effekt på nitratbildningen. I detta markskikt drevs nitratbildningen nästan enbart av ammoniumproduktionen. När kalk tillfördes humusskikt från norra Sverige, som inte hade någon nettomineralisering, fick man inte heller någon nitratbildning (Rudebeck 2000). Det var uppenbart att tillgången på NH 4 + var en förutsättning för att kalken skulle ha någon verkan på nitratbildningen. En slutsats av detta är att man kan förvänta sig olika markreaktioner då man tillför phhöjande medel i norra Sverige, södra Sverige och Mellaneuropa. Det är därför viktigt att inte generalisera resultat från ett område till ett annat utan att ha kunskap om markens N-status och vilka slags nitrifierande organismer som finns i området. 10

Effekter på kvävedynamiken av kalkning En litteraturgenomgång av Persson & Wirén (1996) visar på varierande resultat på N- omsättningen av skogsmarkskalkning. I stort kan två huvudlinjer urskiljas. Minskad N- mineralisering och ökad N-fastläggning verkar framförallt ske på N-begränsade marker med råhumustäcke. Ökad N-omsättning och ökad nitratbildning inträffar oftare i N-rika system. Även andra reaktioner av skogsmarkskalkning har rapporterats. I några fall har kalkning medfört minskad N- mineralisering men ökad nitrifikation. Vi skall nedan redovisa något mer i detalj vad som framkommit i olika svenska studier. Effekter på kväveförrådet N-förråd i kalkade och okalkade försöksytor studerades av Hallbäcken & Popovic (1985). De fann en säkerställd ökning av humusskiktets N-förråd i fyra tallförsök i Dalarna och Norrland (Lövnäs, Bleckstugan, Häggsjöliden och Själlarimsheden), som 1959 kalkades med 10 ton kalk ha -1 och som undersöktes med avseende på N-förråden i början av 1980-talet. När de jämförde N- förråden även i andra markskikt (humusskiktet och mineraljorden ner till 20 cm djup) kunde de däremot inte finna någon säkerställd ökning eller minskning i de kalkade ytorna. Den slutsatsen gällde för inte mindre än 15 undersökta kalkförsök med varierande kalkgivor främst i mellersta och norra Sverige. I flera av ovan nämnda försök fanns också möjlighet att jämföra N-gödslade och N- gödslade+kalkade försöksled. I dessa försök hade kalk+n-ytorna alltid ett något högre N- förråd än motsvarande ytor som bara fått N- gödselmedel. Ökningen var i genomsnitt dock bara 4%. N-förråden har även rapporterats öka i 20-åriga finska försök efter kalkning (Derome 1990/91). En internationell jämförelse visar att N- förråden har rapporterats minska efter kalkning i flera tyska studier (citerade i Persson & Wirén 1996). Dessa resultat liknar de som framkom efter en jämförelse av kalkade och okalkade försöksytor i tre granförsök (Dalby, Vallåsen och Frodeparken) och ett bokförsök (Frodeparken) i södra Sverige (Persson m fl 1995). Studien visade att ytor som kalkats med 10 ton CaCO 3 37 till 42 år tidigare hade mer eller mindre klar tendens till lägre N-förråd än motsvarande okalkade ytor i markprofilen ned till 50 cm djup. Minskningen varierade från 80 kg N per hektar i Dalby till 1300 kg N ha -1 i Frodeparken. I genomsnitt var minskningen 550 kg N ha -1 av totalt 5100 kg N ha -1 eller i genomsnitt en minskning på 15 kg N ha -1 år - 1. Den tydligaste effekten fanns i gran- och bokförsöken i Frodeparken, där humusskiktet praktiskt taget försvunnit i kalkytorna. Andra studier visade att trädtillväxten minskade efter kalkning i Vallåsen, var oförändrad i Frodeparken och var omöjlig att fastställa i Dalby (stormskador). Detta tydde på att kalkningen i dessa fall ledde till N- förluster för hela ekosystemet och inte bara marken. N-förlusterna bör ha skett som vattentransporterat NO 3 - eller som N 2. De ovan nämnda studierna visar att kalkning kan ha olika effekt på N-fattig skogsmark i norr och N-rik skogsmark i söder. Effekter på kvävemineraliseringen Ett antal N-mineraliseringsstudier har gjorts på laboratoriet där man tillfört olika doser CaCO 3 till förna-, humus- och mineraljordsprover och låtit proverna lagras (inkuberas) under flera månader. Generellt verkar inte kalktillförsel i rena lab-studier leda till ökad N-mineralisering (Persson & Wirén 1996). Däremot föreföll behandlingen alltid leda till ökad nitratbildning (se nedan). En försiktig slutsats av detta är att kalktillförseln i sig inte verkar leda till den ökade N- mineralisering som det ofta talas om. 11

