Skogplanteforedling og skogskjøtsel for klimavennlig verdiskaping i skogen Arne Steffenrem Skogfrøverket / Skog og landskap For KOLA VIKEN Kolbotn 20.10.2011
Skogen som klimaregulator > Mange offentlige utredninger som er tydelige på skogens potensiale > LMD Stortingsmelding 39: Klimautfordringene, landbruket en del av løsningen > Klif Klimakur 2020: Tiltak og virkemidler for å nå norske klimamål mot 2020 > Oppfølging i «Skog som biomasseressurs» (Klif, 2011) > Nordisk Ministerråd: Selfoss deklarasjonen om utholdende skogbruk Sterke og forpliktende politiske dokument som betoner betydningen av skogbruk, skogskjøtsel og skogplanteforedling som viktige klimatiltak
Balansekvantum gran etter 100 år Langsiktig produksjonskapasitet (millioner kubikkmeter) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Bestandsfrø høg Foredlet høg Bestandsfrø etter forskrift Foredlet etter forskrift
Hva er «klimavennlig skogskjøtsel»? > Skogskjøtsel som > gir mulighet for kontinuerlig økning av CO 2 bundet i tømmer og skogprodukter > er tilpasset klima- og klimaendringene > Hva kan foredlingen bidra med? > Foryngelsesmaterialer valgt ut for optimal virkesproduksjon > Volum > Kvalitet > Foryngelsesmaterialer som er godt tilpasset klima > Vekstrytme > Plastisitet > Kunnskap gir valgmuligheter
Klima i Norge i 2100 (Hanssen-Bauer et al. 2009; FNs klimapanel) Varmere 2.3 4.6 o C Økningen størst høst og vinter 1-2 måneder lengre vekstsesong Økning i nedbør 5 30 % Størst økning høst og vinter (> 40 %) MEN: Tørrere somrer i Sørøst-Norge Mindre snø i lavlandet, men mer i fjellet Scenarioene for endringer i vindstyrke er svært usikre Foto: Sverre Steffenrem
Scenarioer for skogproduksjonen i Nord-Europa > Positive effekter: Generelt høyere tilvekst (TemaNord 2008:507) > Lengre vekstsesong > Gunstigere temperaturer for vekst og jordomdanning (mineralisering) > Høyere CO 2 konsentrasjon = «gjødslingseffekt» på noen lokaliteter > Negative effekter (E.g. Kellomäki 2005, Solberg and Dalen (edt.) 2007) > Tørke kan begrense vekst i enkelte regioner > Varme episoder høst og vinter sjeldnere tele > Oftere vindfellinger > Gunstigere forhold for epidemiske innsekter, sopp og andre sykdommer > Usikkerheter > Vekstrytme i forhold til tidligere vår og senere høst > Økt fare for frost om våren? > Utnyttelse av vekstsesongen? > Dårlig synkronisering mellom vekstavslutning regulert av daglengde om høsten og faktiske temperaturer?
Klimatilpassing hos trær Vårfrost? Utnyttelse av vekstsesongen? Dårlig synkronisering dårlig herding? Styring: Nattlengde Styring: Temperatur
«Klinal variasjon» Data fra Dæhlen og Johnsen
1981-1998: Tidligere vår Høgda et al. 2001, in Presterud and Seip 2003
Frostskader på våren Foto: Skrøppa / Skog og landskap
Klimatilpassing gjennom genetisk utvalg Skader etter vårfrost, Trysil 1990. Stange norske foreldre Andel trær med skader Stange øst-eur. foreldre 1. juni Vekststart (dag fra 1. april) Data fra Skrøppa, Steffenrem et al. in prep.
Hva med høsten? > Høstskudd > En andre periode med strekningsvekst etter den ordinære strekningsveksten > Mangler full forståelse av mekanismene bak > Kan være vekstrytmerelatert > Trenger mer forskning på fenomenet/problemet > Doble kvistkranser og kvistgrupper > Økt fare for dobbeltopp og gankvist (Søgaard, Kvaalen et al. 2010)
Klimatilpassing gjennom genetisk utvalg Høstskudd på høy bonitet på Ås (1989 og 1990) Stange norske foreldre Andel trær med høstskudd Stange øst-eur. foreldre 1. juni Vekststart (dag fra 1. april) Data fra Skrøppa, Steffenrem et al. in prep..
