Ur SLU:s kunskapsbank

De stora trädens mykorrhiza hjälper inte småplantor i fattig tallskog

Senast ändrad: 11 april 2024
Bild från ringbarkningsförsök i tallskog.

Hjälper stora träd sina närliggande avkommor att klara sig? Frågan har varit grundstenen i en populärvetenskaplig bild av skogen som ett sammankopplat nätverk i hjälpsam symbios. Men i svenska tallskogar visar experiment från SLU att träden inte är så givmilda med sina resurser.

På promenad genom ett gammalt hygge i skogen kan du se ett fenomen. Den nya ungskogen, ett tätt bestånd av tallar som nått ett par meters höjd, tunnas plötslig ut där ett par äldre träd som lämnats kvar på hygget tornar upp sig. Det har bildats något som nästan liknar en öppen gata mellan ungskogen och de större, äldre träden, där nästan inga plantor växer. Den täta unga skogen får helt enkelt inte fäste ända intill sina stora grannar.

Detta är välkänt bland skogsbrukare och skogsforskare, och kallas för kantzonseffekter, medan den svaga föryngringen runt kvarlämnade träd kallas för föryngringsbrunnar. Detta är en anledning till varför man vill avverka dessa träd inom några år om de lämnats kvar som fröträd. Om de lämnats av naturhänsynsskäl så får de såklart stå kvar, och man accepterar den förlorade tillväxten runt dem.

Frön faller i en ganska vid cirkel runt och under fröträd, men de tycks inte resultera i bra föryngring av plantor inom cirka fem meters radie ifrån större träd. Inne i skogen, där träden står tätare än så, kan man knappast se några plantor alls.

Forskare vid SLU har studerat tall- och granskogar i norra och mellersta Sverige, och funnit att trädens rötter tar upp kväve ur marken inom 5-6 meters avstånd från trädstammen, ibland upp till 10 meters avstånd från trädstammen. Vatten tas upp inom ett något kortare avstånd. Detta pekar emot att konkurrens om näring kan vara en möjlig förklaring till den dåliga etableringen av små plantor inom de stora trädens rotutbredningsområde.

Forskare ströp svampsymbios i ringbarkningsförsök

En annan möjlighet är att de stora träden blockerar solskenet och beskuggar de små plantorna. Men här kan vi titta på ett SLU-experiment där man ringbarkade alla träd som växte på ytor i en lavrik tallskog. Ringbarkningen hindrar kol, i form av sockerarter, från trädkronornas fotosyntes att nå rötterna. Utan fotosyntesens socker får rötterna och deras symbiotiska mykorrhizasvampar ingen energi och kan inte växa. Mykorrhizasvamparna antas oftast förbättra trädens näringsupptag. Svampen får del av kolet från trädens fotosyntes, vilket den använder för att växa och ta upp näring såsom kväve ur marken.

Svamparna har ett mycket effektivare näringsupptag än trädrötterna och de överför en del av sitt kväve till trädet i utbyte mot kol. Men när träden ringbarkats så kom inget nytt kol till svamparna och de försvagades, vilket kunde visas genom att antalet svampfruktkroppar minskade dramatiskt inne i de ringbarkade ytorna. I experimentet tappade träden sina barr 2-3 år efter ringbarkningen, men redan det första året började rikligt med tallplantor dyka upp mellan trädstammarna – trots att ljusförhållandena ännu inte förändrats jämfört med före ringbarkningen. Detta stödjer idén att näringskonkurrens i marken, och inte kronornas skuggning, är det som främst hämmar föryngringen på sådana näringsfattiga skogsmarker.

Film: Så gick ringbarkningsförsöket till

Inspelad 2023/2024. Direktlänk till filmen hittar du här.

