Avhandlingar

Disputation i Skogsindustriella produktionssystem: Nils Fagerberg

Avhandlingens titel:

Individual-tree-selection in uneven-sized Norway spruce stands in southern Sweden - Developments of tools for simulation and optimization

Forskarutbildningsämne:

Skogsindustriella produktionssystem

Fakultet:

Fakulteten för teknik

Datum:

Fredag 28 oktober 2022 kl 10:00

Plats för disputation:

N1017, Hus N, Växjö , Deltagande via länk möjlig, zoomlänk läggs ut ca 2h före

Opponent:

Professor Hubert Hasenauer, BOKU University of Natural Resources and Life Science, Österrike

Betygsnämnd:

Docent Nils Fahlvik, Skogforsk
Senior researcher Elspeth MacDonald, Forest Research, research agency of the Forestry Commission, Storbritannien
Professor Timo Pukkala, University of Eastern Finland, Finland

Ordförande:

Professor Johan Fransson, Institutionen för skog och träteknik Linnéuniversitetet

Handledare:

Professor Johan Bergh, Institutionen för skog och träteknik, Linnéuniversitetet

Biträdande handledare:

Professor Stergios Adamopoulos, Linnéuniversitetet , Professor Peter Lohmander, Optimal solutions

Examinator:

Professor Anna Monrad Jensen, Institutionen för skog och träteknik,Linnéuniversitetet

Spikning:

Torsdag 6 oktober 2022 kl 10:00 på Universitetsbiblioteket i Växjö

Sammanfattning

Kontinuitetsskogsbruk, eller som det ofta benämns hyggesfritt skogsbruk, kännetecknas av brukningsmetoder som undviker kalhyggesfasen. Kontinuitetsskogsbruk kan i sin tur delas upp i två huvudkategorier, enskiktad respektive skiktad skogsskötsel, beroende på vilken beståndsstruktur som skötseln eftersträvar. I skiktad skogsskötsel fattas avverkningsbesluten antingen per trädgrupp (luckhuggning) eller per enskilt träd (individuella trädval). Denna avhandling fördjupar sig i metoden skiktad skogsskötsel med individuella trädval. Det svenska begreppet plockhuggning kan anses vara synonymt till individuella trädval under förutsättning att träden ”plockas” och ”huggs” efter medvetna överväganden om skogens långsiktiga avkastning.

Nyligen redovisad forskning i Norden visar att skiktad barrskogsskötsel med individuella trädval har möjlighet att skapa en högre andel total nytta från skogsmarken samt ofta även en bättre lönsamhet för skogsägaren jämfört med traditionellt kalhyggesbruk. Idag tillämpas dock plockhuggning i olika former endast på mindre än 1 % av skogsarealen i de nordiska länderna. En huvudorsak till detta är att det finns bristande kunskaper och färdigheter hos alla intressenter (skogsägare, entreprenörer och rådgivare). Den uppkomna situationen beror sannolikt även på att forskningen endast i begränsad utsträckning har presenterat fältanpassade vägledningar för hur de individuella trädvalen bör utföras för att optimera den långsiktiga avkastningen.

I en beslutssituation där ett specifikt träd utvärderas ifall det ska avverkas eller inte, kommer beslutet att påverka alla omgivande träd som delar tillväxtresurser med det aktuella trädet (trädets trädgrupp). Av de två tillgängliga beslutsalternativen, är det optimalt att välja det alternativ som ger högst värdeavkastning för hela trädgruppen. Det är ett komplext beslut med många dimensioner. Förutsättningarna är dessutom unika för varje träd och påverkas av dynamiska processer som förändras över tid. En optimering av generella beslutskriterier blir endast möjligt om problemställningen avgränsas och delas upp i hanterbara delproblem, där de mest inflytelserika variablerna inkluderas i analysen. Kompletterande analyser som hanterar olika delproblem kan sedan slås ihop till heltäckande beslutsvägledningar. Oavsett val av optimeringsmetod är grunden för sådana analyser att det finns tillgång till tillförlitliga och representativa simuleringsmodeller.

Avhandlingens övergripande syfte är att undersöka sambanden mellan ekonomisk avkastning, skötsel och rundvirkeskvalitet för grandominerad skiktad skogsskötsel i södra Sverige. Under arbetets gång har detta, inom ovan givna ramar, specificerats till:

  1. att undersöka hur årsringsbredden beror på trädstorlek och gallringsuttag (artikel 1).
  2. att utvärdera tillförlitligheten för befintliga tillväxtmodeller för enskilda träd (artikel 1).
  3. att utveckla tillväxtmodeller för enskilda träd som är avståndsberoende (artikel 2).
  4. att optimera beslutskriterier för individuella trädval i fält (artikel 3).
  5. att utveckla en modell för största kviststorlek beroende av lokal konkurrens och höjd på stammen (artikel 4).

Underlaget för analyserna har i huvudsak hämtats från fem olika provytor i Götaland bestående av grandominerad skiktad granskog med lång kontinuitet och mer eller mindre aktiv skötsel.

Resultaten indikerar att i skiktade bestånd kan storleken på gallringsuttaget användas för att aktivt påverka den brösthöjdsdiameter där mindre diameterklasser får en hämmad tillväxt. Detta innebär att årsringsutvecklingen hos de mindre träden, vilket är en viktig kvalitetsregel, skulle kunna kontrolleras genom anpassning av gallringsuttaget. När de befintliga tillväxtmodellerna i HEUREKA (för enskilda träd) testades på skiktad granskog, visade resultaten att tillväxten överskattades för små träd och underskattades för stora träd. När grundytan är hög försvinner underskattningen för stora träd med en brösthöjdsdiameter över 40 cm. Som ett alternativ till HEUREKA-modellerna presenteras nya avståndsberoende tillväxtmodeller för enskilda träd, som är anpassade för skiktad granskog. Med dessa tillväxtmodeller är det möjligt att studera betydelsen av avstånden mellan konkurrerande träd för det individuella trädvalet.

Vidare presenteras en modellstruktur för att beräkna storleken på den största kvisten på en given höjd på stammen. Modellen tar även hänsyn till graden av lokal konkurrens runt det enskilda trädet. Modellstrukuren består av en uppsättning delmodeller som beskriver allometriska statistiska samband mellan några centrala fysiska proportioner hos granar i skiktade bestånd. Den modulära konstruktionen gör modellen anpassningsbar och den kan användas för att uppskatta förväntad rundvirkeskvalitet, avseende på tillåten kviststorlek.

En metod som optimerar måldiametern hos det enskilda trädet beroende på vald diskonteringsränta samt graden av konkurrens runt trädet redovisas. Det optimerade resultatet presenteras i diagramform som kan användas som beslutsstöd direkt i fält. Beslutsstödet är anpassat för medelgoda till bördiga grandominerade ståndorter i södra Sverige. Optimal måldiameter, när ingen hänsyn tas till den lokala konkurrensen, var mellan 33 cm och 23 cm beroende på räntenivå (1–3 %). Slutligen presenteras ett förslag till beslutsstruktur för optimerade individuella trädval i fält, beskrivet med ett konkret exempel.

Avhandlingen presenterar exempel på metodik och resultat som kan användas för att ta fram rekommendationer som optimerar trädvalen, men resultaten täcker endast en begränsad del av möjliga förutsättningar. Den mesta forskningen återstår således att göra för att täcka in fler geografiska områden, ståndorter, trädslag och beslutskriterier.