N-mineralisering har även jämförts mellan markprover som insamlats i fält från kalkade och okalkade försöksytor. Resultaten varierar, men generellt verkar kalkning av N- fattiga skogsekosystem inte medföra någon ökad nettomineralisering av N (Persson & Wirén 1996). I vissa fall har en minskad nettokvävemineralisering konstaterats i markens övre skikt på N-fattiga lokaler. På N-rikare lokaler har man ibland sett en ökad N-mineralisering i vissa markskikt. Där man haft en ökning har man också haft ökad daggmaskaktivitet. Ett exempel är Hasslövförsöket, där daggmaskarna ökade från ca 30 till 700 individer per m 2 efter fem år i de parceller som kalkades med 3,5 och 8,8 ton dolomitkalk ha -1 (Persson m fl 1996). I den högsta kalkgivan hade humusskiktet efter sex år omvandlats från en mår till en mull (bestående av daggmaskexkrementer), och där var nettomineraliseringen av N ca 50% högre än i de okalkade ytorna. I de tidigare nämnda Dalby-, Vallåsen- och Frodeparkenförsöken, som pågått i 37-42 år när de studerades, konstaterades att N- mineraliseringen beräknat ha -1 hade gått ned i de kalkytor som fått ett minskat C- och N- förråd (se ovan, Persson m fl 1995). Detta är logiskt, eftersom de mer svårnedbrytbara och svårmineraliserbara delarna av den organiska substansen blir kvar efter en lång tid av stimulerad nedbrytning. Nohrstedt (under tryckn.) fann i en försöksserie i SV Sverige att kalkning ledde till förhöjd N-mineralisering och nitrifikation. Värdena låg 1,5 gånger högre för N- mineraliseringen och 6 gånger högre för nitrifikationen i humuslagret. I mineraljorden kunde ingen förändring påvisas. Sammanfattningsvis kan man säga att kalktillförsel till N-fattig mark inte tycks stimulera N-mineraliseringen, medan kalktillförsel till N-rik mark stimulerar N- mineraliseringen, åtminstone under en initial period. En förklaring till den ökade N- mineraliseringen på dessa marker är ökad daggmaskaktivitet. Daggmaskarna fragmenterar förna och humusmaterial och gynnar därmed den bakteriella nedbrytningen. Daggmaskarna ökar också sina populationer efter kalkning av N-fattig mark i norra Sverige, men ökningen är inte tillnärmelsevis så stor som på N-rik mark i södra Sverige. Vår gissning är att daggmaskarna inte kan svara med en massiv populationsökning i områden med N-fattig förna, och därför blir deras effekt på N-omsättningen begränsad. Effekter på nitratbildningen Den kanske tydligaste effekten av kalktillförsel är att nitrifikationen stimuleras. Förklaringen är, som tidigare nämnts, att de ammoniumoxiderande nitrifierarna i markens övre skikt är ph-beroende (Rudebeck 2000). Det betyder dock inte att kalkning av skogsmark alltid leder till ökad nitratbildning i fält. Om ett trädbestånd är N- begränsat och tar upp det ammonium som bildas vid N-mineraliseringen finns inte förutsättningar för någon omfattande nitrifikation. Studier med den icke-radioaktiva isotopen 15 N har dock visat att nitrifikation kan förekomma i mikromiljöer trots att man inte kan mäta någon nettoförändring i mängden nitrat, men det är först när man kan mäta en anrikning av nitrat som man får effekter på grund- och ytvatten. Studier av mängden KCl-extraherbart NH 4 + och NO 3 - i kalkade och okalkade försöksytor med växande skog visade att andelen nitrat ökade med ökande kalkgiva (och askgiva) i två försök i sydvästra Sverige, Hasslöv och Öringe (Persson & Wirén 