Trjákynbætur og nýting erfðaauðlinda í íslenskri skógrækt eru langtímaverkefni sem jafnframt hafa mikil og víðtæk áhrif á þróun og möguleika skógræktar þegar til lengri tíma er litið. Bætt aðlögun þess efniviðar sem notaður er til skógræktar að breytilegu loftslagi hefur frá upphafi verið meginmarkmið allra þeirra verkefna sem tengjast kynbótum og nýtingu erfðaauðlinda á Mógilsá.

Markmið rannsóknanna eru að finna, velja og þróa til ræktunar þann efnivið (erfðahóp) fyrir hverja tegund sem sýnir öruggan og hraðan vöxt við núverandi, kaldara eða hlýrra loftslag í sem flestum landshlutum. Með úrvali og kynbótum má síðan svara enn frekar kröfum um framleiðniaukningu og heilbrigði ræktaðra skóga á Íslandi.

Verkefnin eru mislangt á veg komin eftir trjátegundum, en eru unnin með því að bera saman til lengri tíma vöxt og þrif sömu erfðahópa á mismunandi tilraunastöðum, þar sem tilraunastaðirnir endurspegla mun í veðurfari milli staða og landshluta. Við mat á hæfni hinna ýmsu erfðahópa er rík áhersla lögð á val á þeim efnivið sem hefur mest þol gagnvart íslenskri veðráttu og þol gagnvart veðurfarsbreytileika, auk hámarksframleiðni og almennu heilbrigði.

Erfðaauðlindir

Hæfni einstakra trjáa eða trjátegunda til þess að vaxa og dafna í umhverfi sínu ræðst af erfðum. Öll tré sem vaxin eru upp af fræi hafa mismunandi arfgenga eiginleika, en munurinn milli trjáa í slíkum eiginleikum er mismikill, og ræðst m.a. af innbyrðis skyldleika þeirra og uppruna. Að baki sjáanlegs, arfgengs breytileika í eiginleikum trjáa á borð við vaxtarhraða eða aðlögunargetu að tilteknu umhverfi liggur fjölbreytni hinna ýmsu erfðavísa á erfðaefninu og hefur sú fjölbreytni orðið til við líffræðilega þróun og náttúruval á þúsundum eða milljónum ára. Á löngu þróunarskeiði hefur hver tegund verið mótuð, með náttúruvali, til þess að lifa af, keppa og geta af sér afkvæmi í fjölbreytilegu loftslagi og í mismunandi jarðvegi, í samkeppni við fjölmargar aðrar tegundir. Erfðabreytileiki innan tegunda gerir tegundinni kleift að standast margs konar utanaðkomandi áreiti og áföll, hvort sem þau stafa af breytingum í veðurfari eða loftslagi, meindýrum eða sjúkdómum. Það má því líta á summu alls erfðabreytileika sem er að finna innan trjátegunda sem sjóð, forðabúr eða auðlind, sem tegundin á inni og grípur til „þegar harðnar í ári“.

Með hugtakinu „erfðaauðlindir“ er bæði átt við fyrrnefnda eiginleika hjá tiltekinni trjátegund en þó oftast með áherslu á þá ræktunareiginleika sem helst geta gagnast manninum. Miðað við dýrategundir eða aðrar plöntur hafa flestar trjátegundir að bera óvenjumikinn erfðabreytileika. Fæstar trjátegundir hafa verið í ræktun lengur en einn mannsaldur og því er varla hægt, enn sem komið er a.m.k., að gera greinarmun á ræktuðum og villtum stofnum tegunda, nema í undantekningartilvikum.

Kvæmi

Án tilltis til þess hvort um er að ræða innlendar eða innfluttar tegundir er sjaldnast nægilegt að ákveða hvaða tegund eigi að taka til ræktunar. Einnig verður að taka mið af því hvar fræið er upprunnið, m.ö.o. verður að taka tillits til kvæmis þessarar sömu trjátegundar. Sé þetta ekki gert, er undir hælinn lagt hvort árangurinn verður eins og til er sáð. Þannig má rekja mörg verstu mistök sem gerð hafa verið í nýskógrækt til rangs kvæmavals og vitna um það mýmörg innlend og erlend dæmi.

