Skogplanteforedling og skogskjøtsel
for klimavennlig verdiskaping i skogen
Arne Steffenrem
Skogfrøverket / Skog og landskap
For KOLA VIKEN Kolbotn 20.10.2011
Skogen som klimaregulator
> Mange offentlige utredninger som er tydelige på skogens potensiale
> LMD – Stortingsmelding 39: Klimautfordringene, landbruket en del av løsningen
> Klif – Klimakur 2020: Tiltak og virkemidler for å nå norske klimamål mot 2020
> Oppfølging i «Skog som biomasseressurs» (Klif, 2011)
> Nordisk Ministerråd: Selfoss deklarasjonen om utholdende skogbruk
Sterke og forpliktende politiske dokument som betoner
betydningen av skogbruk, skogskjøtsel og skogplanteforedling som viktige klimatiltak
Balansekvantum gran etter 100 år
Langsiktig produksjonskapasitet (millioner kubikkmeter)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Bestandsfrø høg Foredlet høg
Bestandsfrø etter forskrift Foredlet etter forskrift
Hva er «klimavennlig skogskjøtsel»?
> Skogskjøtsel som…
> gir mulighet for kontinuerlig økning av CO2 bundet i tømmer og skogprodukter
> er tilpasset klima- og klimaendringene
> Hva kan foredlingen bidra med?
> Foryngelsesmaterialer valgt ut for optimal virkesproduksjon
> Volum
> Kvalitet
> Foryngelsesmaterialer som er godt tilpasset klima
> Vekstrytme
> Plastisitet
> Kunnskap gir valgmuligheter
Klima i Norge i 2100
(Hanssen-Bauer et al. 2009; FNs klimapanel)Foto: Sverre Steffenrem
• Varmere 2.3 – 4.6 oC
• Økningen størst høst og vinter
• 1-2 måneder lengre vekstsesong
• Økning i nedbør 5 – 30 %
• Størst økning høst og vinter (> 40 %)
• MEN: Tørrere somrer i Sørøst-Norge
☻
• Mindre snø i lavlandet, men mer i fjellet
• Scenarioene for endringer i vindstyrke er svært usikre
Scenarioer for skogproduksjonen i Nord-Europa
> Positive effekter: Generelt høyere tilvekst (TemaNord 2008:507)
> Lengre vekstsesong
> Gunstigere temperaturer for vekst og jordomdanning (mineralisering)
> Høyere CO2 konsentrasjon = «gjødslingseffekt» på noen lokaliteter
> Negative effekter (E.g. Kellomäki 2005, Solberg and Dalen (edt.) 2007)
> Tørke kan begrense vekst i enkelte regioner
> Varme episoder høst og vinter – sjeldnere tele
> Oftere vindfellinger
> Gunstigere forhold for epidemiske innsekter, sopp og andre sykdommer
> Usikkerheter
> Vekstrytme i forhold til tidligere vår og senere høst
> Økt fare for frost om våren?
> Utnyttelse av vekstsesongen?
> Dårlig synkronisering mellom vekstavslutning regulert av daglengde om høsten og faktiske temperaturer?
Klimatilpassing hos trær
Styring: Temperatur Styring: Nattlengde
Vårfrost ?
Utnyttelse av vekstsesongen ?
Dårlig synkronisering – dårlig herding ?
«Klinal variasjon»
Data fra Dæhlen og Johnsen
1981-1998: Tidligere vår
Høgda et al. 2001, in Presterud and Seip 2003
Frostskader på våren
Foto: Skrøppa / Skog og landskap
Klimatilpassing gjennom genetisk utvalg
Skader etter vårfrost, Trysil 1990.
Data fra Skrøppa, Steffenrem et al. in prep.
Vekststart (dag fra 1. april)
Andel trær med skader
1. juni
Stange norske foreldre Stange øst-eur. foreldre
Hva med høsten?
> Høstskudd
> En andre periode med strekningsvekst etter den ordinære strekningsveksten
> Mangler full forståelse av mekanismene bak
> Kan være vekstrytmerelatert
> Trenger mer forskning på fenomenet/problemet
> Doble kvistkranser og kvistgrupper
> Økt fare for dobbeltopp og gankvist (Søgaard, Kvaalen et al. 2010)
Klimatilpassing gjennom genetisk utvalg
Høstskudd på høy bonitet på Ås (1989 og 1990)
Data fra Skrøppa, Steffenrem et al. in prep..