1996). I båda försöken fanns mer än 75 g NH 4 -N g -1 organisk substans i humusskiktet som ett genomsnitt över hela året. I två andra försök, Farabol i Blekinge och Fäxboda i Uppland, skattades halterna till ca 20 g NH 4 -N g -1 organisk substans i humusskiktet, och där ledde kalkningen (med en hög och en låg giva) inte till någon nitratbildning. En slutsats är alltså att kalktillförsel till växande skog med låga ammoniumnivåer inte leder till ökande nitratbildning, medan kalktillförsel till skog med höga ammoniumnivåer i humusskiktet riskerar att öka mängden nitrat 12

och att denna risk står i proportion till det ph-värde som kalkgivan ger upphov till (Persson & Wirén 1996). Mängden extraherbart ammonium är ett kriterium som tar tid att bestämma. Därför föreslog Persson & Wirén (1996) att i stället samla in årsbarr av träden från det bestånd man vill kalka. Om N-halten (på vintern) ligger under 1,4% av torrvikten i årsbarren är det förmodligen ingen risk för nitratbildning i marken, men om barrhalterna är högre tyder det på att marken är så N-rik att risken för nitratbildning är betydande om man kalkar. Effekter på växternas nettoupptagning av kväve Omfattande och långvariga studier av kalkningseffekter på trädtillväxten i Sverige finns rapporterade. Resultaten från 10 granförsök och 12 tallförsök i Sverige, där man jämfört kalkade och okalkade parceller, visar att man ofta har en tillväxthämning av kalk på näringsfattig mark, medan tillväxten ofta varierar från en obetydlig ökning (tall) till ibland en mer uttalad ökning (gran) på näringsrik mark (Andersson m fl 1996). Variationen i tillväxteffekt är dock betydande. I ett av dessa försök, Farabol i Blekinge, studerade man N-upptaget i växtbiomassan i samband med att beståndet kalhöggs 1992. Totalt hade kalkytorna där fått 6 ton kalk per hektar tillfört som 500-kg-givor under åren 1976 till 1987. Stamvolymproduktionen under 1976-90 var i genomsnitt 10,6 m 3 per ha -1 och år -1 i kontrollytorna och 10,4 m 3 per ha -1 år -1 i kalkytorna, d.v.s. i praktiken ingen skillnad (Andersson m fl 1995). Däremot hade N- mängden ökat (dock ej statistiskt signifikant) mera i trädbiomassan på kontrollytorna (300 kg N ha -1 ) än på kalkytorna (200 kg N ha -1 ) under perioden från det kalkningen började (Andersson m fl 1995). Liknande studier har gjorts i två försök i Finland, där ett försök visar på ett ökat och det andra på ett minskat N-upptag efter kalkning (Andersson m fl 1998). Några generella slutsatser kan inte dras om hur N-upptaget påverkas av kalkning på grundval av bara tre försök (barren innehåller mycket N och barrmängden kan variera från år till år). För närvarande förefaller det vara bäst att basera bedömningen av N-upptaget på hur volymtillväxten reagerar på kalktillförsel. Effekter på nedtransport av löst organiskt kväve Laboratorieexperiment har visat att utlakningen av löst organiskt kol (DOC) och N (DON) ökar från både humusskikt och mineraljord efter kalkning (Andersson 1999). Fältstudier är betydligt sällsyntare. Kreutzer (1995) rapporterade om förhöjda halter av DON på 40 cm djup i en kalkad yta i Tyskland. En fältstudie gjordes också i Hasslövförsöket, där DOC och DON studerades strax under humusskiktet och på 15, 30 och 50 cm djup i mineraljorden tio år efter kalktillförseln (Nilsson m fl, under tryckn.). Både DOC och DON var högre i de kalkade (8,8 ton ha -1 ) än i de okalkade parcellerna under humusskiktet och på 15 och 50 cm djup. Adsorptionen av DOC och DON i B- horisonten (rostjorden) var också högre i kalkade än i okalkade ytor. Totalt sett fastlades 80-90% av det DOC och DON som transporterades ned i marken till B- horisonten. Kalkning av skogsmark leder således till en viss omfördelning av kol och N i marken från markens övre skikt till djupare liggande horisonter, inte bara genom daggmaskars aktivitet utan även genom transport av vattenlösliga organiska kol- och N-föreningar. Bara en liten del (drygt 1%) av detta kol och kväve passerade 50-cmnivån i marken, och bidrog alltså till en mycket begränsad utlakning av organiska C- och N-föreningar i Hasslövförsöket. Effekter på nitratutlakningen Nitrat i markvattnet på större markdjup (ofta studerat på 50 cm djup) kan både härstamma från deponerat nitrat som inte fastlagts under nedtransporten genom marken och från nit- 13

