Muuttuuko vanha metsä hiilidioksidin lähteeksi?

kasvihuonekaasut
metsät
#1

Missä vaiheessa vanha metsä muuttuu hiilidioksidin lähteeksi jos muuttuu?

(Tuomo Kalliokoski) #2

Kysyjä ei määrittele kysymyksessä, missä päin maailmaa ollaan. Vanhojen metsien hiilitaseesta on valitettavan vähän tutkimusta ja julkaistujen tutkimusten perusteella vanhan metsän hiilitase näyttää riippuvan voimakkaasti kunkin ekosysteemin erityispiirteistä.

Selvästikin lauhkean kasvillisuusvyöhykkeen sademetsät Pohjois-Amerikassa, joissa puut kasvavat jopa 100 m pitkiksi ja kasvavat edelleen jopa 1000 vuoden iässä, säilyvät myös hiilinieluina paljon pitempään kuin vaikka lyhempi-ikäiset lehtipuumetsiköt, jotka uudistuvat pienaukkodynamiikan kautta. Mitä luultavimmin eri ekosysteemit huomioiden löytyy vanhoja metsiä, jotka ovat merkittäviä hiilinieluja (Zhou 2006, Luyssaert um. 2008), hiilineutraaleja (Kashian ym. 2013), tai hiilen lähteitä (Taylor ym. 2014).

Nettoekosysteemituotos (Net ecosystem production, NEP), eli metsikön yhteytystuotoksen ja hengityksen erotus, on boreaalisissa oloissa (eli pohjoisella havumetsävyohykeellä) suurimmillaan 40-100 vuotiaissa metsissä. Selittäviä teorioita NEP:n laskuun metsikön ikääntyessä on useampia, mm. puiden koon aiheuttama rajoite veden kuljetukselle, hengityksen osuuden kasvu suhteessa yhteytystuotokseen, tai maaperän ravinteiden riittävyys.

Yleisessä keskustelussa vanhojen metsien hiilitaseista olisi tärkeää määritellä, mikä ymmärretään vanhaksi metsäksi. Esimerkiksi Taylor ym. (2014) tutkimuksen mukaan kyseisen boreaalisen havumetsän hiilensidonta oli suurinta 92 vuoden iässä, mutta 140-200 vuoden iässä metsä oli hiilen lähde. Luyssaert ym. (2008) tutkimuksen mukaan osa metsistä oli hiilinieluja vielä yli 300 vuoden iässä.

Siirtymä yhden puulajin tasaikäisestä metsästä monikerroksiseksi ja monilajiseksi metsäksi tunnetaan edelleen huonosti. Tämä vaihe voi kestää pitkään ja metsä säilyä hiilinieluna satoja vuosia, mutta kehitys voi johtaa myös kasvun hiipumiseen esimerkiksi soistumisen myötä. Metsän hiilinielun kehityksen kannalta olennainen kysymys on, kuinka maaperän hiilitase kehittyy. Jatkuuko hiilen kertyminen maaperään erityisesti pitkäikäisten hiiliyhdisteiden muodossa, vai kääntyykö maaperä hiilen lähteeksi lisääntyvän maahengityksen seurauksena? Erityisesti sienijuurten karikkeen on ehdotettu kerryttävän maaperän hiilivarastoa (Clemmensen ym. 2013, 2015). Näiden mykorritsojen toiminta hiilidynamiikan näkökulmasta tunnetaan kuitenkin edelleen huonosti. Olennaista on myös hiilitaseen näkökulmasta, mikä on kuolleen puun hiilivaraston koko. Suomalaisten talousmetsien kuolleen puun hiilivarasto on hyvin pieni (n. 4 m3/ha), kun luonnontilaisessa metsässä olisi kuollutta puuta n. 100 m3/ha.

Lähteet:

K. E. Clemmensen, A. Bahr, O. Ovaskainen, A. Dahlberg, A. Ekblad, H. Wallander, J. Stenlid, R. D. Finlay, D. A. Wardle, B. D. Lindahl. 2013. Roots and associated fungi drive long-term carbon sequestration in boreal forest. Science 339: 1615-1618.

