A Spatially Explicit Decision Support System for Assessment of Tree Stump Harvest Using Biodiversity and Economic Criteria

Stump harvesting is predicted to increase with future increasing demands for renewable energy. This may affect deadwood affiliate biodiversity negatively, given that stumps constitute a large proportion of the coarse deadwood in young managed forests. Spatial decision support for evaluating the integrated effects on biodiversity and production of stump harvesting is needed. We developed a spatially explicit decision support system (called MapStump-DSS), for assessment of tree stump harvesting using biodiversity and economic criteria together with different scenarios for biodiversity conservation and bioenergy market prices. Two novel key aspects of the MAPStump-DSS is that it (1) merges and utilizes georeferenced stump-level data (e.g., tree species and diameter) directly from the harvester with stand data that are increasingly available to forest managers and (2) is flexible toward incorporating both quantitative and qualitative criteria based on emerging knowledge (here biodiversity criteria) or underlying societal drivers and end-user preferences. We tested the MAPStump-DSS on a 45 ha study forest, utilizing harvester data on characteristics and geographical positions for >26,000 stumps. The MAPStump-DSS produced relevant spatially explicit information on the biodiversity and economic values of individual stumps, where amounts of "conflict stumps" (with both high biodiversity and economical value) increased with bioenergy price levels and strengthened biodiversity conservation measures. The MAPStump-DSS can be applied in practice for any forest site, allowing the user to examine the spatial distribution of stumps and to obtain summaries for whole forest stands. Information depicted by the MAPStump-DSS includes amounts, characteristics, biodiversity values and costs of stumps in relation to different scenarios, which also allow the user to explore and optimize biodiversity and economy trade-offs prior to stump harvest

Effekter av förhöjt knivtryck i skördaraggregat på barkskadorna hos massaved samt följdeffekter på produktionen av granbarkborrar

En tidigare studie indikerar att de barkskador som uppkommer vid avverkning kan minska antalet granbarkborrar som utvecklas i stockarna (Öhrn, 2007; bilaga 5). För att effekten ska vara tydlig måste dock barkskadenivåer på minst 25 % uppnås. En möjlighet som förts fram, för att utan omfattande modifieringar nå sådana höga nivåer, är att öka kvistknivarnas klämtryck. Den nu genomförda studien syftade till att: • Studera effekten av ett förhöjt klämtryck för kvistknivarna på barkskadorna hos massaved. • Studera barkningsgradens effekt på produktionen av granbarkborrar och deras reproduktionsframgång. Studien genomfördes på Södras fastighet Toftaholm. Avverkning skedde motormanuellt och med två skördare i början av maj, då savningsperioden inletts. Vid avverkningen med skördarna användes olika inställningar för kvistknivarnas klämtryck. Tre olika inställningar användes per skördare. Mätningar av barkskador gjordes på 70 massavedsstockar per försöksled från samtliga 7 försöksled (6 skördaravverkade och 1 motormanuellt avverkat). För studien av produktionen av granbarkborrar användes stockarna som avverkats med en av skördarna samt de som avverkats motormanuellt. De totalt 280 massavedsstockarna från dessa fyra försöksled placerades i nio vältor och lagrades där över sommaren. En inspektion av vältorna på försommaren visade på en låg angreppsfrekvens och feromondispensrar sattes därför ut vid varje välta. I slutet av september räknades antalet kläckhål per stock på de grövre massavedsstockarna. Från en delmängd av stockarna (18 stycken) togs barkprover för vidare analys på lab. På barkproverna räknades antalet modergångar, antalet barkborrar som var kvar i barken samt antalet kläckhål. Analyserna av barkskadorna visade att skördaravverkad massaved under savningsperioden har höga barkskadenivåer (>35 %) då de normala inställningarna för knivarnas klämtryck används. Vidare visade analyserna att man med hjälp av inställningarna för kvistknivarnas klämtryck kan öka barkskadorna på massaveden. Storleken på den ökning av barkskadorna som kan åstadkommas med hjälp av modifierade inställningar ligger maximalt kring 10 procentenheter utan att skördarnas produktion hämmas väsentligt. Resultaten från analysen av produktionen av granbarkborrar och deras reproduktionsframgång visade att de barkskador som åstadkoms med hjälp av skördaren reducerade produktionen av granbarkborrar till 10 % jämfört med produktionen i stockar utan barkskador. Den lägre produktionen i de skördaravverkade stockarna berodde på (i) att en stor andel av barken skavdes av och den kunde därmed inte utnyttjas av barkborrarna, (ii) att stockar med barkskador angreps i mycket lägre omfattning, (iii) att en stor andel av den kvarvarande barken inte angreps (ev. p.g.a. att den torkat ut) samt (iv) att produktionen av granbarkborrar per kvadratmeter kvarvarande bark var lägre. Vidare visade analyserna att det räckte med att cirka 20 % av barken skadades för att de för granbarkborren produktionshämmande effekterna skulle träda ikraft. Ytterligare barkskador ledde endast till en lägre produktion p.g.a. att den tillgängliga mängden barkyta minskade

Relationships Between Wood Density and Tracheid Dimensions in Pinus Sylvestris L.

