Modeling nutrient cycling and sustainable forest growth in a changing world

Abstract: Popular Abstract in Swedish Sveriges relativa välstånd kan vi till stor del tacka skogen för. Skogen har ända sedan industrialiseringen började ta fart i Sverige bidragit med betydande exportinkomster. För att bevara den inkomstkälla skogen utgör måste vi se till att det skogsbruk som bedrivs är uthålligt och tar hänsyn till såväl ekonomiska som biologiska och sociala aspekter. Skogsproduktionen ska med andra ord vara ekonomiskt bärkraftig samtidigt som trädhälsa, markbördighet och biologisk mångfald bevaras i kombination med att ökad hänsyn tas till användandet av skogen för rekreation, jakt, friluftsliv, bäroch svampplockning. Sedan industrialiseringen började i Europa under tidigt 1800-tal har vår miljö ständigt varit stadd i förändring. Ökade utsläpp av bl. a. koldioxid har bidragit till en klimatförändring som troligtvis bara har börjat, utsläpp av försurande ämnen och ämnen som bidrar till övergödning har gjort att förutsättningarna för skogsbruket förändrats radikalt. Det tog 70-80 år innan man insåg följderna av dessa förändringar, bl. a. beroende på att skogar är "tröga" system där stora förändringar tar långt tid. Oönskade förändringar som t. ex. försurning av skog och mark tar minst lika lång tid att återställa. Därför är det viktigt att vi skaffar oss verktyg för att kunna förutse följderna av vårt handlande och även för att kunna se vilka valmöjligheter vi har att påverka utvecklingen i den riktning vi vill. Denna typ av simuleringar av det framtida tillståndet i skogen kräver datorstödda matematiska modeller som både tar hänsyn både till hur skogen förändras över tiden och hur återkopplingar mellan olika delar av skogen fungerar, t. ex. mellan mark och träd. ForSAFE är en sådan modell som är utvecklad av Biogeokemigruppen vid Lunds tekniska högskola inom ramen för det MISTRA-finansierade forskningsprogrammet SUFOR (Sustainable Forestry in southern Sweden, uthålligt skogsbruk i södra Sverige). I denna avhandling presenteras ForSAFE och dess komponenter ur ett systemdynamiskt perspektiv samt de bakomliggande grundtankarna om uthållighet och modelleringsfilosofin. Avhandlingen visar också att ett systemdynamiskt´tankesätt och de olika modelleringsverktyg som står till buds inom systemdynamiken är utmärkta hjälpmedel när komplexa återkopplingssystem skall modelleras. Simuleringsresultat från en av Europas mest undersökta skogar i Solling, Tyskland visar att ForSAFE simulerar skogstillväxt och markkemi på ett mycket tillfredsställande sätt och att markens näringsförråd kan vara dåligt utnyttjat om enbart gran planteras. Simuleringsresultat från svenska skogar pekar på att framtida skogstillväxt kan komma att avta till följd av minskade näringsförråd i marken.