Olsson, Mats: Skogsplantering på marginaljord - miljö och ekonomi.
Geografisk Tidsskrift 89:14- København 1989.

The paper aims at dicussing forest production potential and impact of forest ecosystems on soil properties at afforestation of arable land. It is shown that forest ecosystems improve soils of arable land by increasing the organic contents, increasing the contents of plant available nutrients and by improving the soil structure.

Keywords:

Afforestation, soil conservation, soil organic matter.

Mats Olsson, Professor, Department of Forest Soils, Swedish
University of Agricultural Sciences, Box 7001, S-750 07 Uppsala,
Sweden.

Det ekonomiska vårdet av en Skogsplantering ar en fragå, som främst beror den tid, som skogsproduktion pågår, medan daremot markvårdsaspekterna har mera långtgående konsekvenser i tiden, eftersom de beror markens kvalite och varde aven efter ett eventuellt framtida skifte i markanvandning från skogsproduktion till något annat. Kan man därför visa, att Skogsplantering ar liktydigt med god markvård, så är detta ett stärkt incitament for overgang till skogsproduktion. Man har genom skogsproduktionen inte avhant sig något framtida markanvåndningsalternativ. En återgång till jordbruksproduktion är füllt möjlig, sarskilt i de fall skogsplanteringen skett med tråd med korta omloppsperioder. Skogsbruksalternativet ar dessutom flexibelt och kan efter hand anpassas mot energiproduktion, massavedsproduktion, sågvirke och agroforestry. Lövträdsbestand kan glesas ut och möjliggöra bete.

Skoglig produktion och ekonomisk avkastning

Skoglig produktion ekonomisk avkastning Olika tradslags produktionsformåga och omloppsperioder efter plantering på bördig åkermark i södra Sverige har sammanstallts i tabeli l. Gran hör till de trådslag, som ger bögst produktion med en medelproduktion uppgående till 13 m3sk (stamved och stambark) per år och ha under omloppsperioden. Alternativ finns dock i form av lövträd, t ex hybridasp med en medelproduktion uppgående till 17 m3sk per år och ha. En stark fordel med vissa lövträd framför gran år kortare omloppsperioder. Det går naturligtvis att bedriva skogsproduktion med kortåre omloppstider an vad som angivits i tabell l, men detta innebar i regel lagre medelproduktion. De olika trädslagens veddensiteter skiljer sig något at varför produktionsrelationer, som baseras på vikt, blir något annorlunda. Vedens densitet for gran, tall, klibbal, asp och hybridasp anges ligga mellan drygt 300 och 400 kg torrsubstans per m³sk. Motsvarande varde for björk ar 500 kg, medan bok, ek och asp har veddensiteter mellan 600 och 700 kg per m³sk.

Uppskattningarna avser en produktion, som är baserad på Standorternas naturgivna egenskaper, dvs utan bevattning eller näringstillförsel. Skogliga bördighetsförsök, t ex i Stråsan, i centrala Sverige visar, att nåringsoptimering i skogsbestånd kan ge mer an en fördubbling av produktionen (Axelsson, 1985). Utrymme finns således för väsentligt högre produktion. Av miljöskäl avråds emellertid från skogsgödsling på bördiga marker i södra och mellersta Sverige. Man raknar dessutom med att inom några år kunna distribuera forådlat plantmaterial för bl a bjork och hybridasp med en betydligt högre produktionsformåga.

Det är också viktigt att notera, att man
ser Ijust på framtida avsättningsmöjligheter for lovvirket.
Det firms idag ett klart utrymme for en ökad produktion.

Lönsamheten vid skogsodling kan beräknas på olika satt beroende på markägarens förutsättningar och mål. Årlig medelavkastning kan vara ett relevant kriterium for större skogsinnehav, dar en långsiktig hög avkastning efterstravas. Den årliga medelavkastningen har for ungefar de produktionstal och omloppstider, som redovisats i tabell l, beråknats till 940 sek per ha for vårtbjork, 2560 sek for hybridasp och 2910 sek for gran (Albrektsson, 1988). En slutsats år, att hybridasp ekonomiskt formår att håvda sig gentemot gran. For nystartade foretag kan internråntan vara mer relevant. Den har på motsvarande satt beråknats till 3.8 % for vårtbjork, 9.3 % for hybridasp samt 5.4 % for gran (Albrektsson, 1988). Kalkylen har utförts utan hansyn till eventuella bidrag for skogsplantering.