This study aimed at: (1) investigating the relationships between wood density and tracheid dimensions, (2) evaluating to what extent different cross-sectional dimensions could explain the genetic age-age correlations earlier estimated in the same progeny trial. The tracheid cross-sectional dimensions, radial and tangential lumen diameter, and cell-wall thickness were measured on increment cores collected in a progeny trial in southeastern Sweden. The measurements of tracheid dimensions were made with an automated method using image analysis. Data of wood density and tracheid length were taken from a previous study of the same progeny trial. The genetic control was strong for both radial and tangential lumen diameter of the earlywood, moderate for latewood proportion, and low for cell-wall thickness. Earlywood radial and tangential lumen diameter and latewood proportion showed the strongest correlations with wood density. Multiple regression analyses indicated that earlywood radial lumen diameter and latewood proportion were the two most important predictors of wood density, explaining between 24 and 73% of the variation in this trait. The strong genetic age-age correlations for wood density found in the previous study were suggested to be explained by earlywood radial and tangential lumen diameter, which showed positive and significant age-age correlations between family means

Genetic parameters for grain angle in 28-year-old Norway spruce progeny trials and their parent seed orchard

$\bullet$ Sawn wood which acquires twist during drying is a substantial problem for the sawmill industry and is to a large extent caused by spiralled grain in the tree. $\bullet$ In this study, the feasibility of using spiral grain angles as a selection trait in Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) tree breeding and the extent of grain angle and its breeding values were investigated. Grain angles under bark and diameter were measured at breast height in three 28-year-old Norway spruce progeny trials and in their parent seed orchard. $\bullet$ The mean grain angle value was 1.76° in the progeny trials and 1.84° in the seed orchard. Estimated genetic standard deviations for grain angle were almost 1°. Progeny trial heritabilities ($H^{2}>0.$3) were larger than the seed orchard heritability ($H^{2}$ = 0.24). Genotype by environment interaction among the progeny trials was negligible for grain angle. Progeny trial grain angles exhibited genetic correlation with seed orchard grain angles in the range 0.66 to 0.84. $\bullet$ Thus, mature wood grain angles are also under considerable genetic control, raising the opportunity to reduce the occurence of left-grained trees, which are prone to producing twisted wood.Paramètres génétiques de l'angle du fil du bois étudiés dans des descendances d'épicéa commun âgés de 28 ans et chez leurs parents en verger à graines. $\bullet$ Les déformations au séchage du bois scié sont un problème majeur pour l'industrie du bois et sont pour une large part causées par l'angle du fil du bois. $\bullet$ Dans cette étude, nous avons étudié la possibilité d'utiliser l'angle du fil du bois comme critère de sélection pour l'amélioration génétique de cette propriété chez l'épicéa commun. Les angles du fil du bois sous écorce ainsi que le diamètre à 1,30 m ont été mesurés dans trois tests de descendances d'épicéa commun âgés de 28 ans et dans un verger à graines où sont localisés les parents. $\bullet$ L'angle moyen du fil du bois était de 1,76° dans les tests de descendances et de 1,84° dans le verger à graines. L'écart-type génétique estimé pour l'angle du fil était de presque 1°. Les héritabilités estimées en tests de descendances ($H^{2}>0$,$3$) étaient plus fortes que celle obtenue en verger à graines ($H^{2}$ = 0,24). L'interaction G$\times$E était négligeable entre tests de descendances. Les angles du fil obtenus en tests de descendances montraient une corrélation génétique de 0,66–0,84 avec les angles obtenus en verger à graines. $\bullet$ En conclusion, nous montrons que les angles du fil du bois mature sont sous contrôle génétique fort, ce qui permet d'envisager la réduction de la fréquence d'arbres à fil gauche, très sujets à produire du bois vrillé

Use of wood shrinkage characteristics in breeding of fast-grown Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Benth in Vietnam

