目に見えない損失の定量化：3つの木材収穫システムからの温室効果ガス収支と圧密されたスキッドトレイルの9年間の回復

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Forest scientists can use these results to refine models of post-harvest GHG fluxes and recovery trajectories.

🏢実務担当者:Forest managers may consider these findings when selecting harvesting systems to minimize long-term GHG impacts.

🏛政策担当者:Policymakers developing forestry carbon accounting rules should note the persistent GHG alterations from skid trails.

背景：オーストリアのフリッシュ帯の森林土壌は生産性が高いが、機械化された木材収穫による圧密を受けやすい。土壌圧密は、土壌構造、孔隙率、通気性、および温室効果ガス（GHG）動態を変化させる。目的：本研究は、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）、および亜酸化窒素（N2O）の土壌GHGフラックスに対する異なる木材収穫システムの影響を比較し、土壌撹乱後の回復を定量化した。方法：シュタインプラットル実験サイト（オーストリア、クラウゼン＝レオポルツドルフ）において、間伐されたブナ林で、追跡式ハーベスタおよびフォワーダ（H+）、非追跡式ハーベスタおよび上り軸のみにトラックを装着したフォワーダ（H-）、およびケーブル集材による手作業伐採（MC）の3つの収穫システムを用いた管理された前後比較研究を実施した。2022年から2024年にかけて、処理区（H+、H-、MC）および非圧密対照区（C）において、クローズドチャンバー法を用いて土壌GHGフラックスを3週間ごとに測定した。環境予測因子（土壌温度、水分、降水量）で学習させたランダムフォレストモデルを用いて、収穫後435日間（2023年3月10日から2024年6月17日）の各処理のヘクタール当たりのGHG収支を計算するための日次土壌GHGフラックス予測を生成した。さらに、2016年の間伐における非追跡式作業（H16）のスキッドトレイルと隣接する非圧密森林土壌（C16）において、24時間の土壌GHGモニタリング（処理あたり6チャンバー、5分測定サイクル）を用いて長期的な回復を評価した。結果：地上ベースの収穫は3つの土壌GHGフラックスすべてを大幅に変化させたが、ケーブル集材の影響はGHGによって異なった。地上ベースのシステム（H+およびH-）における累積N2O収支は対照区の3倍以上であり、ピーク排出量は施肥された農地に匹敵した。MCは中間的なN2Oフラックスを示し、排出ピークは主に降雨イベント後に発生した。土壌CH4取り込みは全処理で著しく減少し、H+、H-、およびMCはそれぞれCと比較して94%、89%、および51%の減少を示した。CO2換算収支は、H+が最大の気候影響（約77 t CO2-eq ha-1）を生み出し、対照区より32%高かったが、高い空間的不均一性のため統計的有意性は認められなかった。長期モニタリングにより、走行から9年後、H16スキッドトレイルはC16と比較して持続的なGHG変化を示した。N2O排出は上昇したままであり、降雨後のエピソード的なホットモーメントが見られ、CH4取り込みは乾燥条件下では減少したままであったが、湿潤期間中はゼロに近づき、CO2排出は上昇したままであった。結論：H-と比較して、H+システムは土壌の物理的影響を軽減するが、高いGHG排出を生成する。MCは撹乱を最小限に抑えるが、降雨後の高いN2O排出ポテンシャルを示す。土壌GHG動態への影響は、収穫後1年目にH+およびH-で最も顕著であった。しかし、9年後でも、スキッドトレイルは撹乱前の状態に回復せず、むしろ変化した状態で安定化し、ブナの下層植生からイネ科植物が優占する群落への持続的な植生シフトと、車輪跡のわだちにおけるより厚いリター層の蓄積を特徴としていた。これらの変化はH16におけるCO2排出の上昇をもたらし、CH4取り込み率は減少したままであり、土壌水分と温度が高い期間にはエピソード的なN2Oホットモーメントが継続した。我々の結果は、圧密を受けやすい土壌における持続可能な森林管理のために、恒久的なスキッドトレイルネットワークとサイトに適応した技術選択の重要性を強調する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Background: Forest soils in Austria's Flysch zone are highly productive but susceptible to compaction from mechanized timber harvesting. Soil compaction alters soil structure, porosity, aeration, and greenhouse gas (GHG) dynamics.Objectives: This study compared the effects of different timber harvesting systems on soil GHG fluxes of carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O) and quantified recovery following soil disturbance.Methods: At the Steinplattl experimental site (Klausen-Leopoldsdorf, Austria), we performed a controlled before-after study in a thinned beech stand using three harvesting systems: tracked harvester and forwarder (H+), non-tracked harvester and forwarder with tracks on uphill axles only (H-), and manual felling with cable yarding (MC). From 2022-2024, we measured soil GHG fluxes tri-weekly in treatment plots (H+, H-, MC) and uncompacted control plots (C) using closed-chamber technique. Random forest models trained on environmental predictors (soil temperature, moisture, precipitation) were used to generate daily soil GHG flux predictions for calculating GHG budgets per hectare for each treatment over 435 days post-harvest (March 10, 2023 to June 17, 2024).  Additionally, we assessed long-term recovery using 24-hour soil GHG monitoring (six chambers per treatment, 5-minute measurement cycles) at skid trails from non-tracked operations (H16) in a 2016 thinning and adjacent uncompacted forest soil (C16).Results: Ground-based harvesting substantially altered all three soil GHG fluxes, while cable yarding effects varied by GHG. Cumulative N2O budgets in ground-based systems (H+ and H-) were more than 3-fold higher than controls, with peak emissions comparable to fertilized cropland. MC showed intermediate N2O fluxes with emission peaks occurring primarily after rainfall events. Soil CH4 uptake was severely reduced in all treatments, with H+, H-, and MC showing 94%, 89%, and 51% reductions compared to C, respectively. CO2-equivalent budgets revealed that H+ generated the highest climate impact (~77 t CO2-eq ha-1), 32% above controls, though high spatial variability precluded statistical significance. Long-term monitoring revealed that 9 years after trafficking, H16 skid trails showed persistent GHG alterations compared to C16. N2O emissions remained elevated with episodic hot moments after rainfall, CH4 uptake remained reduced under dry conditions but approached zero during wet periods, and CO2 emissions remained elevated.Conclusions: Compared to H-, H+ systems mitigate soil physical impacts but generate elevated GHG emissions. MC minimizes disturbance but exhibits high N2O emission potential after rainfall. Effects on soil GHG dynamics were most pronounced for H+ and H- during the first post-harvest year.  However, even after 9 years, skid trails did not recover to pre-disturbance conditions but rather stabilized in an altered state, characterized by a persistent vegetation shift from beech understory to graminoid-dominated communities and thicker litter layers accumulating in wheel track ruts. These changes resulted in elevated CO2 emissions in H16, while CH4 uptake rates remained reduced and episodic N2O hot moments continued during periods of high soil moisture and temperature. Our results emphasize the importance of permanent skid trail networks and site-adapted technology selection for sustainable forest management on compaction-susceptible soils.

• crossref https://doi.org/10.5194/egusphere-egu26-5533first seen 2026-05-14 23:00:41