Show simple item record

dc.contributor.advisorUri, Veiko
dc.contributor.authorBecker, Hardo
dc.date.accessioned2016-07-25T07:34:38Z
dc.date.available2016-07-25T07:34:38Z
dc.date.issued2016
dc.identifier.isbn978-9949-569-36-6
dc.identifier.issn2382-7076
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10492/2997
dc.description.abstractIn the light of increased CO2 concentration in the atmosphere, which evokes global climate change, the importance of woody biomass for energy production is increasing. On the other hand, the role of forest ecosystems is highly important for C accumulation reducing thereby the effect of global warming. The present thesis considers the production and yield of grey alder stands, the effect of alders on the soil C status and the effect of the clear-cut of matured grey alder stand on N cycling. Also the biomass of harvested stumps and the environmental effects of stump harvesting on nutrient cycling were studied. The main aims of the study: 1. To estimate the above-ground biomass production and carbon accumulation in grey alder chronosequence stands; 2. To compile a new yield table for natural grey alder stands in Estonia; 3. To assess the effect of clear-cut of mature grey alder stand on nitrogen fluxes; 4. To establish the potential of Norway spruce stumps as a source of bioenergy in Estonia; 5. To evaluate nutrient and carbon loss from the soil due to stump removal; 6. To assess the effect of stump harvesting on NNM intensity and nutrient leaching in Norway spruce clear-cut area. Grey alder is a highly productive and prospective tree species for short rotation forestry in the conditions of Estonia. The average yearly biomass production of grey alders varied between 3-15 m3 ha-1 yr-1, however, the biomass production could also reach 19-35 m3 ha-1 yr-1. The bulk maturity in grey alder stands is reached within 12-13 years, yet the production stays at high level also for the next five years. Optimal harvesting age for grey alder stands should be around 20-25 years according to the estimated bulk maturity and growth dynamics of grey alder stands. However, the data of stand volume presented in the new yield table do not exceed the respective values of the earlier yield table for Estonia, which could be explained through the smaller stand density nowadays. Land use history affects C accumulation in the soil of grey alder stands. Soil C accumulation increased in the first generation grey alder stands growing on previously non-forested lands. Apparently the soil C storage reaches its optimal level in the rotation length of grey alder and will not increase in the next forest generation. Management of grey alder stands by traditional silvicultural methods, i.e. clear-cut, did not increase hazardous N losses: after the clear-cut the annual net nitrogen mineralization (NNM) flux, N leaching and N2O emissions remained on the same level. Stumps of Norway spruce appear to be a potential bioenergy resource in Estonia, the estimated biomass of the harvested stumps can reach even up to 130 m3 ha-1. Stump harvesting did not cause any environmental hazards through nutrient depletion. As the study sites were on highly fertile soils the share of nutrients carried away via stumps were minor compared to the soil nutrient storages. However, in less fertile sites nutrient depletion could be significant. The effect of stump harvesting on the annual NNM flux was highly soil specific. After stump harvesting, the annual NNM flux decreased in the Oxalis site type (Endogleyic Arenosol), remained the same in Hepatica site type (Endogleyic Cambisol) and increased in the Myrtillus site type (Endogleyic Albic Podzol). Stump harvesting effect on N leaching was weak or practically missing. P leaching was negligible on all study areas.en_US