Tegundir eru misjafnlega sérhæfðar í aðlögun og hegðun og er hér á landi að finna ýmsar tegundir sem reynslan sýnir að séu afar „auðveldar í kvæmavali“ þ.e. ekki þurfi mikla fyrirhöfn eða langvinnar rannsóknir til þess að finna „hentugt“ kvæmi. Dæmi um slíkar tegundir eru t.a.m. elritegundir á borð við gráöl (Alnus incana) eða blæöl (A. tenuifolia). Aðrar tegundir, svo sem skógarfura, birkitegundir eða alaskaaösp, geta verið öllu vandfýsnari á vaxtaraðstæður og verður við ræktun þeirra að leggja mun meiri alúð í undirbúninginn, t.d. með kvæmarannsóknum (eða klónarannsóknum í tilviki alaskaaspar), ef tryggja á örugga og áfallalausa ræktun. Hjá slíkum tegundum getur lítils háttar flutningur frá upprunastað norður á bóginn haft í för með sér aukin afföll eða frostskemmdir vegna haustkals. Flutningur kvæma úr meginlandsloftslagi í strandloftslag getur aftur leitt til þess að hætta aukist á að trén lifni of snemma úr dvala að vorlagi, með þeim afleiðingum að skemmdir verða í vorfrostum. Þetta getur jafnvel gerst við ræktun íslenskra kvæma á Íslandi.

Munur milli kvæma liggur bæði í aðlögun að mismunandi veðurfari og í ættarvenslum (skyldleikatengslum) trjáa frá sama upprunastað. Ástæðan fyrir því að tré sem eru af sama kvæmi hegða sér líkar en tré af mismunandi kvæmi liggur í því að tré sem þrifist hafa og þróast á sama svæði hafa lotið sama valþrýstingi mikilvægustu vistþátta.

Einnig getur ástæðan verið sú að tré sem vaxa nær hvert öðru hafa ríkari tilhneigingu til þess að æxlast innbyrðis en tré sem vaxa langt frá hvert öðru. Því má greina tilhneigingu til „ættbálkamyndunar“ meðal trjáa, líkt og hjá mönnum. Með hverri kynslóð eykst þannig munur arfgengra eiginleika milli kvæma, bæði vegna skyldleika trjáa frá sama svæði og vegna þess að vistþættir halda áfram að móta trén á hverjum stað með náttúruvali í hverri kynslóð. Kvæmið verður þannig með hverri kynslóð hæfara að lifa á tilteknum stað, með því að það aðlagast hnattstöðu (ljóslotu), þurrki, hita, næturfrostum, snjóþyngslum, sjúkdómum, meindýrum eða hvað sem það nú er sem ræður mestu um hvort hvort fleiri eða færri tré komast á legg í hverri kynslóð.

Trjákynbætur

Trjákynbætur eru stundaðar víða um heim í því skyni að betrumbæta þann efnivið sem notaður er í skógrækt. Með kynbótum er gengið skrefi lengra en að velja kvæmi eða villtan klón. Einstök tré eru valin m.t.t. áhugaverðra eiginleika, þeim æxlað saman við önnur valin tré og afkvæmin prófuð m.t.t. þeirra eiginleika sem leitast er við að bæta. Foreldrum bestu afkvæmahópanna er síðan komið fyrir í frægarði en foreldrar lakari afkvæma eru teknir út úr kynbótaverkefninu. Í tilfellum tegunda sem hægt er að fjölga með klónun, t.d. alaskaösp, er frægarðinum sleppt og bestu afkvæmum fjölgað beint með græðlingarækt.

Þeir eiginleikar trjáa sem sóst er eftir að bæta eru einkum þeir sem hafa efnahagslega þýðingu: vaxtarhraði, vaxtarlag, viðargæði og sjúkdómaþol. Þá er ávallt kynbætt m.t.t. þess að nota afkvæmin á tilteknu svæði og er aðlögun að veðurfari þess svæðis því einnig mjög mikilvæg. Þessir þættir geta verið tengdir innbyrðis, ýmist sem samstæður eða andstæður, og þeir hafa mismikla arfgengni, þ.e.a.s. er mismikið stjórnað af erfðum eða umhverfi. Það er því sjaldnast hægt að ná miklum árangri í að kynbæta m.t.t. margra eiginleika í einu og suma eiginleika er auðveldara að bæta með góðum ræktunaraðferðum en með kynbótum. Kynbætur koma aldrei í staðinn fyrir góða ræktun og umhirðu, en þær geta skilað verulegum árangri, sérstaklega þegar vel er staðið að ræktun.