rat som bildats vid nitrifikationsprocessen. Studier med hjälp av undertryckslysimetrar, visar att det finns ett tydligt samband mellan mängden extraherbart ammonium i humusskiktet (i kontrollytorna) och nitrat i markvattnet efter kalkning (Persson & Wirén 1996). I Farabolförsöket fanns ytterst låga halter ammonium och nitrat i humusskiktet både i okalkade och i kalkade ytor. Där fanns inte heller något nitrat i markvattnet. I Öringe- och Hasslövförsöken var ammoniumhalterna förhöjda i kontrollytornas humusskikt. Där bildades NO 3 - efter kalktillförseln, och där hade man också en påtagligt ökad nitratutlakning i kalkytorna. I Öringe gav kalkgivan på 3,35 ton ha -1 en ökad nitratutlakning på 3,3 gånger. I Hasslöv ökade nitratutlakningen med 4 gånger för samma kalkgiva och med 8 gånger för en 8,8 tons kalkgiva (Persson & Wirén 1996). Det som ovan sagts om nitratutlakning gäller skogbevuxen mark. På mer eller mindre kala hyggen kan resultatet bli ett annat. När träden tas bort försvinner trädrötternas upptagning av kväve, och ammonium kan börja ackumulera i marken. På från början N- fattig mark går denna ackumulation långsamt eftersom markmikroorganismerna immobiliserar en del av det mineraliserade kvävet. Så småningom, och snabbare på N- rik mark, höjs ph-värdet som en följd av att N-mineraliseringen förbrukar vätejoner (när NH 3 övergår till NH 4 + ). Denna ph-ökning kan ibland vara tillräcklig för att en viss nitratbildning skall komma igång i humusskiktet. Ofta är detta inte fallet, vilket visas av en undersökning om Farabolförsöket efter att skogen kalhöggs (T Persson m fl opubl.). Under den första sommaren efter det att hygget i Farabol togs upp ackumulerade ammonium i såväl kalk- som i kontroll-, urea- och svavelytor. Framemot hösten började nitrat bildas i mineraljordsskikten i alla behandlingar men i humusskiktet bara i kalkytorna. Nitratutlakningen (mätt med lysimetrar på 50 cm djup) blev därför större i kalkytorna än i någon av de andra ytorna. Följande år ändrades bilden. Det bildades fortfarande mera nitrat i kalkytornas humusskikt, men det läckte nu mer nitrat från kontroll- och svavelytorna än från kalkytorna (J Bergholm, opubl.). Detta fortsatte sedan följande år. Förklaringen var att kalkbehandlingen (och i någon mån ureabehandlingen) hade ökat mängden kruståtel i den växande skogen. När hygget togs upp hade kruståteln en flygande start på främst kalkytorna och band in betydligt mer N på dessa än på de mer glest bevuxna kontroll- och svavelytorna (B Olsson, opubl.). Trots att kalkbehandlingen gynnade nitratbildningen medförde den tätare hyggesvegetationen på kalkytorna att mindre N på sikt läckte ut från dessa. Förutom att kruståtel tog upp N, visade en balansräkning att N-mineraliseringen minskade på kalkytorna, sannolikt genom att markmikroorganismerna fick tillgång till kolrikt substrat i form av rotexudat och rotförna. Detta visar (1) att markvegetationen är ytterst betydelsefull som N-fångare i trädfria områden och (2) att det kan vara svårt att bedöma storleken på motriktade summaprocesser. Studier av ett antal kalkade avrinningsområden i södra Sverige visar inga förhöjda halter av oorganiskt N efter kalkning (Larsson & Westling 1997). Flera av dessa områden ligger i nedfallsutsatta områden. Även i de fall referensområdena hade förhöjda NO 3 - halter ledde kalkningen inte till ytterligare förluster (Larsson & Westling 