Andel trær med høstskudd
1. juni
Vekststart (dag fra 1. april)
Stange norske foreldre Stange øst-eur. foreldre
Grana husker temperaturen under frømodningen
> Rask tilpassing til det nye klimaet
> Høyere temperaturer under frømodningen gir en “sørligere vekstrytme”
> Senere vekststart
> Senere vekstavslutning
Minnet varer i mange år
Granas raske tilpassingsmekanisme
Ettereffekt eller “epigenetikk”
Epigenetikk også i skogen
Dag fra 1. april
Frøparti:
Andel planter med knopp
Proveniens: L1
1.sep
Klima under frømodning:
2006: august og september var 3-4 grader varmere enn gjennomsnitt de siste 40 år.
1970: gjennomsnittlig 1992: gjennomsnittlig
Epigenetikken kan utnyttes i foredlingen – riktig plassering av
frøplantasjer kan gi bedre klimatilpassing
Frøplantasje utvalg 1. generasjon
Plusstrær
Testede plusstrær 2. generasjon
«Plusstrær»
Testet 2.generasjon 3. generasjon
«Plusstrær»
Testet 3.generasjon
…….
Skogplanteforedling metoden
Utvalg av plusstrær
Frøplantasje / klonarkiv
Blomstring og frøproduksjon
Planting / såing Produksjonsskog
Avkomforsøk Evaluering
Genetiske tynninger
Kontrollerte kryssn Åpen pollingering
Utvalg
Foredling tar tid – men vi starter ikke på år 0
> Foredlingen startet med plusstre-utvalg på 1960-tallet
> De første avkomforsøkene anlagt 1975-1980
> Testing over 20-30 år gir mye kunnskap om materialene
> Volumproduksjon
> Virkeskvalitet
> Gevinst: Økt volumproduksjon, lik eller bedre kvalitet
> Gevinst verdiskaping > Gevinst m3
> Kortere omløpstid eller….
> Større dimensjoner ved avvirkning
> Gevinst = heving av bonitet
> Gevinst = økt CO2-binding
Investering i langsiktig foredling gir mulighet for kontinuerlig økning av stående biomasse i norske skoger – også utover det dagens foredlede materialer gir
0 5 10 15 20 25 30 35
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Foredlingsgevinst m3 (%)
Antall år
Tidslinje for foredlingsgevinst
Høy investering Middels investering Lav investering
1. generasjon 2. generasjon
2011
Foredling
Planteforedling handler om å gi hele verdikjeden et optimalt utgangspunkt
> … for at god skogskjøtsel skal gi høy virkesproduksjon av kvalitetsvirke
> Vi kan ikke oppnå foredlingsgevinst i alle egenskaper samtidig – vi må ta valg og fordele ansvar!
> Vi forvalter en begrenset genetisk ressurs
> Kan gi forbedring av klimatilpassing, vekst og kvalitet
> Men ikke alle egenskaper kan forbedres samtidig!
> Viktig at foredling og skogskjøtsel sees i sammenheng
> Vi skal se at foredlingen ikke gjør god skogskjøtsel overflødig
> … og foredlede genetiske materialer gir optimal effekt når det kombineres med riktig skogskjøtsel
> Vi må ta noen viktige valg!
Hvilke valg snakker vi om?
> Skal foredlingen håndtere alle egenskaper som er viktig for verdiproduksjonen?
> … eller kan vi overlate en del av disse til skogskjøtselen?
> Vi må skille mellom egenskaper
> der foredling er eneste vei å gå
> der skjøtselen har stor betydning
> …og de vi ikke trenger å bry oss om
Muligheter for foredlingsgevinst
Arvbarhet (h2) Genetisk variasjon (CVA)
0 20 40 60 80 100
Vekstrytme Vekst Stammeretthet Kvist diameter Kvist antall Densitet Fiberhelling Mikrofibrillvinkel E-modul
h2 (%)
0 5 10 15 20
CVA (%)
Tidligere tiders utvalg
(dagens Svenneby frøplantasje)
70 75 80 85 90 95 100 105
60 80 100 120 140
Avslverdi kvistdiameter
Avslverdi volum
80 85 90 95 100 105 110 115
60 80 100 120 140
Avslverdi densitet
Avslverdi volum
Eksempel: Utvalg for å kompensere lavt plantetall – effekt på kvistdiameter
Utgangstetthet (trær/ha)
500 750
1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500
Diameter grøvste kvist (mm)
1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
> Anbefalt på G17: ca 190-220. Faktisk plantetall: ca140
> Regner med at avgang blir supplert av naturlig foryng.