• Genotypic variation in wood total and partial shrinkage, basic density and growth traits was estimated in 5${\rm 1}/2$ year old Acacia auriculiformis trees in a clonal test. • In the tangential, radial and longitudinal directions, the mean values were 2.64%, 1.64% and 0.77% for partial shrinkage, and 5.92%, 3.23%, and 0.96% for total shrinkage, respectively. Total and partial transverse shrinkage were significantly greater in sapwood than in heartwood. • Clonal repeatability $(H_{\rm C}^2)$ estimates for partial shrinkage were lower than those for total shrinkage, and heartwood shrinkages had lower $H_{\rm C}^2$ than those for sapwood. Estimates of $H_{\rm C}^2$ were from 0.32 to 0.38 for total transverse shrinkage, comparable to $H_{\rm C}^2$ for both total and partial volumetric shrinkages (0.40 and 0.32, respectively). However, $H_{\rm C}^2$ for longitudinal shrinkages, total and partial coefficients of anisotropy were only from 0.09 to 0.18. • The genotypic coefficients of variation of all shrinkage traits varied from 5.45% to 8.02%. Total shrinkage was strongly positively correlated with partial shrinkage in each dimension. Genotypic correlations were not significant between shrinkage and growth traits or density. Strong and significant correlations between transverse shrinkage in heartwood and sapwood (0.87) indicated that juvenile shrinkage is a good genetic indicator of this trait in older trees. Utilisation du retrait du bois dans l'amélioration de l'Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Benth à croissance rapide au Vietnam.Utilisation du retrait du bois dans l'amélioration de l'Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Benth à croissance rapide au Vietnam. • Nous avons estimé la variation génotypique, des retraits partiels et totaux, de la densité du bois ainsi que des traits de croissance dans un test clonal d'Acacia auriculiformis âgé de cinq ans et demi. • Les retraits partiels (à 12 % d'humidité) dans les directions tangentielle, radiale et longitudinale sont respectivement de 2,64 %, 1,64 % et 0,77 % tandis que les retraits totaux (à l'état anhydre) sont respectivement de 5,92 %, 3,23 % et 0,96 %. Les retraits partiels et totaux transverses sont significativement plus élevés dans l'aubier que dans le bois de cœur. • Les estimations de la répétabilité clonale $(H^{2}_{\rm C})$ pour les retraits partiels sont plus faibles que celles obtenues pour les retrait totaux et les retraits du bois de cœur ont une plus faible $(H^{2}_{\rm C})$ que ceux de l'aubier. Les estimations de $(H^{2}_{\rm C})$ sont de 0,32 et 0,38 pour le retrait transverse total, valeurs comparables à $(H^{2}_{\rm C})$ pour les retraits volumétriques total et partiel (respectivement 0,4 et 0,32). Cependant $(H^{2}_{\rm C})$ pour les retraits longitudinaux total et partiels ainsi que pour les coefficients d'anisotropie total et partiels, varient seulement de 0,09 à 0,18. • Les coefficients génotypique de variation de tous les types de retraits varient de 5,45 % à 8,42 %. Les retraits totaux sont fortement corrélés positivement avec les retraits partiels de chaque direction. Les corrélations génotypiques entre les retraits et les traits de croissance ou la densité ne sont pas significatives. Les corrélations importantes et significatives entre le retrait transverse du bois de cœur et de l'aubier (0,87) indiquent que le retrait juvénile est un bon indicateur génétique de ce trait dans les arbres plus âgés

Genetic parameters for spiral-grain angle in two 19-year-old clonal Norway spruce trials

