Properties of Icelandic wood: density and durability

Það eru um 70 ár síðan að hafist var handa við markvissa nýskógrækt á Íslandi og elstu reitirnir gefa nú af sér hráefni til viðarvinnslu. Fram til þessa hafa fáar rannsóknir verið gerðar á eiginleikum og gæðum trjáviðar hér á landi. Í ritgerðinni er skýrt frá niðurstöðum mælinga á vexti, viðarþéttleika og endingu fjögurra mikilvægra nytjategunda í ræktun á Íslandi. Auk þess er greint frá niðurstöðum mælinga í langtímatilraun á endingu lerkis (af nokkrum tegundum) sem staðsett er á Rannsóknastöð skógræktar á Mógilsá. Í inngangi er fjallað almennt um viðarfræði, þéttleika, endingu viðar og þær trjátegundir sem koma við sögu í þessari rannsókn. Tegundirnar til rannsóknar á þéttleika og endingu voru: Alaskaösp (Populus trichocarpa), sitkagreni (Picea sitchensis), rauðgreni (Picea abies) og stafafura (Pinus contorta). Efniviður fyrir rannsóknina var sóttur í Haukadalsskóg í Biskupstungum og fór vettvangsvinna fram þar vorið 2012. Vöxtur allra tegunda í Haukadal var í meðallagi og svipaður meðalvexti tegundanna á Íslandi og við sambærilegar aðstæður erlendis. Mælingar á viðarþéttleika sitkagrenis og stafafuru voru þær fyrstu sem hafa verið framkvæmdar hér á landi. Niðurstöður sýndu að viðarþéttleiki alaskaaspar var hærri í Haukadal en á vaxtarsvæði tegundarinnar í Ameríku. Stafafuran mældist með hærri þéttleika neðst í stofninum en var annars með mjög jafnan viðarþéttleika, sem var í samræmi við mælingar frá Evrópu og Ameríku. Rauðgreni og sitkagreni vaxa vel í Haukadal en voru með viðarþéttleika við lægri mörk sömu tegunda í Evrópu og Ameríku. Kjarnaviður sitkagrenis mældist með hærri þéttleika en rysjuviður, en enginn munur var hjá öðrum tegundum í því tilliti. Til að mæla endingu viðar var sett út stöðluð pinnatilraun (stake test) í hlíðar Esju ofan við Mógilsá. Pinnar voru vigtaðir á hverju ári til að fylgjast með niðurbroti, en ekki verður hægt að framkvæma mat samkvæmt staðli fyrr en 5 árum eftir að tilraunin var sett út (sumarið 2017). Eftir fjögur ár var þyngdartap pinna mest hjá alaskaöspinni (26%) sem var um helmingi meira en hjá pinnum barrtegunda, en rauðgrenið var með minnst þyngdartap (10,8%). Pinnar úr kjarnavið voru með minna þyngdartap hjá öllum tegundum. Eftir 4 ár voru pinnar allra tegunda með greinileg merki um fúa en var þó mest áberandi hjá öspinni. Við mælingar á lerkitilraun kom í ljós vatnsupptaka lerkitegunda var marktækt lægri en hjá rauðgreni og skógarfuru (Pinus sylvestris). Einnig kom í ljós hjá öllum tegundum að sýni sem höfðu fengið háhita-meðhöndlun voru með minni vatnsupptöku en ómeðhöndluð sýni. Ekki var marktækur munur á upptöku vatns milli lerkitegunda. Samkvæmt niðurstöðum stenst íslenskur trjáviður samanburð við sömu tegundir í Evrópu og Ameríku. Niðurstöðurnar gefa vísbendingar um að íslenskur viður muni uppfylla gæðastaðla og með reynslu og rannsóknum eiga ræktendur að geta aukið gæðin til framtíðar.Approximately 70 years have passed since large-scale forest planting began in Iceland, and today the oldest stands yield raw material for wood production. Until now, few studies have been made on the quality of Icelandic timber. This thesis reports measurement of forest growth, wood density and durability of four important tree species used for cultivation in Iceland. Furthermore, it reports the results of a long-term study at the Icelandic Forest Research at Mógilsá, in measuring durability of larch of different species. The introduction chapter covers general wood studies, density and durability of wood, and considers the tree species used for the study. The species used for measurements of wood density and durability were: black cottonwood (Populus trichocarpa), Sitka spruce (Picea sitchensis), Norway spruce (Picea abies), and lodgepole pine (Pinus contorta). Lumber used for the research was wood from stands in Haukadalur in Biskupstungur, and fieldwork was conducted on site in spring 2012. Growth of all the species at Haukadalur was at average compared to the growth of the same species in other Icelandic plantations, and compared with compatible conditions overseas. Measurements of wood density in Sitka spruce and lodgepole pine were the first ever conducted in Iceland. Results showed higher wood density in black cottonwood in Haukadalur than in the species’ growth in North America. Lodgepole pine had higher density lowest in the trunk, but otherwise its’ basic wood density was quite evenly distributed, which corresponds well to European and American measurements. Growing conditions in Haukadalur are favourable for Norway spruce and Sitka spruce, but their density was at the lower range of wood density reported for the same species in Europe and North America. The heartwood of Sitka spruce had higher density than sapwood, but no difference was detected in the other species. For measuring wood durability, a standard stake test was put out in the hills of Esja above Mógilsá. Stakes were weighted every year to observe degradation, but it is only possible to carry out a standardized evaluation after five years’ time (summer 2017). After four years, stakes weightloss was highest in black cottonwood (26%), which was double as high as the weightloss of the coniferous tree stakes. Norway spruce had the lowest weight loss (10.8%) after four years. Stakes from heartwood of all the species had the least weightloss compared to the stakes from sapwood. The stakes of all the species had clear signs of decay after four years in the ground, although it was most apparent in the black cottonwood. During measurements of the long-term larch experiment, I found that larch had a significantly lower water intake than Norway spruce and Scots pine (Pinus sylvestris). Furthermore, all the species showed that the wood samples which had undergone a high-heat treatment had lesser water intake than untreated examples. No significant difference was found in intake of water between different species of larch. The present findings for the Icelandic wood samples generally compared well with studies on the same tree species in Europe and North America. The results indicated that the Icelandic wood will meet most wood quality standards and that Iceland’s forest owners should be able to further improve the wood quality with proper forest management