Ur SLU:s kunskapsbank

Får skogen tillräckligt med näring om vi tar ut mer biobränslen?

Senast ändrad: 31 mars 2020
Forskare besöker Tönnersjöhedens försökspark. Foto.

Sverige har planer på att öka uttaget av skogsbiobränslen. Det kan dock minska skogens tillgång till näringsämnen. Kommer den näring som frigörs via vittring av markens mineral att räcka för att kompensera för ett ökat biobränsleuttag? Forskare använder olika metoder för att göra sådana beräkningar. SLU-forskare har nu, tillsammans med andra forskare, gjort noggrannare studier av dessa metoder.

Skogsekosystemen får i tidsperspektivet skogsgenerationer (mer än 100 år) tillgång till de livsnödvändiga baskatjonerna kalcium, magnesium, kalium och natrium genom nederbörd och nedbrytning, så kallad vittring, av markens mineral (fakta 1). Uttag av skogbiobränslen orsakar en förhöjd borttransport av dessa ämnen från skogsmarken. Även surt nedfall bidrar till en utlakning av baskatjoner från mark.

Är existerande beräkningar av vittring rimliga?

En fråga som forskarna inom forskningsprogrammet QWARTS ställt är om ett ökat biomassauttag kommer att leda till en utarmning av skogsmarkens förråd av baskatjoner? Tidigare beräkningar har visat att ett ökat uttag av grenar och toppar, grot, är ohållbart i stora delar av Sverige, såvida inte biomassauttaget kompenseras med återföring av aska.

Forskarna jämförde i sin studie de mest använda metoderna för att beräkna skogsmarkens vittring. De genomförde också ett flertal kemiska experiment. Hur olika skogsskötselalternativ, till exempel helträdsavverkning, påverkar förlusten av baskatjoner studerades även med stöd av data från långliggande försök och modeller.

Vittringshastigheten skattas ganska väl

Forskarna fann inga bevis för att man i den senaste tidens nationella beräkningar systematiskt underskattat vittringshastigheterna i svensk skogsmark, det vill säga antagit en för låg nedbrytningshastighet av markens mineral. Resultaten från scenarioberäkningar, som visar att vittringen inte räcker till för att ersätta näringsämnesförlusterna vid ett ökat uttag av skogsbiomassa, gäller fortfarande.

Samtidigt måste andra faktorer än vittring beaktas när man bedömer risken för näringsbrist eller försurning i skog och vatten. För skog är tillgängligheten av andra markförråd viktig, till exempel baskatjoner bundna i organiskt material. För vatten har den kraftiga nedgången i surt nedfall minskat betydelsen av att skogsmarkens baskatjonförråd fungerar som en buffert mot försurande ämnen. Så trots minskande förråd av dessa joner finns inte något akut nytt problem varken för skog eller för vatten. Skogen har ännu så länge tillräcklig tillgång till baskatjoner och effekten på ytvattnens pH är mycket begränsad tack vare den stora minskningen i svavelnedfallet.

Fler resultat från studien:

  • Flera av de undersökta metoderna fungerar väl för att beräkna vittring av skogsmarkens mineral med relevans för miljömålet Bara naturlig försurning.
  • Olika framtidsscenarier indikerar att det blir en nettoförlust av baskatjonerna från skogsmark i stora delar av Sverige, om inte uttaget av biomassa minskas eller uttaget kompenseras. Förlusten av dessa joner genom skogsbruk, givet dessa framtidsscenarier, är i samma storleksordning som den förlust som sker på grund av surt nedfall.
  • Att ta ut mer skogsbränsle kan leda till att återhämtningen från tidigare försurning i landskapet går långsammare.
  • Kunskapen om i vad mån träden kan anpassa sitt näringsämnesupptag vid en sjunkande näringstillgång i skogsmarken är emellertid begränsad.
  • Dessutom indikerar massbalanser för några väl studerade långliggande försök, respektive kemiska studier av jord från naturskogsliknande skogsmark, att det finns ytterligare förråd i marken som träden potentiellt har tillgång till och använder.
Fakta:

Vittring (fakta 1)

Vittring omfattar de fysikaliska och kemiska förändringar (främst sönderdelning) som bergarter och mineral genomgår under påverkan av bland annat vatten och biologisk aktivitet. Man brukar tala om fysikalisk och kemisk vittring.

Den fysikaliska vittringen yttrar sig som sönderdelning till mindre partiklar medan den kemiska vittringen innebär en mer eller mindre fullständig upplösning och att mineralens och bergarternas kemiska sammansättning förändras. Vid kemisk vittring av mineral och bergarter mobiliseras olika ämnen till växttillgänglig form.

Forskningsprogrammet QWARTS (fakta 2)

Forskningen har genomförts inom ramen för forskningsprogrammet QWARTS (Dnr 212-2011-1691). Syftet med QWARTS, har varit att studera markens förmåga att leverera näring till den växande skogen genom vittring och att förbättra existerande vittringsberäkningar i skalor som är relevanta för ett uthålligt skogsbruk. QWARTS pågick under åren 2012-2019 och har finansierats av FORMAS.

Exempel på studerade metoder inom QWARTS:

  • Datormodellerna PROFILE, FORSAFE och HD-MINTEQ.
  • Programmet A2M, som ger mineralogisk information till PROFILE, baseras på geokemiska analyser.
  • Röntgendiffraktion av pulvriserade mineral, XRPD, dvs. direkta mätningar av kvantitativ mineralogi.
  • Historisk vittring, som uppskattar massförluster av baskatjoner från markprofilen sedan istidens slut.
  • Budgetberäkningar, som baseras på mätningar av andra flöden av baskatjoner än vittring i skogsekosystem.

Programmets resultat har även publicerats tillgängligt för alla (open
access) i ett gemensamt specialnummer av två European Geophysical Union vetenskapliga tidskrifter Biogeosciences och SOIL samt i två slutrapporter.

Sidansvarig: ulla.ahlgren@slu.se