1997). Dessa studier tyder på att N-tillståndet och risken för nitratbildning och nitratutlakning kan variera också i sydvästra Sverige. Det senare stöds också av studier av kalkade respektive okalkade avrinningsområden där man undersökt effekter på ytvattnet och där man inte kunnat konstatera någon förhöjd N- utlakning (Warfvinge m fl 1996). Effekter på kväveförluster i gasform Under syrebegränsande omständigheter kan nitrat reduceras (denitrifieras) och frigöras till atmosfären som lustgas eller kvävgas. Det finns få studier på detta område och än mindre uppgifter på om denitrifikationen 14

leder till den ena eller andra formen av gas. Lustgas är en växthusgas och kan också bidra till de processer som tär på stratosfärens ozonlager. Enzymet lustgasreduktas hämmas av lågt ph, och då får man sannolikt mer lustgasbildning än vid högre ph. Ett problem är att nitrat är lättrörligt och mycket väl kan transporteras till områden och markskikt med lågt ph och där avgå som lustgas. 15

Effekter på kvävedynamiken av tillförsel av vedaska och vitaliseringsgödsling Tillförsel av vedaska kan i många stycken jämföras med kalkning vad gäller effekten på markens N-dynamik. Bilden är splittrad vad gäller effekterna på N-mineralisering och nitrifikation efter asktillförsel till skogsmark. Både ökningar och minskningar har rapporterats (Egnell m fl 1998). Vad gäller aska kan formen, lös aska eller olika former av stabilisering, ha betydelse. Egnell m fl (1998) har sammanfattat resultatet av ett antal studier av asktillförsel till skogsmark (se Tabell 1). Tabell 1. Sammanställning av ett antal askgödslingsförsök med avseende på förekomsten av oorganiskt N eller nettomineralisering/ nitrifikation. Data från Egnell m fl (1998). Antalet kryss i effektrutan anger antalet försök. Effekter Minskning Ingen effekt Ökning Förekomst av oorganiskt N efter asktillförsel X XX Inkuberingsstudier (N-mineralisering) XX XX X Inkuberingsstudier (Nitrifikation) XXX XX I Nohrstedt (1997) redovisas en genomgång av ett antal fält- och laboratorieförsök med P- och K-tillförsel. I laboratorieförsök gav P-gödsling en ökad N-mineralisering men en minskad nitratbildning. K-gödsling gav ingen påverkan på N-mineraliseringen men en minskad nitrifikation. I fältförsök med upprepade PK-gödsling hittades inga bestående effekter på kvävemineraliseringen på en lokal och en tendens till minskning på en annan. I inget av fallen gynnades nitratbildningen (Nohrstedt 1997). Undersökningar av vitaliseringsgödselmedlet SkogVital på två lokaler med låg N- utlakning ett försök i Halland (Bergholm 1997) och ett försök i Härjedalen (Ring & Nohrstedt 1997) gav ingen förhöjd utlakning av kväve. Några resultat från försöket 244 Åled har tillkommit efter att Egnell m fl (1998) skrev sin rapport. Åledförsöket är beläget i södra Halland i ett av de mest N-belastade områdena i Sverige. Försöket behandlades 1991 med 4,2 ton pelleterad vedaska per hektar. Markvattenundersökningar på de askbehandlade ytorna visade på en kraftigt ökad NO 3 -halt och tendenser till ett surare markvatten med förhöjda Al-halter (Högbom m fl in prep, Högbom m fl 2000). Inkubering av material från Åled gav ingen statistiskt signifikant ökning av vare sig N-mineralisering eller nitrifikation. Dock tenderade halterna att vara högre i prover från de askbehandlade ytorna (Högbom m fl in prep.). 16

