Fjärranalys hittar gamla hänsynsytor inför gallringen

Bakgrund

Skogsbruket har satsat stora resurser på generell naturhänsyn vid avverkning under de senaste decennierna. För att uppnå största nytta och avkastning för naturvården bör man ta hänsyn till de lämnade träden och ytorna i alla kommande skogsbruksåtgärder, så de finns kvar genom beståndets alla levnadsfaser.

Men det kan vara svårt om hänsynen inte är karterad. Och om en stor andel av hänsynsträden som lämnats vid slutavverkning avverkas under de kommande gallringarna kommer riktigt gamla träd att bli ännu ovanligare i de svenska skogar. Dessa träd är, både som levande och döda, livsnödvändiga för många hotade arter. De utgör boplatser för fåglar samt levnadssubstrat för insekter, lavar och mossor som kräver speciella egenskaper hos ved och bark som endast förekommer hos gamla träd.

Dagens skogsmaskiner positionsmarkerar ofta den hänsyn man lämnar, men det gjordes inte då man började avverka med generell hänsyn på 1990-talet. Man vet därför inte på förhand var hänsynen i dessa bestånd finns.

Syfte

Vi ville i denna studie testa möjligheterna att skapa ett fjärranalys-verktyg som hittar äldre träd i förstagallringsbestånd.

Syftet med pilotstudien var att undersöka möjligheten att använda trädhöjdsrastret för att identifiera den tidigare lämnade hänsynen i förstagallringsbestånd, då vi antog att de äldre hänsynsträden var högre än den nya generationen träd. Mer specifikt ville vi skapa halvautomatiserade fjärranalysmodeller i GIS för att kartera äldre träd på trakter som står inför en förstagallring. Vi ville också jämföra våra beräkningar av tidigare lämnad hänsyn med den fältplanerade hänsynen inför förstagallringarna, för att se hur stor yta som sammanföll.

Material och metoder

Studietrakter

De 19 förstagallringstrakterna som användes i GIS-analyserna låg på Sveaskogs innehav i Östergötland och norra Småland. Beståndsåldern varierade mellan 25 och 31 år. Varje trakt var planerad i fält inför gallringen av Sveaskogs planerare, utifrån deras planeringsinstruktion där hänsynsytor markeras i traktdirektiven.

Figur 1. Förstagallringstrakterna som ingick i GIS-analyserna låg i Östergötland och norra Småland inom den röda rektangeln. D

e valda trakterna var mindre än 6,5 ha och hade en lämnad hänsynsareal på 0,2-0,8 ha.

Fjärranalys – kartering av äldre träd

För att kartera träd och trädgrupper från tidigare lämnad hänsyn användes modeller i GIS:et ArcMap 10.3.1. Det nationella trädhöjdsrastret användes som indata till modellerna tillsammans med traktgränserna. Trädhöjdsrastret återger trädens höjd i decimeter och baseras på den nationella laserskanningen gjord av Lantmäteriet.

De pixlar som var högre än det omgivande gallringsbeståndet aggregerades till ytor genom att pixlar belägna inom sex meter från varandra antogs tillhöra en gemensam yta. Ytan skulle vara minst 14 m² för att beaktas, vilket innebar att polygoner som bildats av tre eller färre intilliggande pixlar inte togs med. De ytor som uppfyllde kriteriet antogs vara äldre träd från tidigare lämnad hänsyn.

Matchning mellan planerad hänsyn och karterade äldre träd

För att undersöka hur många av de karterade äldre träden som ingick i den planerade hänsynen inför gallringen jämfördes den geografiska överlappningen med hänsynsplaneringen som Sveaskog gjort inför gallringarna.

I det materialet ingick också hänsynskategorier som inte primärt var kopplade till äldre träd. Dessa kategorier undantogs från studien:

• Myr
• Hällmark*
• Husgrund
• Odlingsröse
• Kolbotten

*Trädbärande hällmark var kategoriserad som Hällmarksskog

Resultat

Fjärranalys – kartering av äldre träd

Figur 2. En av de 19 studerade trakterna med trädhöjdsrastret som bakgrund. Observera att legenden som visar höjden är förenklad för att rymmas på bilden, det egentliga pixelvärdet är på decimeternivå.

