Måler norske skoger på kryss og tvers

Først publisert i Norsk Skogbruk nummer 6-2019. 

Et klima i endring kommer til å påvirke både vekst og omfang av Norges skoger. Klimaendringene vil innebære både endringer i temperatur og nedbør, og tidligere forskning indikerer at størrelsen på disse endringene vil variere over breddegrad og høydegradienter.

– Kvantifisering av disse effektene er imidlertid ikke en enkel oppgave sier NMBU-forsker Ole Martin Bollandsås.

Nye vinnere og tapere

Klimaendringene betyr at maktbalansen mellom ulike vegetasjonssorter også kan endres. Forskerne forventer at endringene i overgangene boreal-alpin og boreal-tundra vil gå raskere enn i lavlandet, både fordi trær her i stor grad vokser på deres toleransegrense når det gjelder klimatiske forhold, men også fordi antall husdyr på beite har avtatt de siste tiårene.

Årsakene

Et viktig mål er å skille effekter av ulike kilder til endring i tregrensa.
– Der hvor vi ser endringer i tregrensa bør vi alltid spørre oss selv om det er det klimarelatert eller om det har andre årsaker. I den norske fjellheimen er beitedyr en spesielt viktig faktor, sier Bollandsås. Denne kunnskapen er essensiell for å kunne gjøre beregninger av veksten og omfanget av skogen i framtiden.

Effektene av klimaendringer

Bollandsås leder et stort prosjekt, ForestPotential, som ser på effektene av klimaendringer på norske skoger, og hvilken effekt klimaendringene kan ha på Norges potensial for klimatilpasninger. Forskerne på prosjektet jobber med de fire følgende temaene:

• Tregrensedynamikk
• Endringer i produktivitet på den eksisterende skogen forårsaket av klimaendringer
• Utvikling av operative metoder ved bruk av fjernmåling for overvåking av tregrensen og estimering av produktivitet i skogen.
• Effektene av endrede skogressurser på skogsektorens økonomiske muligheter, og potensial for skadebegrensning som tar hensyn til ny kunnskap om albedo og karbonopptak i biomasse og jord.
• Forestpotential er det foreløpige siste prosjekt i en rekke med prosjekter ledet av NMBU-forskere som har omhandlet deteksjon av trær med fjernmåling og bildebruk, samt endringer i den norske tregrensa.

Vekstforholdene vil endres

Dersom skogene inntar nye områder oppover i fjellet og nordover i landet som følge av klimaendringene, vil dette ha betydning for karbonbindingen. Refleksjonen av lysenergien fra sola (albedoeffekten) og biologisk mangfold i tregrensa vil også endres som følge av dette. Flere trær betyr at jordoverflaten blir mørkere og absorberer med lys, og ved endrede vekstbetingelser, endres også artssammensetningen.

– Også i skogene som ligger langt nedenfor tregrensa vil vekstforholdene endres ved et endret klima, sier Bollandsås.
Endret produktivitet vil ha innvirkning både på skogsektorens klimatilpasningspotensial og ikke minst sektorens økonomiske potensial.

– Det er også viktig å nevne at det ikke nødvendigvis er slik at endringer i klima er ensbetydende med at skogen brer seg oppover i fjellet og blir mer produktiv.
– Enkelte steder kan det være slik at temperaturen er høy nok, og at det regner og snør akkurat passe, slik at en endring i både temperatur og nedbør vil virke negativt uansett hvilken retning endringen går.

Et av mange prosjekter

ForestPotential-prosjektet er en videreføring av flere avsluttede prosjekter: De siste ti årene har forskerne i flere omganger innhentet data langs en breddegradsgradient på 1100 kilometer. Datagrunnlaget for analysene involverer både data fra felt og fjernmålingsdata. Feltdataene omfatter tidsserier med feltobservasjoner av tregrensen, kontrollerte feltforsøk av effekten av beitedyr på vekst og etablering av trær i tregrensen, gjentatte operative takster av store produktive skogområder på Østlandet, samt data fra Landsskogtakseringen.

Fjernmålingsdataene inkluderer både data fra flybåren laserscanning, vanlige flybilder og såkalte multi-spektrale flybilder som kan brukes til å «se» farger som vi ikke kan se med det blotte øyet. Så langt har forskerne oppnådd gode resultater med å bruke fjernmålingsdata fra to ulike tidspunkter over samme areal for prediksjon av produktivitet ved å beregne høydeveksten til skogen.