Sett ur skogsbrukets synpunkt och med dagens stora efterfrågan på skogsråvara ar naturligtvis overforingen av bördig åkermark till skogsmark av stort varde. En medelproduktion på 10 m³sk per ha på 400 000 ha åkermark innebår på sikt ett årligt tillskott på 4,0 miljoner m³sk, vilket motsvarar ca 5 % av den årliga avverkade volymen i Sverige. Skogsnåringens totala exportvårde uppgick 1984 till 46.7 miljarder sek (Skogsstatistisk årsbok, 1986). Mot denna bakgrund borde rimligen en ökning med 5 % innebåra ett årligt tillskott på 2-3 miljarder sek för samhällsekonomin.

Det faller egentligen utanför artikelns ram att beskriva, hur skogsplanteringen skall utformas. Eriksson (1987) har redan bidragit med flera vårdefulla synpunkter. Inom skogsbruket har sedan några år anstrångningarna intensifierats med att anpassa bestandens utformning och skötsel till ståndortens förutsättningar. Vid skogsplantering på åkermark kommer ståndortsanpassningen av bestandens utformning och skötsel att spela en avgörande roll. Detta beror på åkermarkens stora variationer i textur och grundvattenytans läge samt på stora skaderisker vid åkerplantering. Få trädslag är anpassade till jordar med mycket hög lerhalt. Blandbestånd med t ex gran och björk eller gran och ek kan vara lämpliga lösningar med tanke på produktion, skaderisker och ekonomi.

Markvård

Med utgångspunkt från produktionsuppskattningen i tabell l beräknades approximativt tillförseln av humusbildande organiskt material till marken i form av förna. I berakningen ingår förutom fallforna (Maj-Britt Johansson, pers. comm.) och rotförna (Persson, 1980) även förna från markvegetationen samt avverkningsrester vid konventioneli skörd dvs grenar, toppar, stubbar samt barr eller löv. Mängden avverkningsrester har uppskattats med utgångspunkt från biomassastudier av ett bok- och ett granbestånd (Nihlgård, 1970). Bokbeståndets biomassauppgifter utnyttjades därvid för björk och hybridasp. Fallförna, rotförna och avverkningsrester har satts i relation till beståndets produktion. Avverkningsrester tillförs visserligen momentant vid gallring eller slutavverkning men har i berakningen utslagits som ett årligt medelvarde för heia omloppsperioden.

Tillförseln av organiskt material kan enligt dessa beräkningar uppgå till mellan 8 och 13 ton per år och ha (fig. 1) vid konventionell skörd. Basta alternativet forefaller att vara snabbvåxande lovtråd, t ex hybridasp. I de fall heia träd skördas, dvs inklusive grenar etc. innebär detta, att tillskottet till marken blir väsentligt lagre (fig. 1). Naturligtvis kommer nedbrytningen av förnan att ske snabbt, och endast en mindre mängd kommer att ansamlas sommer stabila humusföreningar. Men detta hindrar inte, att skogsplantering är ett gynnsammare alternativ an jordbruk genomen större tillförsel av organisk substans. Tillförseln av rotförna och stubb vid odling av rag har i det svenska projektet Åkermarkens Ekologi uppskattats till i medeltal 2.7 ton per ha och år (Andren, 1986). Om också halmen tillförs marken, ökar det organiska tillskottet med c. 4 ton per år och ha. Skogen borde således i de fiesta fall kunna medföra mer an en fördubbling av humushalten. Livingston et al. (1988) fann vid studier av Alfisols, att humushalten i en sedan 40 år uppodlad mark endast uppgick till c. halva värdet av halten under angränsande lövträdsbeständ. På nivåer under 50 cm djup var skillnaderna små.