dc.description.abstractSuurenenud CO2 kontsentratsiooni tõttu atmosfääris ja võimalike kliimamuutuste taustal on taastuvenergia, sealhulgas puitse biomassi kasutamine muutunud järjest aktuaalsemaks. Metsaökosüsteemide roll kliimamuutuste kontekstis on väga oluline kuna nad on olulised süsiniku (C) sidujad, leevendades võimalikke kliimamuutusi. Käesolevas doktoritöös uuriti lühikese raieringega metsanduses perspektiivseid hall-lepikuid ja nende majandamisega kaasnevaid potentsiaalseid keskkonnamõjusid. Teise suunana käsitleti Eesti metsamajanduse jaoks uudset kuusekändude juurimist ja sellega kaasnevaid muutusi aineringetes. Töö põhieesmärgid: 1. Hinnata hall-lepikute maapealset biomassi produktsiooni ja süsiniku sidumist selles 2. Koostada kasvukäigutabel Eesti hall-lepikutele 3. Hinnata lageraie mõju hall-lepikus erinevatele lämmastiku voogudele 4. Hinnata kuusekändude potentsiaali bioenergia ressursina Eestis 5. Hinnata kändude juurimisega kaasnevat toitainete ja süsiniku kadu 6. Hinnata kändude juurimise mõju lämmastiku voogudele Hall-lepp on produktiivne lehtpuu ja omab perspektiivi potentsiaalse energiametsa puuliigina, samas võib aastane biomassi produktsioon hall-lepikus olla väga varieeruv. Keskmine aastane jooksev juurdekasv jäi uuritud puistutes vahemikku 3-15 m3 ha-1 a-1, samas parimates puistutes ulatus jooksev aastane juurdekasv 19-35 m3 ha-1 a-1. Mahuküpsus saabub hall-lepikutes vanuses 12-13 aastat ja püsib kõrge veel ka sellele järgneva viie aasta jooksul. Sellest lähtudes võiks nende raievanus viljakates kasvukohatüüpides olla 20-25 aastat. Koostati Eesti hall-lepikute kasvudünaamikat kajastav kasvukäigutabel, kus keskmine tüvepuidu tagavara keskealistes ja vanemates puistutes jäi madalamaks varasema (Raukas 1930) kasvukäigutabeli andemetest. See on tingitud puistute väiksemast keskmisest tihedusest tänapäeval. Töö ühe põhitulemusena selgus, et hall-lepikutes sõltus C akumuleerumine mulda varasemast maakasutuse ajaloost. Vaid esimese põlvkonna puistutes (lepikud endistel mittemetsamaadel) ilmnes tugev seos puistu vanuse ja mulla C sisalduse vahel. Tõenäoliselt saavutab mulla C varu lepiku raieringi jooksul optimaalse taseme ja sellest kõrgemale järgnevate metsapõlvkondade vältel ei tõuse. Hall-lepiku lageraie järgselt aastane lämmastiku netomineralisatsiooni (NNM) voog ei suurenenud, samuti ei suurendanud lageraie lämmastiku leostumist, ega ka gaasilist (N2O) emissiooni. Seega ei põhjustanud hall-lepiku majandamine lageraiega keskkonnariske lämmastikuringe seisukohalt. Juuritud kuusekännud võivad olla potentsiaalseks bioenergia ressurssiks Eestis ning juurimisel saadud kändude maht võib ulatuda isegi 130 m3 ha-1. Kändude juurimine ei põhjustanud olulist toitainete ja süsiniku kadu kasvukohal. Kuna katsealad asusid viljakates kasvukohatüüpides, siis olid kännupuiduga katsealadelt ära viidud C ja toitainete kogused vastavate mullavarudega võrreldes väikesed. Väheviljakamates kasvukohatüüpides võib kännupuiduga ära viidavate toitainete osakaal olla siiski oluline. Kuusekändude juurimise mõju aastasele NNM voole osutus mullatüübi e. kasvukohatüübi põhiseks. Sõltuvalt mullast, juurimine kas intensiivistas (jänesekapsa kasvukohatüüp (kkt)), vähendas (mustika kkt) või ei mõjutanud üldse (sinilille kkt.) aastast NNM voogu. Juurimise mõju N leostumisele oli nõrk või puudus üldse. Fosfori leostumine oli kõikidel aladel väga väike.EST
dc.publisherEesti Maaülikoolest
dc.subjectmetsaökosüsteemidEST
dc.subjectmetsamajandusEST
dc.subjectlämmastikuringeEST
dc.subjectsüsinikuringeEST
dc.subjecthall-lepikudEST
dc.subjectkännudEST
dc.subjectdissertatsioonidEST
dc.titleThe Effect of Forest Management on the Carbon and Nitrogen Fluxes and Storages in Different Forest Ecosystemsen_US
dc.title.alternativeMetsamajandamise mõju süsiniku- ja lämmastikuvoogudele ning varudele erinevates metsaökosüsteemidesEST
dc.typeThesisen_US
dc.date.defensed2016-08-25
dc.type.qualificationnamePhD


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record