WP I: Virkninger av økt biomasseuttak på jord, jordvann og sopp. O. Janne Kjønaas, Nicholas Clarke, Toril Eldhuset, Ari M. Hietala

Transkript

1 WP I: Virkninger av økt biomasseuttak på jord, jordvann og sopp O. Janne Kjønaas, Nicholas Clarke, Toril Eldhuset, Ari M. Hietala

2 Formål 1. Kvantifisere effekter av økt biomasseuttak på jord og jordvann, inkludert: > Oppbygning og tap av karbonlageret i jord > Endringer i næringsinnhold og ph > Næringstap gjennom jordvann > Endringer i soppsamfunnene i jorda 2. Identifisere nøkkelfaktorer > for oppbygning og tap av karbon og næringsstoffer > langtidstrender i gamle tynningsforsøk

3 Grunnleggende prosesser Oppbygning eller tap av organisk materiale = CO CO 2 2 tilførsel materiale fra trær og bunnvegetasjon - nedbrytning av jordas organiske materiale Tilførsel av strø fra blader/nåler, greiner, røtter mm Nedbrytning av SOC Lekkasje i jordvann N mineralisering Næringstilførsel: N i nedbør og forvitring av næringsstoffer

4 Effekter av heltretynning versus stammetynning på jordsmonnet - resultater fra Bergermoen (- ingen signifikante forskjeller (n=3))

5 Makronæringsstoffer og ph tendenser til lavere innhold av basekationer med heltretynning, (- ingen signifikante forskjeller (n=3))

6 Kortsiktige virkninger av økt GROT-uttak etter hogst Gaupen Vindberg snitt stdav snitt stdav Hogstavfall (kg C m -2 ) Jordlager humus (kg C m -2 ) Jordlager mineraljord (kg C m -2 ) Tykkelse humus (cm) Tykkelse mineraljord (cm) Steinnhold (%) Jordart: silt loam Foto O.Janne Kjønaas

7 Nedbryting av ulike typer hogstavfall

8 Jordrespirasjon over tid Sum av nedbrytning av organisk materiale og rotrespirasjon Gaupen (øverst) og Vindberg (nederst)

9 Jordrespirasjon gjennomsnitt for vekstperioden -forskjell mellom ulike behandlinger er størst første året etter hogst Gaupen (øverst) og Vindberg (nederst)

10 Nedbrytning av kvist og nåler gir netto N-tilførsel de første 3 årene S: 126 kg N ha -1 G-H: 35 kg N ha -1 Grot felt: Areal:25% grothaug G-H: 140 kg N ha -1 G-U: 0 kg N ha -1

11 Jordvann NO 3 -Nkonsentrasjoner (mg/l) Gaupen (øverst) og Vindberg (under)

12 Jordvann Mgkonsentrasjoner (mg/l) Gaupen (øverst) og Vindberg (under)

13 Faktorer som påvirker tap av organisk materiale og næringsstoffer: Nedbrytning av organisk materiale medfører lekkasje av næringsstoffer ut av økosystemet * Frigivelse av næringsstoffer gjennom strønedbrytning, og lekkasjen av næringsstoffer gjennom jordvann kan påvirke nedbrytningen av lageret av organisk materiale i jorda * Klima - temperatur, fuktighet * Jordorganismer

14 Selv små forskjeller i felt-temperatur kan påvirke nedbrytningen Foreløpige resultater

15 Jordtemperatur er svært sentralt for nedbrytningen

16 Jordtemperatur Gaupen gjennomsnitt for ulike behandlinger (øverst) og variasjon gjennom vekstsesongen (nederst) Spesielt kan tidlig vår og sen høst gi forskjell i temperaturene

17 Samspill av faktorer: Jordfuktighet, jordtemperatur, jordrespirasjon og strønedbrytning på Gaupen og Vindberg

18 Påvirkning av grotuttak på soppflora Hypotese: grotfjerning reduserer diversitet av saprofyttiske sopp assosiert med strø fra trær Metode: 1) Isolering av total DNA fra LFH, Aeh og Bf jordsjikt 2) PCR amplifisering av sopp DNA 3) Dyp 454 sekvensering av ITS1 region av ribosomal DNA, strekkodeområde i sopp 4) Bioinformatikk: sekvensprosessering og identifisering av sopparter

19 Eksempel på resultater Gaupen: 6 mest vanlige* sopp i LFH sjikt under grothaug 2 år etter behandling (2011 G-H) og deres frekvens i forskjellige behandlinger Stammehogst Grothogst Soppart Substrat G-U G-U G-H G-H ** Resinicum bicolor vedsaprofytt på nåletrær Heyderia abietis nålesaprofytt Saccharomyces sp. gjærsopp ukjent soppart? Sebacina sp. ektomykorritsasopp Phialocephala sp. saprofytt/ektomykorritsa *Total antall sopparter i LFH sjikt på Gaupen over 500 **Antall sekvenser per soppart (% av total antall sekvenser)

20 Oppsummering: > Uttak av hogstavfall etter tynning antyder lavere lager av karbon, nitrogen og makronæringsstoffer i jorda. Dette er i hovedsak knyttet til tap av næringsstoffer ved uttaket. > Om lag 11 % av karbonet i hogstavfallet fra nålene lagres i jorda i et 10- årsperspektiv (Gaupen). Strønedbrytningstudiene antyder at grothåndteringen påvirker N- dynamikken i jorda. > Tapet av karbon fra jordas eksisterende C-lager kan være større fra områder som ikke har fått tilførsel av hogstavfall (per gram jordkarbon). > Konsentrasjoner av næringsstoffer i jordvann økte de første årene etter hogst spesielt etter S- og G-H-behandlingene, i mindre grad etter G-Ubehandlingene > Næringstap og temperatur er foreløpig de mest sentrale faktorene som styrer effektene av økt biomasseuttak, - på Vindberg har også jordfuktigheten betydning. > Studier fra Finland og Sverige viser henholdsvis redusert C og næringsinnhold etter heltretynning + heltrehogst - hovedsakelig i mineraljorda, og ingen effekt av grotfjerning, men klar effekt av snauhogst på jordas C lager i granbestand. Det er for tidlig å konkludere med langsiktige effekter i disse forsøkene.

21 Takk for oppmerksomheten Vindberg, Voss 2011