> 15 % høyere diameter på grøvste kvist midt i rotstokken
Diameter grøvste kvist (cm)
80 85 90 95 100 105 110 115 120
60 80 100 120 140
Volum relativ avlsverdi
Kvistdiameter relativ avlsverdi
Anbefalt på G17: 190 Faktisk plantetall: 140
Kan kompenseres ved å velge 12 % av familiene med lavest kvistdiameter
”Taper” 5 % volum i forhold til
gjennomsnittet i foredlingspop.
”Taper” 25 % volum i forhold til utvalg kun for økt vekst
Eksempel: Utvalg for å kompensere lavt plantetall
Er det slik vi skal bruke den
genetiske ressursen?
Eller…
> Utvalg for høy volumproduksjon
> Volum + 15 - 20 %
> Kvistdiameter + 5 %
> Kvist og densitet kan kontrolleres med
plantetettheten
> Plantetettheten bør være i forhold til heving av
boniteten med ca 1 klasse (for eksempel fra G17 til G20)
80 85 90 95 100 105 110 115 120
60 80 100 120 140
Volum relativ avlsverdi
Kvistdiameter relativ avlsverdi
Hva vil skogbruket? Hva vil samfunnet?
Utvalget i dag er «intermediært»
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
350 370 390 410 430
Familiemiddel densitet (kg/m3)
Foredling for biomasse ?
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
50 60 70 80 90 100
Familiemiddel biomasse (kg/dm3)
Familiemiddel volum (dm3)
Godt kjent negativ genetisk korrelasjon mellom volum og
densitet
Våre verktøy
> Skogplanteforedling
> Utvalg av de genetisk beste individene som foreldre til neste generasjon
> Vekstrytme – klimatilpassing
> Vekst og volum
> Kvalitetsegenskaper
> Frøproduksjon
> Plassering av frøplantasjer i et klima som gir godt klimatilpassede materialer for gitt bruksområde
> Vekstrytme – klimatilpassing
> Skogskjøtsel
> Plantetetthet og tynninger for å utnytte produksjonspotensialetet og fremheve ønsket kvalitet, gjødsling for å heve produksjonen
> Volum
> Kvalitet
> Flerbruksverdier
> Utfordring: Foredlingen må ta valg – hva skal foredles for? Strategi!
Kvalitetssikring av foredlingsarbeidet
> Organisasjon
> Tydelig ansvarsfordeling
> Høy faglig kompetanse hos hver enkelt planteforedler
> Tett faglig og praktisk samarbeid med Skog og landskap
> Internasjonalt samarbeid
> Verktøy
> DNA-analyser for kontroll av stamtavler
> Merking og kartlegging
> Utnytte materialene vi allerede har bedre
> Foredlingsdatabasen
> 6 800 plusstrær
> 11 000 familier
> 477 000 individer
> 3 000 000 måleverdier
Utfordring: Nye frøplantasjer koster
> Frøplantasjer fra 1960- 1970-tallet må fornyes
> Testede materialer gir høyere foredlingsgevinst
> Kritisk for å opprettholde produksjon av foredlet frø på dagens nivå
> Nye granfrøplantasjer for Midt-Norge og Vestlandet
> Frøplantasjer for fjelledelgran
> I tillegg kommer økte kostnader i selve foredlingssyklusen
Årlig etablering av frøplantasjeareal 2010-2020
0 20 40 60 80 100 120 140 160
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Årlig areal (da)
Dagens nivå 2 4 Årlig kostnad (mill. kr)
1 3 5
Utfordring: Areal
> Trenger store egnede arealer til frøplantasjer og klonarkiver
> Langsiktig sikkerhet – alle frøplantasjer og klonarkiver er i pressområder