De positiva effekterna av en ökad förnatillförsel och en ökad halt organisk substans i marken år flerfaldiga och val dokumenterade. På framför allt grövre jordar ar den organiska substansen betydelsefull för markens vattenhushållning. Den organiska substansen befrämjar en god markstruktur genom att stimulera markbiologisk aktivitet

och genom att stabilisera aggregaten. Vid en jämförelse av markstruktur efter uppodling av två skiida jordmåner med olika humusinnehåll, nåmligen Mollisols med hög humushalt och humusfattig Alfisols, konstaterades att de negativa effekterna på markstrukturen inte blev lika påtagliga for Mollisols (Livingston et al., 1988). Vid försök med inblandning av externt organiskt material i mjålaleror har som bast erhållits 13 % merskörd under sår for vårsådda grödor (Johansson, 1988).

Våxternas tillgång på mineralnäringsämnen är i regel inte begränsat av ett for lagt totalt forråd i marken. I de fiesta fall, då det ar brist, ar det snarare växtnäringsämnenas tillgänglighet, som ar dålig. Merparten av de utbytbara jonerna forekommer i markens overstå humusrika horisonter, dår vittring och markbiologisk aktivitet år som högst (tabeli 2). For hela profilen ned till l m djup uppgår den utbytbara mängden endast till någon tiondels % av det totala forrådet. Eftersom det totala forrådet av växtnäringsämnen for skandinaviska forhållanden i praktiken kan betraktas som nast intill obegrånsat, handlar således god markvård om att öka ämnenas tillgänglighet, dvs intensifiera vittring och förbättra markens katj onutbyteskapacitet.

Den organiska substansens avgorande roll for mineraljordens vittring och darrned for utbudet av växtnäring har visats bl a av Grandstaff (1980), Cronan (1984), Sjöberg (1985) och Thompson et al. (1988). Olsson och Melkerud (1989) visade, att den naturliga vittringen i södra Sverige i medeltal har uppgått till c. 200 me per m2m² och år. De tolkade denna vittring som beroende av sura arnnen från markens organiska substans.

Betydelsen av den organiska substansen för växtnäringsämnenas tillgänglighet framgår av fig. 2, dår det logaritmiska värdet för summan av utbytbart Ca, Mg, K och Nå har markerats tillsammans med det logaritmiska värdet for organiskt C for olika markhorisonter. Exemplet ar med avsikt hämtat från en relativt grovkornig jord - en sandig moig morän - eftersom det är sannolikt, att den organiska substansens inverkan klarast framgår på en sådan jord.

Vid en jämförelse mellan olika odlingsalternativs långsiktiga effekter på markens utbud av växtnäringsämnen maste man också tå hansyn till förlusten av växtnäringsämnen genom skörden. Genom att skogsträden har låga askhalter och kvävehalter i stamved och bark blir förlusterna, utslagna som medelvärden per år under omloppsperioden, mycket låga jämfört med skord av jordbruksgrödor (fig. 3). Skördas hela tråd, dvs inklusive de ovanjordiska gröna växtdelarna, blir förlusterna avsevärt större. Vid stråsadsproduktion påverkas uttaget av om halmen kvarlämnas eller borttas. Även vid en jämförelse, som bygger på en skörd av hela tråd resp ett kvarlamnande av halm, blir uttaget vid jordbruksalternativet storre an vid skogsproduktion (fig. 3). Det enda undantaget år Ca. Vid veteproduktion hårror dock c. hälften av den upptagna och bortforda naringen från gödselmedel. Förnatillförseln vid skogsbruk innebär på sikt en ansamling av organiskt bundna växtnäringsämnen, vilka relativt snabbt kan bli växttillgängliga genom mineraliseringsprocessen.

Ett ofta framfört argument ar att skog, i synnerhet granskog, forsurar marken. Riktigheten i ett sådant påstående ar dock tveksam. Markforsurning definieras som förlust av syraneutraliserande formåga (van Bremen et al., 1983), dvs i praktiken förlust av element med basverkan. I ett sådant perspektiv forsurar skogen mindre an vad jordbruksproduktion gor beroende på de lagre uttagen av baskatjoner via skörden. Gödslingen vid jordbruksproduktion