Figur 3. Alla pixlar inom beståndet som bedömdes vara gamla hänsynsträd (höjd>148 dm) har extraherats (enligt Modell 1) och markerats med lila. (se Fig. 5 för hur bedömningen verifierades)

Figur 4. Pixelklustren som bedömdes vara äldre träd har omvandlats till polygoner och aggregerats (enligt Modell 2). Observera att enstaka pixlar har exkluderats. Även markfuktighetskartan är inkluderad, vilket kan ge en ledtråd till var gamla träd finns då blöta partier ofta lämnas vid avverkning.

Figur 5. Histogram för de ca. 11.250 höjdpixlarna i beståndet som visas i figur 2-4. Det fungerade som beslutstöd för vilket höjdvärde som skulle extraheras för varje enskilt bestånd.

Vi föreställde oss trädhöjdshistogrammet över en trakt som avverkats med generell hänsyn som ett resultat av tre normalfördelningskurvor; en för hänsynsträden, en för lyckade föryngringar till den nya trädgenerationen och en för senare föryngringar i den nya trädgenerationen. Observera att sannolikhetskurvorna är utritade för hand enligt vår bedömning och att vi antagit att de liknar en normalfördelning.

Vi valde att extrahera pixlar med höjd lika med eller över 148 dm i beståndet som visualiseras i figur 2 – 4 för att hitta de äldre träden. Observera att den lasermätta höjden är lägre än den egentliga trädhöjden då sannolikheten att laserstrålen träffar trädtoppen är mycket liten.

Matchning mellan planerad hänsyn och karterade äldre träd

I Figur 6 visualiseras de ytor som bedömts vara äldre träd från tidigare lämnad hänsyn och om de sammanfaller med den planerade hänsynen inför förstagallringen.

Figur 6. De polygoner som sammanföll med den planerade hänsynen inför förstagallringen har färgats mörkgröna. Den punktmarkerade hänsynen har en tillhörande yta i traktdirektivet, vilken har antagits vara cirkelformad och ritats ut som en buffert runt punkten. Om någon del av en polygon nuddar ytan till den punktmarkerade hänsynen så räknade vi att hela polygonen var planerad som hänsyn.

Bara hälften överlappade

För alla 19 bestånd markerade vår metod sammanlagt en yta på 6,53 hektar bestående av högre träd, som vi antog var äldre träd från tidigare lämnad hänsyn. Den planerade detaljhänsynen som var kategoriserad till naturvärden där man kan förvänta sig träd (sumpskog, lövskog etc.) hade en areal på 8,71 ha. Den överlappande ytan mellan de två karteringarna var 3,56 ha vilket innebär att 55% av modellens utvalda hänsynsytor överlappade den fältplanerade hänsynen (Figur 7).

Figur 7. Arealen hänsyn (där man kan förvänta sig äldre träd) som planerats inför förstagallringen (8,71 ha - svart cirkel) och arealen äldre träd från tidigare lämnad hänsyn (6,53 ha - grön streckad cirkel) enligt våra modeller, samt hur stor areal som överlappade (3,56 ha, den streckade ytan).

Diskussion

Fjärranalys – kartering av äldre träd

I studien var oftast höjdskillnaden tydlig för de avgränsade trädgrupper i förstagallringstrakterna som troligen var hänsynsytor från slutavverkningen. Vi bedömer det därför som fullt möjligt att kartera äldre träd på högupplöst skala i förstagallringstrakter (beståndsålder ca 30 år) med hjälp av halvautomatiserade fjärranalysmodeller.

Användandet av en sådan metod vid gallringsplaneringen bör öka sannolikheten att fler av de äldre hänsynsträden överlever flera omloppstider, vilket leder till en rikligare förekomst av riktigt gamla träd i den svenska produktionsskogen. 