Granas raske tilpassingsmekanisme Ettereffekt eller epigenetikk Grana husker temperaturen under frømodningen > Rask tilpassing til det nye klimaet > Høyere temperaturer under frømodningen gir en sørligere vekstrytme > Senere vekststart > Senere vekstavslutning Minnet varer i mange år
Epigenetikk også i skogen Proveniens: L1 Andel planter med knopp 1.sep Klima under frømodning: 2006: august og september var 3-4 grader varmere enn gjennomsnitt de siste 40 år. 1970: gjennomsnittlig 1992: gjennomsnittlig Frøparti: Dag fra 1. april
Epigenetikken kan utnyttes i foredlingen riktig plassering av frøplantasjer kan gi bedre klimatilpassing
Utvalg av plusstrær Utvalg Frøplantasje / klonarkiv Blomstring og frøproduksjon Genetiske tynninger Kontrollerte kryssn Åpen pollingering Evaluering Avkomforsøk Skogplanteforedling metoden Frøplantasje utvalg 1. generasjon Plusstrær Testede plusstrær 2. generasjon «Plusstrær» Testet 2.generasjon 3. generasjon «Plusstrær» Testet 3.generasjon. Planting / såing Produksjonsskog
Foredling tar tid men vi starter ikke på år 0 > Foredlingen startet med plusstre-utvalg på 1960-tallet > De første avkomforsøkene anlagt 1975-1980 > Testing over 20-30 år gir mye kunnskap om materialene > Volumproduksjon > Virkeskvalitet > Gevinst: Økt volumproduksjon, lik eller bedre kvalitet > Gevinst verdiskaping > Gevinst m 3 > Kortere omløpstid eller. > Større dimensjoner ved avvirkning > Gevinst = heving av bonitet > Gevinst = økt CO 2 -binding Foredlingsgevinst m 3 (%) 35 30 25 20 15 10 Høy investering Middels investering Lav investering Tidslinje for foredlingsgevinst 2011 5 1. generasjon 2. generasjon 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Antall år Investering i langsiktig foredling gir mulighet for kontinuerlig økning av stående biomasse i norske skoger også utover det dagens foredlede materialer gir
Planteforedling handler om å gi hele verdikjeden et optimalt utgangspunkt > for at god skogskjøtsel skal gi høy virkesproduksjon av kvalitetsvirke > Vi kan ikke oppnå foredlingsgevinst i alle egenskaper samtidig vi må ta valg og fordele ansvar! > Vi forvalter en begrenset genetisk ressurs > Kan gi forbedring av klimatilpassing, vekst og kvalitet > Men ikke alle egenskaper kan forbedres samtidig! > Viktig at foredling og skogskjøtsel sees i sammenheng > Vi skal se at foredlingen ikke gjør god skogskjøtsel overflødig > og foredlede genetiske materialer gir optimal effekt når det kombineres med riktig skogskjøtsel > Vi må ta noen viktige valg! Foredling
Hvilke valg snakker vi om? > Skal foredlingen håndtere alle egenskaper som er viktig for verdiproduksjonen? > eller kan vi overlate en del av disse til skogskjøtselen? > Vi må skille mellom egenskaper > der foredling er eneste vei å gå > der skjøtselen har stor betydning > og de vi ikke trenger å bry oss om
Muligheter for foredlingsgevinst Vekstrytme Vekst Stammeretthet Kvist diameter Kvist antall Densitet Fiberhelling Mikrofibrillvinkel E-modul Arvbarhet (h 2 ) Genetisk variasjon (CV A ) 0 20 40 60 80 100 h 2 (%) 0 5 10 15 20 CV A (%)
Tidligere tiders utvalg (dagens Svenneby frøplantasje) 105 115 Avslverdi kvistdiameter 100 95 90 85 80 75 Avslverdi densitet 110 105 100 95 90 85 70 60 80 100 120 140 Avslverdi volum 80 60 80 100 120 140 Avslverdi volum
Eksempel: Utvalg for å kompensere lavt plantetall effekt på kvistdiameter > Anbefalt på G17: ca 190-220. Faktisk plantetall: ca140 > Regner med at avgang blir supplert av naturlig foryng. > 15 % høyere diameter på grøvste kvist midt i rotstokken Diameter grøvste kvist (mm) (cm) 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 Utgangstetthet (trær/ha)
Eksempel: Utvalg for å kompensere lavt plantetall Anbefalt på G17: 190 Faktisk plantetall: 140 Kan kompenseres ved å velge 12 % av familiene med lavest kvistdiameter Taper 5 % volum i forhold til gjennomsnittet i foredlingspop. Taper 25 % volum i forhold til utvalg kun for økt vekst Kvistdiameter relativ avlsverd 120 115 110 105 100 95 90 85 80 60 80 100 120 140 Volum relativ avlsverdi Er det slik vi skal bruke den genetiske ressursen?