spelar dock en avgörande roll ur försurningssynpunkt. Vad som däremot kan inträffa vid skogsproduktion är ett sänkt pH, i synnerhet i markens overstå horisonter. Detta orsakas av det större tillflödet av sura organiska föreningar. Dessa organiska ämnen är dock bra ur markvårdssynpunkt eftersom de utgör grundvalen for en hög vittring och en hög utbyteskapacitet. Negativa effekter av ett lagre pH kan vara sänkt löslighet av vissa viktiga växtnäringsämnen, t ex P, resp ökad löslighet av miljöfarliga ämnen, t ex Cd och Al (Berdén et al., 1987). Sänkt pH och ökad halt organiskt material kan också gynna lerilluviation och på sikt leda till besvårliga texturella forhållanden. Det år svårt att genereilt utvärdera de negativa effekterna av ett sänkt pH kontra de positiva effekterna av ökad förnatillförsel. Resultatet blir beroende på ståndortens egenskaper, t ex jordmån.

Skogsplantering på åkermark innebär också, att utlakningen av kvåve och fosfor minskar. Detta beror på att skogsbestånden inte behover godslas, men också på att marken förblir tackt med kväveupptagande vegetation året runt. Idealiskt vore en kombination av ogödslade skogsbestånd och gödslade grödor så utformade i terrangen, att de forrå kan utnyttja näringsläckaget från de senare. Därigenom skulle vinsten bli tvåfaldig; dels ökad skogsproduktion, dels lagre belastning på omgivande miljö. Lowrance et al. (1983) visade att ett lovskogståckt strandnära utstrommningsområde formådde binda 26 kg N per ha, vilket motsvarade 90 % av allt lateralt tillfort N.

En ytterligare konsekvens av skogsodling är en förbättrad markstruktur. Studier av Alfisols visade, att uppodlad mark har högre volymvikt och mindre porstorlek an lovskogsmark (Livingston et al., 1988). Flera studier visar också hur upprepad mekanisk belastning dessutom leder till uppkomsten av lateralt utbredda porer (Bullock et al., 1985; Olsson, 1986). Ekologiskt viktiga konsekvenser av en samre struktur är försvarad rotgenomväxt, samre genomluftning och lagre infiltration med eventuell erosion som följd. Viktigt är att olika jordar ar olika känsliga för störningar i markstruktur. Så t ex år humusfattiga och grovkorniga jordar känsliga medan däremot humusrika leriga jordar är mer resistenta.

SAMMANFATTANDE SYNPUNKTER

Sammanfattningsvis finns det från såval markvårdsmässig som ekonomisk synvinkel goda skäl för skogsplantering på åkermark. Vissa lövträd forefaller att kurmage en nog så bra ekonomisk avkastning som gran. De har dessutom fordelen med en kort omloppsperiod, vilket ökar markågarens framtida handlingsram. Skogsodling av åkermark innebär på sikt en förhöjning av humushalten, ökad halt av växttillgängliga växtnäringsämnen samt en förbättrad markstruktur. Flera lövträdsarter är ur markvårdssynpunkt bättre an gran genom att de har djupare rotsystem samt genom att de medför bättre markstruktur och högre pH. Mycket talar således for en stor andel lovbestånd vid åkerplantering.

Summary

Average annual forest production at abandoned fertile arable land in southern Sweden is estimated to 6-17 m3m³ trunk wood per ha including bark, depending on the tree species. Hardwoods may be superior to spruce, especially when production is measured as dry weight. The value of an average of 13 m3m³ spruce wood per ha amounts to almost 3000 sek. Forest production results in higher amounts of litter, including logging residues, being supplied to soils when compared to many annual crops. At whole-tree harvesting the advantage with respect to organic matter supply decreases. The increased content of soil organic

matter improves a great number of soil properties, such as water retention, cation exchange capacity and structure. Annual average losses of nutrients due to harvest are lower at forestry compared to cereal production. In the long run forestry results in accumulation of nutrients in soil organic matter. As forestry results in soil improvement it is possible to change land use back to annual crops after a forest generation without any losses in fertility. From this point of view tree species with short rotation periods are superior.

Referenser

Albrektsson, A. (1988): Åkermarken - en resurs for ett annorlunda
skogsbruk. Skogsfakta 11:911:91-

Andren, 0., Hansson, A.-C. and Petterson, R. (1986): Ur: Soil
organic matter dynamics and soil productivity. (J.H. Cooley).
INTECOL Bulletin 15:41 -48.