Effekter på kvävedynamiken av helträdsutnyttjande Det har föreslagits att helträdsutnyttjande skulle kunna vara en metod för att avlasta marken från N (Lundborg 1997, Staaf & Olsson 1994). Men eftersom endast en liten del av en lokals totala N-förråd finns i grenar och toppar bland avverkningsresterna, kan på detta sätt endast en marginell avlastning ske. En sammanfattning av resultaten av ett antal försök med helträdsuttag finns redovisade i Egnell m fl (1998). Huvuddelen av de redovisade försöken är dock belägna i Sydsverige och främst i den sydvästra delen. Studier av N-utlakning efter helträdsavverkning visar på en minskad utlakning. Detta beror dels på mindre gynnsamma förhållanden för nitrifikation och dels på hyggesvegetationens sammansättning. På kort och medellång sikt bör utlakningen av NO 3 - således minska som en följd av helträdsuttaget (Egnell m fl 1998). Vid studier efter helträdsavverkning av en experimentell N-gradient på en näringsrik lokal i Värmland uppmättes en minskning i extraherbart NO 3 - på de helträdsavverkade ytorna jämfört med de konventionellt avverkade ytorna 1998 men inte 1997 (L Högbom m fl opubl.). Dock har hittills ingen generell effekt av risuttag på NO 3 - -halterna i markvattnet på 50 cm djup kunnat uppmätas (E. Ring pers. komm.). En ytterligare faktor som kan vara av betydelse i sammanhanget kan vara effekter på floran som en följd av borttagandet av hyggesavfallet. 17

Slutsatser Markens ph-värde och N-tillstånd (C/Nkvot) är två faktorer som har en avgörande betydelse för vilka effekter en vitaliserande åtgärd får. Marker som karakteriseras av låga C/N-kvoter och höga ammoniumhalter verkar reagera med ökad nitrifikation och nitratutlakning efter tillsats av ph-höjande medel. I marker med en C/N-kvot högre än 25-30 verkar tillförsel av kalk eller aska ibland öka immobiliseringen av N och således även kunna minska skogsproduktionen, åtminstone på kort sikt. De marker i Sverige som är hårdast drabbade av N-nedfall är också de som är mest försurade och därför kan komma i fråga för kalkning. Tillförsel av kalk eller vedaska till dessa N-rika marker kan leda till ökad nitrifikation med ökad N-utlakning och ibland ytterligare försurning av det avrinnande vatten som följd. I delstaten Bayern (Tyskland) rekommenderas att följande marktyper undantas från skogsmarkskalkning (Foerst 1989 citerad i Staaf 1996): - N-rika miljöer, som indikeras av N- gynnad flora. - Lokaler med mycket hög bonitet. - Lokaler med ett N-nedfall som överstiger 20 kg N ha -1 år -1. - Barrskog på före detta lövskogsbeklädd mark. Dessa typer av mark bör ur N-synpunkt undantas från skogskalkning även i Sverige. Marker med låg C/N-kvot och höga ammoniumhalter (indikerade av barrhalter högre än 1,4% N, se ovan) bör undantas från storskalig kalkning och askåterföring om man vill undvika ökad nitratbildning och nitratutlakning. 18

Referenser Abuzinadah RA, Read DJ 1989. The role of proteins in the nitrogen nutrition of ectomycorrhizal plants. V. Transfer in birch (Betula pendula) grown in association with mycorrhizal and non-mycorrhizal fungi. New Phytol 103, 143-156. Andersson S 1999 Influence of liming substances and temperature on microbial activity and leaching of soil organic matter in coniferous forest ecosystems. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, Silvestria 116 (Dr-avhandling). Andersson F, Bergholm J, Hallbäcken L, Möller G, Pettersson F, Popovic B 1995 Farabolförsöket - försurning, kalkning och kvävegödsling av en sydöstsvensk granskog. Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för ekologi och miljövård, Uppsala, Rapport 70. Andersson F, Hallbäcken L, Popovic B 1996 Kalkning och trädtillväxt. I: Staaf H, Persson T, Bertills U (red) Skogsmarkskalkning, resultat och slutsatser från Naturvårdsverkets försöksverksamhet. Naturvårdsverket Rapport 4559, pp 122-133. Andersson F, Braekke F, Hallbäcken L 1998 Nutrition and growth of Norway spruce forests in a Nordic climatic and deposition gradient. TemaNord 1998:566. Bergholm J 1997 Effekter av gödsling med Skog-Vital på mark- och markvatten i Skogabyförsöket. I: H-Ö Nohrstedt (red) Effekter av kvävefri gödsling på mark och vatten. Naturvårdsverket Rapport 4820, 56-81. Breemen van N, Burrough P A, Velthorst E J, van Dobben H F, de Witt T, Ridder T B, Reijuders H F R 1982 Soil acidification from