120 Eller > Utvalg for høy volumproduksjon > Volum + 15-20 % > Kvistdiameter + 5 % > Kvist og densitet kan kontrolleres med plantetettheten > Plantetettheten bør være i forhold til heving av boniteten med ca 1 klasse (for eksempel fra G17 til G20) Kvistdiameter relativ avlsverd 115 110 105 100 95 90 85 80 60 80 100 120 140 Volum relativ avlsverdi Hva vil skogbruket? Hva vil samfunnet? Utvalget i dag er «intermediært»
Foredling for biomasse? Godt kjent negativ genetisk korrelasjon mellom volum og densitet Familiemiddel biomasse (kg/dm3) 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 50 60 70 80 90 100 350 370 390 410 430 Familiemiddel volum (dm3) Familiemiddel densitet (kg/m3)
Våre verktøy > Skogplanteforedling > Utvalg av de genetisk beste individene som foreldre til neste generasjon > Vekstrytme klimatilpassing > Vekst og volum > Kvalitetsegenskaper > Frøproduksjon > Plassering av frøplantasjer i et klima som gir godt klimatilpassede materialer for gitt bruksområde > Vekstrytme klimatilpassing > Skogskjøtsel > Plantetetthet og tynninger for å utnytte produksjonspotensialetet og fremheve ønsket kvalitet, gjødsling for å heve produksjonen > Volum > Kvalitet > Flerbruksverdier > Utfordring: Foredlingen må ta valg hva skal foredles for? Strategi!
Kvalitetssikring av foredlingsarbeidet > Organisasjon > Tydelig ansvarsfordeling > Høy faglig kompetanse hos hver enkelt planteforedler > Tett faglig og praktisk samarbeid med Skog og landskap > Internasjonalt samarbeid > Verktøy > DNA-analyser for kontroll av stamtavler > Merking og kartlegging > Utnytte materialene vi allerede har bedre > Foredlingsdatabasen > 6 800 plusstrær > 11 000 familier > 477 000 individer > 3 000 000 måleverdier
Utfordring: Nye frøplantasjer koster > Frøplantasjer fra 1960-1970-tallet må fornyes > Testede materialer gir høyere foredlingsgevinst 160 140 120 Årlig etablering av frøplantasjeareal 2010-2020 5 4 > Kritisk for å opprettholde produksjon av foredlet frø på dagens nivå > Nye granfrøplantasjer for Midt-Norge og Vestlandet Årlig areal (da) 100 80 60 40 20 3 Dagens nivå 2 1 Årlig kostnad (mill. kr) > Frøplantasjer for fjelledelgran 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 > I tillegg kommer økte kostnader i selve foredlingssyklusen
Utfordring: Areal > Trenger store egnede arealer til frøplantasjer og klonarkiver > Langsiktig sikkerhet alle frøplantasjer og klonarkiver er i pressområder
www.skogplanteforedling.no
www.skogfroverket.no: Frø og planter FINN
Takk! > Harald Kvaalen, Skog og landskap > Øyvind Meland Edvardsen, Skogfrøverket