Miljöeffekter av markberedning

Syftet med markberedning är att skapa bättre förhållanden för föryngringen. I Sverige harvas i genomsnitt mer än hälften av den markberedda arealen.

Bild: Hagos Lundström

Skogforsk har gjort en litteraturstudie om miljöeffekter av markberedning på mineraljord. Här sammanfattas resultaten som baseras på studier i Sverige och Finland.

Syftet med markberedning är att förbättra förhållandena för överlevnad och tillväxt hos plantor vid föryngring (se även kunskapsartikeln Markberedning förbättrar överlevnad och initial tillväxt). Den grundläggande principen är att avlägsna det ytliga organiska markskiktet (förna och humus) och blottlägga mineraljorden där under, ibland göra en hög av mineraljord, eller blanda organiskt material och mineraljord. Detta kan påverka jorderosion, nedbrytning av organiskt material, näringsomsättning och -utlakning, samt vegetationen och dess upptag av näring och vatten.

I en ny litteraturstudie från Skogforsk redovisas miljöeffekter av markberedning på mineraljord baserad på studier i Sverige och Finland. Litteraturstudien omfattar drygt 40 vetenskapliga artiklar från studier i Sverige och Finland (ca 50 försöksområden). Dessutom ingår några inventeringsstudier. Harvning och plöjning var de metoder som undersökts i flest studier. Här sammanfattas slutsatserna från studien ("Environmental impact of mechanical site preparation on mineral soils in Sweden and Finland — a review") som är publicerad i Silva Fennica.

Få studier trots årlig storskalig markberedning

I Sverige och Finland markbereds betydande arealer skogsmark årligen, i medeltal 140 000 (mest harvning) respektive 100 000 hektar (mest högläggning) under 2010-talet. En viktig slutsats från studien är att trots omfattningen på åtgärden är antalet studier om miljöeffekter få och kunskapen begränsad. Det är därför svårt att dra långtgående generella slutsatser om hur markberedning påverkar olika miljöfaktorer. Hur koldioxidavgången från marken påverkas initialt har dock undersökts på 18 lokaler.

Potential för mindre markpåverkan

En viktig slutsats är att dagens markberedning i regel ger omotiverat stor markpåverkan i förhållande till vad som krävs för att skapa gynnsamma förhållanden för föryngringen. Därför behöver metoder och aggregat anpassas bättre till de faktiska behoven.

Kolinlagringen tycks gynnas

Markberedning har generellt sett en gynnsam inverkan på föryngringen och den tidiga beståndsutvecklingen (Markberedning förbättrar överlevnad och initial tillväxt) och ökar inlagringen av kol i det unga beståndet. Nedbrytningen av ”färskt” organiskt material (d.v.s. barr) under harvtiltor och högar tycks öka under några år. Då man vägt samman emissionen av koldioxid, från de olika markmiljöer som harvning och högläggning leder till, har dock ingen ökad koldioxidemission påvisats under de första två åren. Markberedning verkar således bidra till ökad kolinlagring i trädskiktet och möjligen hela skogsekosystemet. Det finns dock få studier som belyser hur markberedning påverkar inlagringen av kol i hela skogsekosystemet. Två viktiga kunskapsluckor är hur nedbrytningen av organiskt material påverkas när det begravs i mineraljord, särskilt ”äldre” organiskt material (d.v.s. främst humus), och om markberedning påverkar utlakningen av kol.

Effekter på markvattenkemi och utlakning

Då nedbrytningen av organiskt material ändras kan markvattenkemin och utlakningen av ämnen påverkas. Högre halter av vissa ämnen, såsom nitrat och ammonium, har uppmätts i markvatten som samlats in under högar och harvtiltor jämfört med under fåror och i orörd mark. Effekten tycks vara under några år och avtar i samband med att mängden vegetation ökar. Markberedning kan således påverka markvattenkemin under rotzonen men det är inte helt klarlagt hur markberedning påverkar utlakningen från rotzonen och vattenkemin i intilliggande vattendrag.

Markvegetation – långsiktiga effekter oklara

Ett syfte med markberedning är att minska konkurrensen från annan vegetation för de nya trädplantorna. Initialt minskar markvegetationens täckning och biomassa. Markberedning påverkar även markvegetationens artsammansättning och effekten kan vara långvarig, förmodligen längre än de 10–20 år som dokumenterats i studier.

Det är svårt att dra generella slutsatser om hur markberedning påverkar förekomst och täckningsgrad av olika markvegetationsarter eftersom det beror på den ursprungliga artsammansättningen, markberedningens intensitet och hur snabbt olika arter etableras. En vanlig effekt verkar dock vara en minskning av arter i undervegetation som förekommer i sena skogliga successionsstadier. Samtidigt skapas miljöer som gynnar etableringen av pionjär- och ruderatarter, d.v.s. arter som etableras tidigt i successionen respektive arter som snabbt etableras på störd mark. Ej markberedda fläckar och remsor kan fungera som refugier för kvarvarande skogsarter. På marker med lavar som utgör renfoder inom renskötselområdet måste särskild hänsyn tas vid eventuell markberedning. Om markberedning utförs inom dessa områden bör en skonsam metod väljas som ger liten initial påverkan och förutsättningar för snabb återetablering av lavar.

