Carbon sequestration in Norwegian spruce forest soils

Norge har forpliktet seg til å redusere de nasjonale utslippene av klimagasser, og en av strategiene er å øke akkumuleringen og lagringen av organisk karbon i skogsjorda både på kort og lang sikt. Generelt utgjør jordkarbon en stor andel av karbonlageret i boreale skoger, og eventuelle tap knyttet til naturlige og menneskeskapte forstyrrelser kan være direkte knyttet til størrelsen på dette viktige lageret. Nedbrytningen av jordkarbon påvirkes sterkt av temperatur og fuktighet, og begge disse påvirkes av klimaendringene. En endring av skogforvaltningsstrategier, som å forlenge rotasjonsperioder og endre hogsten, kan potensielt enten øke lagringen av jordkarbon eller begrense tapet. I prosjektet CONSEQUENCE vil vi undersøke endringer jordkarbonlageret over en tolvårsperiode i ni bestand som representerer tre typiske stadier av norsk granskog: nylig flatehogde bestand, voksen plantet produksjonsskog, og eldre, naturlig etablerte bestand uten aktiv forvaltning. Vi søker å identifisere de viktigste drivkreftene for stabilitet og lagring av jordkarbon, slik som biologisk stabilitet og temperaturfølsomhet, og faktorer som påvirker kjemisk og fysisk stabilitet. Vi vil kvantifisere biomassen i levende trær, tilførsel av karbon fra strø over og under bakken, dødt trevirke, alderen på jordkarbonet, samt mikrobiell utbredelse og mangfold i disse skogsystemene. Prosjektet har som mål å identifisere forbindelser mellom endringer i jordkarbon, økosystem-karbonlagre, prosesser, og den mikrobielle samfunnsstrukturen og mangfoldet. Funn vil bli sammenstilt med data fra tidligere forskningsprosjekter for å evaluere mønstre i karbonlagre og dynamikk i større skala. Videre søker prosjektet å øke kunnskapsoverføringer mellom forskere, skogindustrien og interessenter, og støtte utviklingen av strategier for økt lagring av jordkarbon i forhold til forvaltning og klimaendring.

The goal of augmenting short- and long-term storage of soil organic carbon (SOC) aligns with Norway’s commitment to curb climate gas emissions by 40% before 2030. Forest management strategies, such as prolonged rotation periods and clear-cutting, could potentially enhance SOC storage or contribute to its loss. A major part of the carbon pool in boreal forests is stored in the soil, and the magnitude of disturbance-induced losses of SOC may be closely related to the size of the SOC pool. Further, decomposition of SOC is primarily influenced by temperature and moisture, two factors that are significantly affected by climate change. In the current project we will quantify SOC stock changes over a 12-year period in nine stands that represent three typical Norwegian spruce forest management stages: i) recent clear-cut stands, ii) mature planted production forest, and iii) older stands established naturally prior to 1940 with no active management (near-natural stands). We will quantify changes in SOC (WP2) and its relationship with stand characteristics (WP1), C stocks in living trees, understory vegetation (WP3) and dead wood (WP4). We will identify principal drivers for SOC storage and stability which includes assessments of biological stability and its temperature sensitivity, factors affecting chemical and physical stability such as lignin, tannins, POM, MAOM, determine the source and age of SOC (13C, 14C) (WP2), as well as assess the microbial diversity and abundance and fungal biomass (WP5). Additionally, input-output fluxes of litter and CO2, tree growth patterns, natural mortality, and dead-wood decay will be quantified at selected locations. The new findings will be combined with data on forest carbon stocks and processes sourced from previous projects to discern similarities and differences and evaluate patterns in stocks and processes at a larger scale in order to identify forest management practices that facilitate C accumulation in Norwegian forest soils.