Kynbætur eru stundaðar á öllum helstu nytjaskógategundum sem ræktaðar eru hérlendis, birki, lerki, stafafuru, sitkagreni og alaskaösp. Einnig er unnið að kynbótum á fjallaþin til jólatrjáaræktunar. Markmið með kynbótum á birki eru að bæta vaxtarlag og vaxtarhraða auk þess að kalla fram hvítan börk (Embla). Hjá lerki eru markmiðin að bæta aðlögun og vaxtarlag og í því skyni eru búnir til blendingar evrópulerkis og rússalerkis (Hrymur). Hjá alaskaösp eru markmiðin að ná fram þoli gagnvart asparryði ásamt því að bæta aðlögun og vaxtarlag. Hjá sitkagreni er aðlögun, þol gagnvart sitkalús og vaxtarlag í fyrirrúmi. Tvenns konar markmið eru með kynbótum á stafafuru, beinvaxin og hraðvaxta tré til timburframleiðslu aðlöguð íslenskum aðstæðum og þéttvaxin tré til jólatrjáaræktunar. Kynbætur á fjallaþin eiga að skila tveimur afbrigðum sem henta til jólatrjáaræktar hérlendis, grænu afbrigði og bláleitu afbrigði.

Hlutverk rannsóknasviðs

Hlutverk Mógilsár, rannsóknasviðs Skógræktarinnar, á þessu fagsviði er að afla og miðla vísindalegra gagna um verndun og sjálfbæra nýtingu erfðaauðlinda í íslenskri skógrækt og vera stjórnvöldum og hagsmunaaðilum til ráðgjafar um þau mál. Það vill Mógilsá gera m.a. með því að:

  • að afla vísindalegra gagna og miðla upplýsingum um tegundaval í hinum ýmsu landshlutum
  • að rannsaka og miðla upplýsingum um kvæma- og klónaval einstakra trjátegunda í mismunandi landshlutum
  • að stunda kynbætur á völdum trjátegundum á Íslandi
  • að rannsaka vaxtartakt valinna trjátegunda t.d. með frostþolsprófunum
  • að afla vísindalegra gagna sem varða aðlögun skóga að breyttu loftslagi (tengsl við „vistfræði skóga“, „trjá- og skógarheilsu“ og „fagsvið um loftslagsmál“)

Unnið er með hliðsjón af samningum og stefnumótunum sem íslensk stjórnvöld hafa samþykkt, m.a.

  • Samningurinn um líffræðilega fjölbreytni (Sameinuðu þjóðirnar 1992) og stefnumörkun Íslands um framkvæmd þess samnings (Umhverfisráðuneytið 2008) fjallar um sjálfbæra nýtingu erfðaauðlinda og annarra auðlinda sem felast í líffræðilegri fjölbreytni. Í fyrstu grein samningsins um líffræðilega fjölbreytni stendur: „Markmið samnings þessa ... eru vernd líffræðilegrar fjölbreytni, sjálfbær nýting efnisþátta hennar og sanngjörn og réttlát skipting þess hagnaðar sem stafar af nýtingu erfðaauðlinda, þ.m.t. hæfilegur aðgangur að erfðaauðlindum ...“
  • Verndun erfðaauðlinda skóga í Evrópu; yfirlýsing S2 frá fyrsta fundi evrópskra skógarmálaráðherra um verndun skóga í Evrópu (Strasbourg, 1990) og yfirlýsing H2 frá öðrum fundi (Helsinki 1993).
  • Selfossyfirlýsingin um sjálfbæra skógrækt: „..leggja áherslu á þýðingu trjákynbóta, m.a. annars í því augnamiði að tryggja erfðafræðilega aðlögun að loftslagsbreytingum og að grípa til aðgerða þegar slíkt telst nauðsynlegt“