Läs fördjupning

Fördjupning

För att belysa hur mekanisk markberedning på mineraljord påverkar andra faktorer än föryngringen har Skogforsk gjort en litteraturstudie. Fokus var effekter på mark, vatten, växthusgaser och markvegetation baserat på studier som gjorts i Sverige och Finland. De markberedningsmetoder som ingick var harvning, högläggning, fläck- och inversmarkberedning samt hyggesplöjning. Även om hyggesplöjning idag är förbjuden i Sverige togs denna metod med för att: 1) effekter av hyggesplöjning har undersökts i ett flertal studier, 2) hyggesplöjning används fortfarande i modifierad form (max 25 cm plogdjup) på små arealer i Finland och 3) hyggesplöjning liknar i viss mån dagens metoder även om dess markpåverkan generellt är betydligt större. Referenserna till de ingående studierna redovisas i artikeln som är publicerad i Silva Fennica.

Även om ett 40-tal artiklar hittades bedöms detta underlag vara litet eftersom det belyser effekter av flera olika markberedningsmetoder. Dessutom är studierna utförda i olika geografier och för många enskilda studerade variabler finns oftast enstaka eller ett fåtal studier, där olika försöksmetodik använts, vilket också kan påverka resultaten. Hur markberedning påverkar miljön beror även på hur åtgärden utförs i det enskilda fallet och förhållandena på trakten. I vissa studier är det svårt att strikt renodla effekten av markberedning från andra åtgärder som utförts.

Markpåverkan

Markberedning innebär att marken bearbetas för att gynna föryngringen (Markberedning förbättrar överlevnad och initial tillväxt). Nya miljöer skapas, exempelvis högar, gropar, tiltor och fåror, då jord omfördelas vertikalt och/eller horisontellt samt i viss mån blandas. Det ändrar förhållandena för olika processer i marken, till exempel nedbrytning av organiskt material, utlakning och jorderosion.

De studerade markberedningsmetoderna ger olika grad av fysisk markpåverkan, från att humusskiktet fläks bort fläckvis till att djupa fåror plöjs i mineraljorden. Hur de olika metoderna utförs har också betydelse, exempelvis vilket markdjup som väljs samt hur tätt körslag och markberedningspunkter läggs. Även markens egenskaper kan spela roll för markpåverkan till exempel stenighet och förekomst av rötter.

Graden av markpåverkan kan beskrivas på flera sätt, nämligen utifrån andel störd markyta, påverkat markdjup, markytans mikrotopografi, riktad ytstruktur och flyttad jordvolym (Figur 1). Med hjälp av dessa mått kan man jämföra hur olika markberedningsmetoder påverkar marken fysiskt.

Figur 1.jpg

Figur 1. Illustration av olika mått som kan användas för att beskriva hur markberedning påverkar marken fysiskt. Bilden är från ett harvat hygge i norra Sverige. Omarbetad från Ring och Sikström (2024).

Andel störd markyta

Andelen störd markyta ger ett mått på hur markberedning påverkar markytan inom ett område (se exempel i Figur 1). I en tidigare studie uppskattades andelen störd markyta vara 55–65 procent för hyggesplöjning, 45–55 procent för harvning och 30–40 procent för högläggning samt fläck- och inversmarkberedning (Markberedning förbättrar överlevnad och initial tillväxt). Andelarna baserades på både en sammanställning av resultat från flera studier och författarnas egna bedömningar.

Tidigare forskning har visat att storleken på en planteringsfläck med bar mineraljord behöver vara ungefär 0,25 m² för att få en lyckad föryngring, bland annat för att minska angrepp av snytbagge (Hylobius abietis L.). Ett förband på 2000 plantor per hektar ger då planteringsfläckar på 5 procent av arealen vilket innebär att det finns potential att minska andelen störd markyta som de flesta av dagens markberedningsmetoder ger upphov till.

Påverkat markdjup

Det påverkade markdjupet och den tillhörande omfördelningen av jord förändrar jordmånen i de skapade miljöerna. Hur markkemin påverkas av omfördelningen av jord har undersökts efter hyggesplöjning i några studier i Finland. Resultaten tydde på att aluminium frigjorts från rostjorden, som lagts upp i plogtiltorna, sen rört sig nedåt och bundits till organiskt material längre ner i marken. Dagens metoder innebär dock en betydligt mindre markpåverkan än gamla tiders hyggesplöjning. Det är oklart hur markberedning med dagens metoder påverkar markkemi och jordmånsbildande processer.