Totalt omfatter det nåværende ForestPotential-prosjektet 36 feltlokaliteter over hele landet, i tillegg til tre mindre områder i Rollag, Hol og Setesdal. Det er særlig fokus på pionertrær, vegetasjonsendringer og effekter av beitedyr.

Lav - lavere - lavest

De foregående prosjektene har gitt forskerne kunnskap om hvordan de kan detektere små pionertrær i tregrensa. Kunnskapen skal brukes inn i framtidige overvåkingssystem for å overvåke tregrensa. Dette er viktig for å kunne lage prognoser for vekst og skogen karbonopptak.

– Vi har så langt vist at vi kan detektere trær på en meter med 100% deteksjonsrate ved hjelp av laserscannerdata, sier Bollandsås.
Når høyden kommer under dette avtar sannsynligheten raskt. For trær lavere enn 20-30 cm, er deteksjon lite sannsynlig.

– Vi har imidlertid håp om at metergrensen skal kunne flyttes noe nedover ved å bruke data fra vanlige flybilder.
Når forskerne bruker bilder som overlapper hverandre, kan de se hele arealet fra ulike vinkler.
– Da er det mulig å måle høyder utfra to-dimensjonale bilder. Et bilde vil ikke «trenge ned» i trekronene på samme måte som laserscanner-data vil gjøre, og det er derfor sannsynlig at vi vil gjøre en bedre jobb med høydemålingene fra bildene.

Flere trær

De foregående prosjektene fant også at antallet trær i tregrensen i gjennomsnitt økte gjennom prosjektperiodene. Økningen var relativt sett størst i sør, og for de minste trærne
– Det har vært suksessfull etablering av nye trær i observasjonsperioden, sier Bollandsås.

Samtidig viste resultatene at dødeligheten også er størst for de små trærne. Det er mange av spirene som ikke overlever.
– Trærne langsmed tregrensa lever på kanten av hva de tolerer.

Han forklarer at tregrensa kan rykke fram i år med gode etablerings- og vekstbetingelser, mens enkelte år med for eksempel ekstrem kulde, vil kunne sette flere års etablering tilbake.

På vei oppover?

I den samme perioden var høydeveksten størst for de godt etablerte trærne og for trærne i nord.
– Generelt viser våre resultater at tregrensa er på vei inn i dagens alpine sone.

Særlig Vestlandet har opplevd endringer. En masteroppgave fra 2009, som analyserte aldersstrukturen for trær i tregrensa på Vestlandet, fant at tregrensen i enkelte områder har flyttet seg hele 150 høydemeter oppover de siste 40 årene.

– Det er også store lokale forskjeller, for eksempel som et resultat av ulikt beitetrykk.

Bollandsås er imidlertid nøye med å understreke at 10 år med observasjoner ikke er tilstrekkelig for å komme med bombastiske konklusjoner eller generaliseringer. Ti år er ikke lenge i denne sammenhengen, men siden vi har observert mange lokaliteter langs en lang breddegradsgradient der det har foregått ulike og ulik grad av endringer, hjelper det noe.

Konkurranse viktig faktor

Et av de foregående prosjektene inkluderte også spireforsøk som strakk seg over både en nedbørsgradient og en temperaturgradient. Disse viste svært høy etableringssuksess og at temperatur ikke hindret etableringen i tregrensa.
– Etableringen var best der vegetasjonen var fjernet, noe som tyder på at konkurranse fra annen vegetasjon er en begrensende faktor for etablering av trær, forklarer Bollandsås.
– Det er imidlertid slik at de trærne som etableres, enten i forstyrret vegetasjon eller til tross for konkurranse, står foran ytterligere prøvelser når de vokser til en størrelse der de ikke lenger beskyttes av vegetasjonen rundt.

Langsiktige prognoser

ForestPotential-prosjektet avsluttes i 2021. Innen da håper forskerne å kunne besvare flere grunnleggende spørsmål for skogsektoren: Hva er den relative betydningen av beite og klima på rekruttering og vekst i tregrensa, og hvor nøyaktig kan disse endringene overvåkes? Kan vi bruke data fra laserskanning til å estimere skogproduktiviteten nøyaktig?

– På bakgrunn av disse resultatene, vil vi utføre langsiktige, store prognoser for norsk skogindustri.
– Disse vil også inkludere ny informasjon om albedo-effekten og dynamikken i skogens karbonlager, avslutter han.