Att skapa ett histogram över trädhöjderna på en trakt och rita ut tre normalfördelningar (äldre hänsynsträd, lyckad föryngring av den nya generationen resp. senare föryngringar) var till stor hjälp att hitta ett lämpligt gränsvärde för höjden. I denna studie bedömdes detta värde visuellt. För introduktion och användning är detta något som istället bör automatiseras. I våra studerade trakter låg höjdvärdet för det som vi bedömde var äldre träd relativt nära den övre höjden enligt beståndsregistret (± 20%).

Trädhöjden varierar även inom ett likåldrigt bestånd p.g.a. lokala ståndortsvariationer. Dessutom har trädslaget betydelse för höjden vid en given ålder, då tillväxtkurvan varierar mellan trädarterna. Att välja ett höjdvärde för att sortera ut äldre träd (som förväntas vara högre) i ett bestånd kan därför vara problematiskt om förutsättningarna för tillväxt varierar mycket inom beståndet.

En lösning kan vara att jobba på en finare skala än på beståndsnivå. Istället för att utse ett gränsvärde för hela beståndet kan man extrahera olika höjdvärden från delområden inom beståndet, baserat på trädslag och de naturliga tillväxtförutsättningarna. En vidareutveckling av denna studie skulle därför kunna vara att inkludera mer data i modellerna för att identifiera sådana egenskaper och förutsättningar.

Matchning mellan planerad hänsyn och karterade äldre träd

På våra 19 studerade trakter identifierade GIS-modellerna en totalyta på 6,53 hektar, som bedömdes vara äldre träd. Det motsvarar 11% av de 19 trakternas yta, vilket är en rimlig siffra. Av dessa 6,53 hektar sammanföll 55 procent med den planerade hänsynen inför förstagallringen.

Om de övriga 45 procenten var en felmarkering av GIS-modellerna eller om detta faktiskt var äldre träd som inte ingick i den planerade hänsynen är oklart. Förmodligen är det en kombination av bägge.

Troligen fanns det alltså äldre träd som inte var märkta som hänsyn och som därför löper en risk att avverkas under gallringen. Om en stor andel av hänsynsträden som lämnats vid slutavverkning avverkas under framtida gallringar kommer antalet gamla träd minska i framtida svenska skogar, vilket kan drabba många arter. Det bör därför göras en större ansats för att få en mer generell bild av hur många äldre träd från tidigare hänsyn som sparas vid gallringsåtgärder.

En notering var att punktmarkerad hänsyn gav större osäkerhet om hänsynens position och omfattning jämfört med hänsyn markerad som en yta. En framtida studie skulle kunna undersöka hur maskinförare upplever olika typer av hänsynsmarkeringar, samt om avverkningsbesluten är beroende av hur hänsynen märkts upp i kartan.

Den planerade detaljhänsynen i detta projekt inkluderade endast hänsynskategorier där man förväntade sig hitta träd. Vi valde att vara ”generösa” med vilka hänsynskategorier som skulle inkluderas. T.ex. inkluderades bergbranter och raviner som inte nödvändigtvis är trädbevuxna. Detta för att inte underskatta hur mycket av de äldre träden som planerats som hänsyn. Men det innebär samtidigt att ytan planerad hänsyn som inte utgjordes av äldre träd  riskerade att överskattas.

Slutsatser

Pilotstudien visade att trädhöjdsrastret har stor potential att användas för att hitta högre träd på förstagallringstrakter, och att de troligen ofta är äldre träd från tidigare hänsyn. Nästan hälften av den yta som bedömdes bestå av äldre träd var inte planerad som hänsyn inför gallringen på våra studietrakter. Det bör göras en större ansats för att få en bättre bild av hur många äldre träd från tidigare hänsyn som sparas vid gallringsåtgärder. Vi bedömer att fjärranalys-metodiken i denna studie kan vara till stor hjälp för det ändamålet.