Markytans mikrotopografi

Förändringar av markytans mikrotopografi kan påverka var förna och snö ansamlas på marken, exempelvis i harvfåror och i gropar vid högläggning. Harvfåror är exempel på så kallad riktad ytstruktur (Figur 1). Harvfåror utmed sluttningar kan öka jorderosionen och transporten av eroderad jord till närliggande bäckar, sjöar och känsliga områden om skyddszonen som lämnas är för smal. Djupa harvfåror i områden med ytligt grundvatten riskerar leda av grundvatten från sluttningen ovanför, som ett grunt dike, och öka transporten av eroderad jord till närliggande ytvatten om harvfårorna läggs för nära ytvattnet. Fläck- och inversmarkberedning har troligen minst inverkan på markytans mikrotopografi av de studerade metoderna. Fysiska spår av gamla tiders hyggesplöjning och även markkemiska effekter, exempelvis lägre elektrisk ledningsförmåga i marken under fårorna, har noterats ett till flera decennier efter att plöjningen utförts.

Näringsomsättning och -utlakning

Markberedning ändrar förhållandena för nedbrytning av det organiska materialet. Samtidigt minskar markberedningen vegetationstäcket initialt och dess upptag av näring och vatten. Förhöjda halter i markvatten eller utlakning av kol och kväve och en del andra ämnen har rapporterats under högar och harvtiltor jämfört med fåror eller ej markberedd mark. Detta verkar vara en tillfällig effekt (<5 år) som avtar då vegetationen ökar. I vilken mån dessa effekter av markberedning i inströmningsområden (för grundvatten) påverkar kemin i närliggande vattendrag och sjöar är oklart. Det är känt att utströmningsområden för grundvatten intill vattendrag spelar en viktig roll för kemin i avrinnande vatten. Slutavverkning kan öka utströmningsområdenas utbredning fram tills ett nytt skogsbestånd växt upp och avdunstningen nått en liknande nivå som innan avverkning. Potentiellt kan de tillfälligt ökade utströmningsområdena påverka det avrinnande vattnets kemi men vilken inverkan markberedning har är inte klarlagt.

Hur näringsomsättning och förråd av kol och kväve påverkas av markberedning behöver belysas mer både på kort och lång sikt. Det gäller exempelvis skillnader mellan olika markberedningsmetoder och betydelsen av klimat, väderförhållanden och markens bördighet. Studier har visat att markberedning ökat kolförrådet i trädbiomassan och i ett fall även ekosystemets totala kolförråd. Studierna indikerar även att markberedning åtminstone på kort sikt (10–20 år) kan ändra fördelningen av kol i systemet utan att påverka det totala kolförrådet.

Växthusgaser – ingen ökning på kort sikt

Eftersom markberedning påverkar nedbrytningen av organiskt material finns det risk att emissionen av växthusgaser ändras. Lägre emission av koldioxid har rapporterats från bar mineraljord än ej markberedd mark, medan varierande och kortlivade effekter har uppmätts från högar och där organiskt material och mineraljord blandats. Genom att ta hänsyn till hur stor andel av markytan som varje skapad miljö representerar kan man beräkna emissionen från ett större område, dvs. den arealvägda emissionen. Det har man gjort för 18 försöksområden i Sverige. Resultaten indikerar att fläckmarkberedning, högläggning och harvning inte påverkar, eller till och med kan minska, emissionen av koldioxid från marken under de första ett till två åren jämfört med ej markberedd mark. Inte heller emissionen av metan och lustgas påverkades nämnvärt av harvning eller högläggning i tre områden med frisk till frisk-fuktig mark.

På kort sikt verkar alltså markberedning inte påverka emissionerna av koldioxid, metan och lustgas från marken i någon större utsträckning. Det behövs dock fler studier från andra områden med till exempel annan bördighet och markfuktighet, särskilt för att undersöka flödena av metan och lustgas.

Markvegetation

För enskilda arter och artgrupper i boreal skog minskar täckningen av vissa fjädermossor och kvastmossor efter markberedning. Ofta minskar även blåbär, lingon och kråkbär. Pionjärmossor (exempelvis björnmossor) koloniserar harvfåror, och gräs och örter (främst kruståtel och mjölkört) kan växa kraftigt på harvtiltor. Genom att använda en lämplig markberedningsteknik verkar det möjligt att minska den störda ytan med lavar och öka återetableringstakten för renarnas foderlavar (jfr. resultaten från HuMinMix).

Mer långsiktiga studier (>15 år) behövs för att fastställa om de rapporterade markvegetationsförändringarna är reversibla eller inte (Figur 2). Ur ett renskötselperspektiv behöver återetableringen av renlavar efter olika typer av markberedning undersökas vidare.

Figur 2.jpg

Figur 2. Ett syfte med markberedning är att minska konkurrensen från annan vegetation initialt för de nya planterade trädplantorna. Hur detta påverkar markvegetationen på längre sikt (>15 år) behöver undersökas vidare. Foto: Eva Ring