Spiral grain was measured for all annual rings on wood discs taken at a single sampling height from two 19-year-old (field age) Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) clonal trials. In both trials, the mean grain angle reached a maximum inclination to the left at ring number 4, followed by a monotonic decrease towards a right-handed inclination. Clonal means of mean grain angle of rings 3 to 15 ranged from 0.5 to 4.7 degrees and from -0.2 to 5.3 degrees in the two trials, respectively. The broad-sense heritability of mean grain angle was 0.42 in both trials and the slope of the radial grain-angle development showed heritabilities varying between 0.26 and 0.40. Estimates of genotypic correlations indicated that clones with a high grain angle in the inner rings tended to have a more rapid development towards a straight angle in the following rings. Selection based on any of the rings in the interval from ring numbers 5 to 10 was most efficient in decreasing the average grain spirality at the sampling level considered.Paramètres génétiques de l'angle du fil du bois dans 2 tests clonaux d'Épicéa commun âgés de 19 ans. L'angle du fil du bois a été mesuré pour tous les cernes à partir de disques prélevés à la même hauteur dans 2 tests clonaux d'Épicéa commun (Picea abies (L.) Karst.) âgés de 19 ans. Dans les 2 dispositifs, l'angle moyen atteint une inclinaison maximale à gauche au cerne 4. Elle est suivie d'une diminution monotonique de l'angle vers une inclinaison à droite. Les moyennes clonales de l'angle moyen des cernes 3 à 15 s'étalent de 0,5 à 4,7 degrés et de -0,2 à 5,3 degrés respectivement dans les deux tests. L'héritabilité au sens large de l'angle du fil est de 0,42 dans les 2 essais et la pente de la régression de l'angle sur les cernes annuels présente une héritabilité variant entre 0,26 et 0,40. Les corrélations génotypiques montrent que les clones avec un angle élevé dans les cernes proches de la moëlle ont tendance à présenter une évolution plus rapide de l'angle vers un angle droit dans les cernes suivants. Une sélection basée sur un des cernes compris entre le 5$^{\rm e}$ et le 10$^{\rm e}$ est apparue plus efficace pour diminuer l'angle moyen du fil au niveau de l'échantillon considéré

Genetic control of pulp and timber properties in maritime pine (Pinus pinaster Ait.)

Wood is one of our most important natural resources and has been exploited for many hundreds of years as fuel, building material and a source of paper. Its composition is variable among and within species. The ability to monitor the intra-specific variability is a prerequisite to improve wood and end-products properties. This paper describes a study of the genetic control of a large set of wood properties, including growth, timber quality traits, wood chemical composition, kraft pulp production parameters and pulp properties, in a 12 $\times$ 12 half diallel of maritime pine (Pinus pinaster Ait.). While relatively high (h$^{2}_{\rm ns} > 0.3$) narrow-sense heritabilities were observed for density heterogeneity, lignin content, alpha-cellulose content and coarseness, no significant genetic effect was detected for hemi cellulose, water extractives, kraft pulp production parameters and pylodin. Slightly lower heritabilities ($0.15 < {\rm h}^{2}_{\rm ns} < 0.3$) were also obtained for wood density and fibre properties (length, width, curl, zero span). As a consequence and considering the phenotypic coefficient of variation obtained for these traits, improvement by selection of trees with outstanding wood quality is feasible. Nevertheless, it seems obvious that wood quality breeding can not be done without taking into account growth, and the only way to manage this constraint (negative correlation between growth and density) will be the constitution of elite “wood quality" populations in a already growth improved genetic population.Déterminisme génétique des propriétés du bois impliquées dans la production papetière et la qualité du bois d'œuvre chez le Pin maritime (Pinus pinaster Ait.). Le bois, une des ressources naturelles les plus importantes, est exploité depuis des centaines d'années comme combustible, matériau de construction et source de papier. Sa composition est très variable, non seulement entre espèces mais aussi au niveau intra spécifique. La compréhension de cette variabilité intra spécifique est un pré-requis de l'amélioration des propriétés des produits à base de bois. L'objectif de l'étude présentée ici est la compréhension du déterminisme génétique de plusieurs caractères impliqués dans la composition chimique et les propriétés du bois (caractéristiques physiques, paramètres de production industrielle et propriétés de la pâte) grâce à l'étude d'un demi diallèle 12 $\times$ 12. Bien que des héritabilités au sens strict relativement élevées (h$^{2}_{\rm ns} >0,3$) aient été obtenues pour l'hétérogénéité de la densité, les contenus en lignine et en alpha-cellulose et la masse linéique, aucun effet génétique significatif n'a été mis en évidence pour le contenu en hémi-cellulose, les extractibles, les paramètres de production de pâtes kraft, et la densité estimée grâce au pilodyn. Des héritabilités plus faibles ($0.15 < {\rm h}^{2}_{\rm ns} < 0.3$) ont quant à elles été obtenues pour la densité du bois et les propriétés des fibres (longueur, largeur, courbure, rigidité). En conséquence, considérant les coefficients de variation phénotypiques obtenus pour ces caractères, des gains génétiques significatifs peuvent être attendus. Néanmoins, l'amélioration des propriétés du bois ne pourra pas se faire sans prendre en compte la croissance. Le seul moyen de gérer cette contrainte (induite par des corrélations négatives entre croissance et densité) sera la constitution de populations élites pour la qualité du bois au sein de bases génétiques déjà améliorées pour la croissance