Langtidseffekter av flatehogst på nedbrytningen av lignin

Abstract

Siden slutten på andre verdenskrig har flatehogst vært den dominerende driftsformen i Norge. Det finnes en del forskning rundt effektene flatehogst har på de biologiske og økologiske prosessene i skogen det første tiåret etter avvirkning, men svært lite kunnskap om hvilke eventuelle langtidseffekter som følger av flatehogsten, etter at ny skog har etablert seg og vokst opp. Dette begynner vi først nå å få muligheten til å undersøke, ettersom den tidlig flatehogde skogen begynner å bli gammel. EcoForest er et større forskningsprosjekt med det formål å undersøke nettopp disse langtidseffektene av flatehogst, og hvordan det påvirker skogens evne til å binde og lagre karbon. Dette blir gjort ved å sammenligne grandominert skog (Picea abies) som ble flatehogd og plantet på 1950- og 60-tallet, med skog som aldri har blitt flatehogd, men som ellers er lik.

I boreal skog lagres 60-80% av karbonet underjordisk, blant annet som organisk materiale i ulike nivåer av nedbrytning. Plantestrø fra trær er en svært viktig kilde til slikt organisk materiale. Plantestrø i boreale skoger er typisk rikt på lignin, et tungt nedbrytbart stoff som hovedsakelig finnes i plantenes cellevegger. Siden ligninet er tungt nedbrytbart, blir det liggende i skogjorden over lengre tid og er dermed en viktig del av karbonlagringsprosessen. For å undersøke potensielle langtidseffekter av flatehogst på nedbrytningen av lignin, har vi gjennomført et 365 dager langt strøposeforsøk. Strøposene inneholdt et standardisert plantemateriale av grannåler og ble fordelt utover 10 lokaliteter i Sørøst-Norge. På hver lokalitet var det anlagt to prøveflater, den ene i tidligere flatehogd skog og den andre i skog som aldri har blitt flatehogd. Det ble samlet inn 120 strøposer etter 6 måneder i felt og 120 strøposer etter 12 måneder. Fra dette materialet ekstraherte jeg Klason-lignin.

Jeg fant ingen langtidseffekt av flatehogst på hverken nedbrytningsraten av lignin, ligninkonsentrasjonen i plantestrøet, eller mengden lignin i forhold til nitrogen og generelt massetap. Dette kan indikere at flatehogst ikke fører til vesentlige langsiktige endringer i de forhold som påvirker nedbrytningen av plantestrø i skog. Dette kan være aspekter som for eksempel fuktighetstilgang, temperatur og solinnstråling, samt sammensetningen av nedbryter-samfunnet. Representativiteten til disse resultatene er imidlertid noe begrenset, da lokalitetene i forsøket ikke kan sies å være representative for flatehogd skog generelt, samt at nedbrytningen kun ble undersøkt over ett år. Videre undersøkelser bør granske nedbrytningen over lengre tid, samt se resultatene i sammenheng med de andre funnene fra EcoForest-prosjektet.

Clear-cutting has been the most common forest management practice in Norway since the end of the second world war. Many studies have investigated the immediate effects of clear-cutting, i.e. effects occurring within a decade after logging, on the biological and ecological processes in forests. There is however little knowledge about potential long-term effects of clear-cutting, and if the immediate effects following such operations persists after new forests have been established and fully grown. We are only now beginning to be able to empirically research such long-term effects, as the early clear-cut forests are getting old. EcoForest is a project that aims to study the long-term effects of clear-cutting on the forests ability to sequester and store carbon. To research this, spruce (Picea abies) forests that were clear-cut in the 1950s and 60s are being compared with forests that have never been clear-cut. These forests had the same characteristics, apart from the difference in management regimes.

In boreal forests, 60-80% of the stored carbon stock is stored belowground, partly as organic matter in different stages of decomposition. Plant litter from trees is a very important source of such organic matter. Such litter is typically rich in lignin, a recalcitrant compound which is one of the main components in plant cell walls. Because lignin is recalcitrant, it is kept in the forest soil longer than many other compounds and thus constitutes an important part of the carbon storage in forests. To examine potential long-term effects of clear-cutting on the decomposition of lignin, a 365-day long litterbag experiment was established. The litterbags contained spruce litter collected from one location and were distributed amongst 10 locations in the southeastern part of Norway. On each locality, there were two plots established, one of which was placed in a forest that had previously been clear-cut, and the other in a forest that had never been clear-cut. 120 litterbags were collected after 6 months in situ, and another 120 after 12 months. From this material I extracted Klason-lignin.

I found no long-term effects of clear-cutting on the decomposition rate of lignin, the overall lignin content, nor on the relationship between the lignin quantity and the amount of either nitrogen or total mass loss. The results might indicate that the practice of clear-cutting does not produce significant lasting changes in the conditions that affect plant litter decomposition such as moisture availability, temperature, solar radiation, and the composition of the decomposer communities. The representativeness of this study is somewhat limited as the locations are not representative for clear-cut forests in general, and the decomposition was only examined over one year. Future research should investigate the decomposition over a longer time span and view these results in conjunction with the other findings of EcoForest.