atmospheric ammonium sulphate in forest canopy throughfall. Nature 299, 548-550 Cole DW, Rapp M 1981 Elemental cycling in forest ecosystems. In: Reichle, D E (ed.) Dynamic properties of forest ecosystems. International Biological Programme 23:341-409. Cambridge University Press Derome J 1990/91 Effects of forest liming on the nutrient status of podzolic soils in Finland. Water, Air Soil Pollut 54, 337-350. Dise NB, Wright RF 1995 Nitrogen leaching from European forests in relation nitrogen deposition. For Ecol Manage 71, pp 153-161. Egnell G, Nohrstedt H-Ö, Weslien J, Westling O, Örlander G (1998) Miljökonsekvensbeskrivning (MKB) av skogsbränsleuttag, asktillförsel och övrig näringskompensation. Skogsstyrelsen Rapport 1, pp 1-170. Elfving B, Tenghammar L 1996 Trends of growth in Swedish forests 1953-1992: An analysis based on sample trees from National forest inventory. Scand. J. For. Res., 11, 26-37. Emmet BA, Boxman D, Bredemeier M, Gundersen P, Kjønaas OJ, Moldan F, Schleppi P, Tietema A, Wright RF 1998 Predicticting the effects of atmospheric nitrogen deposition in conifer stands: evidence from the NITREX ecosystem-scale experiments. Ecosystems 1, 352-360 19

Eriksson H, Johansson U 1993 Yields of Norway spruce (Picea abies (L) Karst) in two consecutive rotations in southwest Sweden. Plant Soil 154, 239-247. Falkengren-Grerup U, Tyler G 1992 Changes since 1950 of mineral pools in the upper C-horizon of deciduous forest soils. Water Air Soil Pollut 64, 495-501. Foerst K 1989 Die Düngung als Sanierungs- und Investitionsmassnahme. Forst und Holz 44, 83-86. Hallbäcken L, Popovic B 1985 Markkemiska effekter av skogsmarkskalkning. Revision av skogliga kalkningsförsök. Naturvårdsverket, Rapport 1880. Högbom L, Nohrstedt H-Ö, Nordlund S in prep Effects of wood-ash addition on soil-water chemistry and soil N dynamics on a highly loaded Picea abies (L.) Karst. Site in southwest Sweden. Manuscript. Högbom L, Nohrstedt H-Ö, Nordlund S 2000 Förvånande resultat från ett försök i Halland: Tillförsel av vedaska gav surare och mer kväverikt markvatten. SkogForsk Resultat 6, pp 1-2. Johnson D W 1992 Nitrogen retention in forest soils. J Environ Qual 21, 1-12. Kreutzer K 1995 Effects of liming on soil processes. Plant Soil 168/169, 447-470.. Larsson P-E, Westling O 1997 Ytvatten i kalkade avrinningsområden - Årsrapport 1996- Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för kalkning och vitaliseringsgödsling av skogsmark. IVL-Rapport B 1279, pp1-65. Lundborg A 1997 Reducing the nitrogen load:whole-tree harvesting. Ambio 26, 387-392. Marschner H, Häussling, M, George E 1991 Ammonium and nitrate uptake rates and rhizospere-ph in non-mycorrhizal roots of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). Trees 5, 14-21. Nilsson S I, Berggren D, Westling O 1998 Retention of deposited NH + 4 -N and NO - 3 -N in coniferous forest ecosystems in southern Sweden. Scand J For Res 13, 393-401. Nilsson S I, Andersson S, Valeur I, Persson T, Bergholm J, Wirén A in press Influence of dolomite lime on leaching and storage of C, N and S in a spodosol under Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). For Ecol Manage 00, 000-000. Nohrstedt H-Ö 1993 Den Svenska skogens kvävestatus. SkogForsk, Uppsala. Redogörelse nr 8. Nohrstedt H-Ö 1997 Effekter av kvävefri gödsling på mark och vatten en litteraturstudie. I: H-Ö Nohrstedt (red) Effekter av kvävefri gödsling på mark och vatten. Naturvårdsverket Rapport 4820, 1-36. Nohrstedt H-Ö in press Effects of liming and fertilization (N, PK) on chemistry and N turnover in acidic forest soils in SW Sweden. Water Air Soil Pollut 00, 000-000. Nohrstedt H-Ö, Sikström U, Ring E, Näsholm T, Högberg P, Persson T 1996 Nitrate leaching in three Norway spruce stands in SW Sweden in relation to deposition and soil, stand and foliage properties. Can J For Res 26, 836-848. 20