Djupare kunskap för ny skog

Senast ändrad: 25 oktober 2018
Marie-Charlotte300x300ParFornling.jpg

Marie-Charlotte Nilsson Hegethorn, professor i skogsföryngring, utgår från grundläggande funktioner i ekosystemet för att bättre förstå sambanden inför dagens utmaningar och morgondagens hotande klimatförändring. Hennes forskning har visat hur mossan lockar bakterier att tillverka kväve och hur kråkbären ägnar sig åt kemisk krigsföring mot tallplantor. Nu studerar hon hur ett förändrat klimat och ökad brandfrekvens kan komma att påverka skogsföryngring.

Text & foto: Pär Fornling

Vägen in i skogen började med att Marie-Charlotte studerade biologi på Umeå universitet. Hon fick ett sommarjobb på närliggande SLU där Olle Zackrisson, professor i skoglig vegetationsekologi, föreslog att hon skulle bli kvar på lantbruksuniversitetet som doktorand. År 1992 disputerade hon på en avhandling om kråkbärsrisets effekter på naturlig föryngring. Kråkbären kan vara förklaringen till många misslyckade föryngringar i norra Sverige. Riset har körtlar på bladen som producerar ett gift som frigörs och sprids vid regn och snösmältning. Dessutom konkurrerar riset om näring och utrymme. Marie-Charlotte kunde visa att den kemiska delen (giftet) stod för knappa hälften av den negativa effekten. Giftet och orsakssambanden var en nyhet. Däremot är det gammal skogskunskap att hyggesbränning är ett framgångsrikt sätt att få ny skog i bestånd med mycket kråkbär. Det ledde vidare till fördjupade studier om effekten av skogsbränder som på olika sätt följt Marie-Charlotte genom forskningen.

– Brand är viktigt för att föryngra hela ekosystemet. Ny tall kommer snabbt efter en brand. Kanske skulle branden kunna användas mer vid föryngring, men det är en komplicerad metod som kräver kunskap och planering. Frågan är också vad det betyder för klimatet. Vid branden frigörs förstås mycket kol. Å andra sidan kommer växtligheten igång snabbt och träden fångar upp kol. Här behöver vi veta mer om balanserna, konstaterar Marie-Charlotte.

Ett försök på samma tema är att gräva ner träkol i marken. Där antas det kunna ligga i tusentals år utan att brytas ner. Det är med andra ord en kolsänka som bromsar klimateffekten.

– Vi har ett försök i Vindelns försökspark. För fem år sedan grävde vi ner 6 ton träkol på försöksrutor planterade med tall. Mängden kol motsvarar 10 ton per hektar. Metoden har många anhängare i sydligare länder, men vi vet inte hur väl det fungerar i våra boreala skogar. Till saken hör att träkolet har en katalytisk effekt på humuslagret. Kolet drar till sig mikroorganismer, skyndar på mineraliseringen och tillväxten av skogen tar fart, berättar Marie-Charlotte.

Hon är nu tillbaka bland skogsbränderna i ett nytt sammanhang. På området för den stora skogsbranden i Västmanland görs försök med föryngringar i växthus med öppna tak. På så sätt simuleras en klimathöjning med ett par grader. I växthusen testas tre olika provenienser av gran och tall. Förutom på brandfältet görs samma försök i den närliggande skogen som klarade sig från lågorna. Det handlar både om att simulera klimatförändring och hur man hanterar beskogningen efter skogsbränder som riskerar att öka med varmare klimat.

– Vi behöver göra flera praktiska försök för att förstå hur den europeiska skogen reagerar inför ett varmare klimat. Det finns många antaganden men för att bygga bra modeller måste vi utgå från försök och experiment. Det är komplicerad forskning med många komponenter där temperaturhöjningen påverkar tillväxt, skadegörare, markvegetation, parasiter, bränder och nederbörd, säger Marie-Charlotte.

Hon är mån om att vidga perspektiven på föryngring:

– Det är önskvärt att utveckla nya föryngringsmetoder med större flexibilitet som är lokalt anpassade. För att lyckas med det måste vi veta mer om komplexa orsakssamband. Vi behöver förstå träden i ett större sammanhang.

En betydande pusselbit för att öka förståelsen, som Marie-Charlotte och hennes forskarkollegor upptäckt, är mossans betydelse för att ge näring till skogen.

– Det har varit en gåta varifrån kvävet kommer i äldre skogar. Det mesta recirkuleras i form blad och annan förna som bryts ner, men det tillförs också externt kväve utifrån. Där har våra vanliga vägg- och husmossor en avgörande roll. Det hela är ett raffinerat system som vi upptäckte år 2000. Därefter har forskningen gått vidare och vi förstår allt mer.

Mossorna skickar ut kemiska signaler som lockar till sig cyanobakterier. De har förmågan att fixera luftens kväve. I samma process tillverkar de också syre. Det gör att cyanobakterier, som funnits i flera miljarder år, haft en avgörande betydelse för livet på jorden. Men i de här skogliga sammanhangen är näringsrikt kväve av störst betydelse. I en vanlig svensk barrskog finns runt tre ton mossa per hektar. Genom symbiosen med bakterierna tillförs skogen ungefär 2 kilo kväve per hektar och år. Med tanke på att det vid en normal skogsgödsling tillförs 150 kilo kväve per hektar är det inga väldiga mängder, men ändå betydande. Gödsling av skogen tillhör undantagen och kvävet från mossorna ackumuleras.

– Under en hundraårig rotationsperiod kommer drygt 20 procent av kvävet från mossornas symbios med bakterierna, säger Marie-Charlotte och beskriver ett fascinerande samspel mellan bakterier och mossor.

Processen pågår inte hela tiden, bara under vissa perioder. När det är dags, skickar mossan ut signaler som gör att cyanobakterien bildar rörliga filament (trådformade strukturer) som de använder sig av vid förflyttning. Därefter skickar mossan ut en annan signal för att locka till sig bakterierna. Filamenten simmar upp på mossans blad och utvecklas till cyanobakterier som kan fixera kväve. Det hela börjar när mossan behöver kväve för egen del. Följaktligen upphör processen vid gödsling, då det inte finns behov att göra eget kväve. Forskarna arbetar nu för att veta mer om vilken sorts kemiska signaler mossan sänder ut.

– Mossorna är väldigt spännande. Går du ut i en riktigt gammal skog och mäter tillväxten av stamved och årsskott och jämför torrvikten med mossorna och bärriset som stimuleras av mossorna är produktiviteten ungefär lika stor i trädskiktet som i fältskiktet. I mossan finns en mikrofauna med hundratals arter, allt från nematoder till hoppstjärtar och björndjur. I vad mån det är möjligt att förstärka mossornas kvävefixering återstår att se. Det är i alla fall en spännande tanke. Vi måste bygga på de här grundläggande kunskaperna för att förstå och hitta nya möjligheter inför framtiden, konstaterar Marie-Charlotte Nilsson Hegethorn.


Kontaktinformation

Marie-Charlotte Nilsson Hegethorn, Professor
Institutionen för skogens ekologi och skötsel
marie-charlotte.nilsson@slu.se, 090-786 84 40, 070-556 66 04

Sidansvarig: anke.carius@umu.se