Skogligt samarbete under jord - en omdiskuterad fråga

Mykorrhizasvamparnas mycel binder samman trädens rötter. En enda svampindivid kan ha symbios med flera olika träd eller växter. Den får kol av flera växter och det kväve som svampen tar upp ur marken används dels för dess egen tillväxt, och dels att fördelas mellan de olika växter som svampen vuxit samman med. Detta kallas ibland för ”gemensamma mykorrhizanätverk” eller ”common mycorrhizal networks (CMN)” på engelska. Det finns hypoteser om att träd kan utnyttja detta underjordiska nätverk för att underlätta tillväxten för sin avkomma eller andra trädplantor, genom att överföra näring eller kol till småplantor (Simard m.fl., 1997; Pickles m.fl., 2017). Enligt denna hypotes skulle plantor gynnas av att växa i närheten av äldre träd. Ringbarkningsexperimentet som nämndes ovan pekar på det motsatta, och nyligen har andra forskare, bl.a. från SLU ifrågasatt hypotesens betydelse (Karst m.fl., 2023, Henriksson m.fl., 2023). Även de observerade föryngringsmönster som diskuterades tidigare pekar på att stora träd främst har negativ påverkan på plantornas överlevnad och tillväxt.

Detta gäller i nordliga skogsekosystem, där mönstret är som allra tydligast på de fattigaste markerna. Men längre söderut, i Tyskland och andra delar av kontinentala Europa ser situationen annorlunda ut. Där ses i större utsträckning skogsföryngring i luckor och mindre hyggen, vilket pekar på att utmaningarna för hyggesfria skogskötselmetoder skulle vara mindre i sådana skogsekosystem än i våra boreala skogar.

Referenser:

Axelsson, E.P., Lundmark, T., Högberg, P., Nordin, A., 2014. Belowground Competition Directs Spatial Patterns of Seedling Growth in Boreal Pine Forests in Fennoscandia. Forests 5, 2106–2121. https://doi.org/10.3390/f5092106

Göttlicher, S.G., Taylor, A.F.S., Grip, H., Betson, N.R., Valinger, E., Högberg, M.N., Högberg, P., 2008. The lateral spread of tree root systems in boreal forests: Estimates based on 15N uptake and distribution of sporocarps of ectomycorrhizal fungi. Forest Ecol Manag 255, 75–81. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.08.032

Henriksson, N., Marshall, J., Högberg, MN., Högberg, P., Polle, A., Franklin, O., Näsholm, T., 2023. Re-examining the evidence for the mother tree hypothesis – resource sharing among trees via ectomycorrhizal networks. New Phytologist 239, 19-28. https://doi.org/10.1111/nph.18935

Karst, J., Jones, M.D., Hoeksema, J.D., 2023. Positive citation bias and overinterpreted results lead to misinformation on common mycorrhizal networks in forests. Nat Ecol Evol 1–11. https://doi.org/10.1038/s41559-023-01986-1

Lutter, R., Henriksson, N., Lim, H., Blaško, R., Magh, R.-K., Näsholm, T., Nordin, A., Lundmark, T., Marshall, J.D., 2021. Belowground resource utilization in monocultures and mixtures of Scots pine and Norway spruce. Forest Ecol Manag 500, 119647. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119647

Pickles, B.J., Wilhelm, R., Asay, A.K., Hahn, A.S., Simard, S.W., Mohn, W.W., 2017. Transfer of 13C between paired Douglas-fir seedlings reveals plant kinship effects and uptake of exudates by ectomycorrhizas. New Phytol 214, 400–411. https://doi.org/10.1111/nph.14325

Simard, S.W., Perry, D.A., Jones, M.D., Myrold, D.D., Durall, D.M., Molina, R., 1997. Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species in the field. Nature 388, 579–582. https://doi.org/10.1038/41557

Fler populärvetenskapliga artiklar om forskningen (på svenska):

Högberg, P. & Högberg, M.N. 2021: Ammar stora träd små trädplantor via magisk mykorrhiza? Folkvett, 3, 7-20. Folkvett 213.indd (vof.se)

Högberg, P., Högberg, M.N., Näsholm, T., Finlay, R., Dahlberg, A., Fransson, P., Lindahl, B., Ekblad, A., Tunlid, A. & Wallander, H. 2020: Synpunkter på Fantastiska fakta om svampar. Forskning och Framsteg No. 9, 2020. https://fof.se/synpunkter-svampar


Kontaktinformation

Peter Högberg, Professor emeritus
Institutionen för skogens ekologi och skötsel, Institutionen för skogens ekologi och skötsel, gemensamt
peter.hogberg@slu.se, +46907868605