Axelsson, B. (1985): Biomassautvecklingen i Strasanförsöket.
Kungliga Skogs- och Lantbruksakademiens Tidskrift, supplement
17:30

Berdén, M., Nilsson, 5.1., Rosen, K. and Tyler, G. (1987): Soil acidification - extent, causes and consequences. An evaluation of literature information and current rersearch. National Swedish Environmental Protection Board. Report 3292.

van Breemen, N., Mulder, I. andDriscoll, C. T. (1983): Acidification
and alkalization of soils. Plant and Soils 75: 283-308.

Brown, I.C.(\ 943): A rapid method of determiningexchangeable
hydrogen and total exchangeable bases of soils. Soil Science
56:353-357.

Bullock, P., Newman, A.C.D. and Thomasson, A. J. (1985): Porosity
aspects of the regeneration of soil structure after compaction.
Soil Tillage Research 5:325-341.

Cronan, C.S. (1984): Chemical weathering and solution chemistry in acid forest soils: different influence of soil type. Biotic processes and H+ deposition. Ur: The chemistry of weathering. (J.I. Drever). Nato advanced research workshop on chemistry of weathering. Rodez, France. Nato ASI series, Serie C 149:175-195.

Eriksson, H. (1987): Beskogning av åkermark. Ur: Hur skall överbliven åkermark användas? - En miljofråga av stor betydelse. Rapport från ett seminarium. Skogs- och Jordbrukets Forskningsråd. Stockholm. 29-39.

Grandstaff, D.E. (1980): The dissolution of forsteritic olivine
from Hawaiian beach sand. Third International Symposium on
Water-Rock Interaction. Edmonton. Canada. 72-74.

Johansson, W. (1988): Jordars fysikaliska egenskaper - växtproduktion och miljö. Ur: Akermark - livsmedelsbehov, industriravaror och miljö. Lantbrukskonferensen 1988. Konsulentavdelningens rapporter 136. Sveriges Lantbruksuniversitet. Uppsala. 11-27.

Livingston, S.J., Norton, L.D. and West, L.T. (1988): Effect of long term tillage on aggregate stability, organic carbon distribution and porosity of a Typic Udalf and Typic Udoll. Ur: International working meeting on soil micromorphology. Agricultural Communications. Texas A&M University. Texas. 49.

Lowrance, R.R., Todd, R.L. and Asmussen, L.E. (1983): Waterborne nutrient budgets for the riparian zone of an agricultural watershed. Agriculture, Ecosystems and Environment 10:371-384.

Nihlgdrd, B. (1970): Comparative studies on beech and planted spruce forest ecosystems in southern Sweden. Akademisk avhandling. Matematisk-Naturvetenskapliga fakulteten vid Kungliga Universitetet i Lund.

Nomrnik, H. (1971): A modified procedure for determining of
organic carbon in soils by wet combustion. Soil Science

Olsson, M.T.(\ 986): Micromorphometric evaluation of artificial
compaction of fine sandy till. Forest Ecology and Management

Olsson, M. andMelkerud, P.-E. (1989): Chemical and mineralogical
changes during genesis of a podzol from till in southern
Sweden. Geoderma. In press.

Persson, H. (1980): Death and replacement of fine roots in a mature Scots pine stand. Ur: Structure and function of northern coniferous forests (T. Persson). Ecological Bulletins 32:251-260.

Sjöberg, L. (1985): The effects of pH and phtalic acid on labradorite
dissolution kinetics. Geologiska Foreningens i Stockholm
Förhandlingar 107:3111-

Skogsstatistisk drsbok (1986): Sveriges officiella statistik. Skogsstyrelsen.
Jönköping.

Svanberg, O. (1971): De svenska skördeprodukternas innehåll av
växtnäringsämnen. Statens Lantbrukskemiska Laboratorium
37. Uppsala.

Thompson, J., Robert, M. andßerrier, J. (1988): Fungal activity
in dissolution and precipitation of minerals. Agricultural Communications.
Texas A&M University. Texas. 40.