K. E. Clemmensen, R. D. Finlay, A.Dahlberg, J. Stenlid, D. A. Wardle, B. D. Lindahl. 2015. Carbon sequestration is related to mycorrhizal fungal community shifts during long‐term succession in boreal forests. New Phytologist 205: 1525-1536.

Guoyi Zhou, Shuguang Liu, Zhian Li, Deqiang Zhang, Xuli Tang, Chuanyan Zhou, Junhua Yan, Jiangming Mo. 2006. Old-Growth Forests Can Accumulate Carbon in Soils. Science 314: 1417.

Kashian DM, Romme WH, Tinker DB, Turner MG, Ryan MG. 2013. Post-fire changes in forest carbon storage over a 300-year chronosequence of Pinus contorta-dominated forest. Ecological Monographs 83:49–66.

Sebastiaan Luyssaert, E.-Detlef Schulze, Annett Börner, Alexander Knohl, Dominik Hessenmöller, Beverly E. Law, Philippe Ciais & John Grace. 2008. Old-growth forests as global carbon sinks. Nature 455: 213–215.

#3

Puhutaan nyt suomalaisista/pohjoisista metsistä, koska olemme täällä.

Maallikon havaintona ja uutisia seuraavana uskallan väittää että hoitamaton metsä muuttuu vanhetessaan nielusta lähteeksi viimeistään kun se lopulta palaa. Kuten Ruotsissa viime kesänä kävi, ilmiö on toistununut vuosituhansia.

Onko niin että hiilenkeräämisen kannalta metsän puusto olisi parasta pitää 40-100 vuotiaana jatkuvalla kasvatuksella maksimaalisen hiillen sitomisen aikaan saamiseksi?

Eikö ole myös niin että palouria hakkaamalla massiivisilta paloilta olisi helpoin välttyä?

(Tuomo Kalliokoski) #4

Tuhojen vaikutus metsien hiilinieluun on tosiasia.Tällä hetkellä Suomen metsäpinta-alasta n. 4%:lla on merkittävä metsätuho. Ilmaston lämmetessä metsätuhojen ennustetaan kasvavan. Metsäpalojen vaikutusta Suomen metsien hiilinieluun on tutkinut mm. Markku Larjavaara väitöskirjassaan. Kyseisessä tutkimuksessa saatiin tulos, jonka mukaan ilman ihmisten aiheuttamia metsäpaloja palofrekvenssi olisi Pohjois-Suomessa useita tuhansia vuosia ja Etelä-Suomessakin yli 100 vuotta.

Ilmastonmuutoksen rajoittamisen kannalta olennaista on, kuinka pitkään hiili saadaan pidettyä pois ilmakehästä. Jos metsät pidetään 40-100 vuotiaina, on niiden hiilivarasto pienempi kuin vanhemmissa metsissä. Hiili pitäisi siis saada pidettyä puusta tehdyissä tuotteissa mahdollisimman pitkään ja puutuotteilla pitäisi korvata paljon päästöjä tuottavia materiaaleja kuten betonia ja terästä rakentamisessa. Lyhytkestoisten puutuotteiden (elinkaari 2-10 vuotta) osuutta hakatusta puumäärästä pitäisi saada pienennettyä.

Ilmastotavoitteiden saavuttamiseksi meidän pitää kasvattaa nieluja nykyisistä. Tässä hakkuutaso on ratkaiseva, mutta myös metsänhoidon tavoilla on merkitystä. Harvennushakkuita lieventämällä ja kiertoaikoja pidentämällä voitaisiin metsien hiilivarastoa kasvattaa nykyisestä ja näin voimistaa hiilinielua. Jatkuvan kasvatuksen keinoin ei tämän hetkisen käsityksen mukaan pystytä metsien hiilivarastoa merkittävästi lisäämään. Tosin maaperän hiilitaseen kehitys voi poiketa tasaikäisestä metsästä, mutta tutkimustietoa asiasta on toistaiseksi verraten vähän.

Larjavaara M. (2005). Climate and forest fires in Finland – influence of lightning-caused ignitions and fuel moisture. https://doi.org/10.14214/df.5