Ilmastonmuutos ja puulajivalinta Voiko metsänhoito muuttaa ilmastoa

Transkriptio

1 Ilmastonmuutos ja puulajivalinta Voiko metsänhoito muuttaa ilmastoa Tuomo Kalliokoski, Annikki Mäkelä ym

2 Sisältö Ilmastonmuutosskenaarioista ja ilmastonmuutoksesta Suomessa Metsien potentiaalisesta tuotoksesta Sopeutuminen ilmastonmuutokseen Puulajien eroista sopeutumisessa Ilmastonmuutoksen hillintä Voidaanko metsien hoidolla vaikuttaa/miten voidaan vaikuttaa tulevaan kehitykseen? Puulajien välisistä eroista ilmastonmuutoksen hillinnässä

3 Ilmastonmuutosskenaariot ja ilmastonmuutos Suomessa

4 Missä olemme nyt? Toteutuneet emissiot, GtCO 2 /vuosi Olivier et al. 2012, Trends in global co2 emissions

5 Emissioskenaariot (IPCC AR4) A2, A1B, B1 Ilmakehän CO2 konsentraatio (ppm)

6 Skenaarioilmasto SRESB1, SRESAB1 and SRESA2 emissioskenaariot Perussääjakso Kolme skenaariojaksoa, , , Kullekin jaksolle keskimääräinen päivittäinen muutos lämpötilassa, sadannassa, höyrynpaineessa ja säteilyssä, 10 x 10 km hila Suomesta 9 ilmastomallia GCM SRES B1 SRES A1B SRES A2 bccr_bcm2_0 X X X cccma_cgm3_1 X X X cnrm_cm3 X X csiro_mk3_5 X X X giss_model_e_r X X X inmcm3_0 X X X ipsl_cm4 X X X miroc3_2_medres X X X mri_cgcm2_3_2a X X X

7 Vuoden keskilämpötila ( C) A2 2011, 2051,

8 Vuotuinen sademäärä (mm)

9 Kasvukauden sää Lämpötila ( C), 7 vrk liukuva ka Kevään lämpötila? Epäjatkuvuus päivän pituudessa ja lämpötilassa Vaikutus fenologiaan? Sadanta (mm/vrk), 30 vrk liukuva ka Sateiden jaksottuminen? Muutokset sateiden voimakkuudessa? Kuivuusjaksojen todennäköisyys?

10 Minimitekijä boreaalisissa metsissä on typpi Suomen typpilaskeuma on pienentynyt luvun lopulta prosenttia. Typpilaskeuman tuleva kehitys? Mitä tapahtuu maaperässä lämpenemisen seurauksena?

11 Metsien potentiaalinen tuottavuus

12 Yksinkertainen työkalu primaarituotoksen mallintamiseen - PRELES Mallin syötteet: Säämuuttujat lämpötila (T), osahöyrynpaineen vajaus (VPD), sadanta (R), ja fotosynteettisesti aktiivisen fotonivuon tiheys (PPFD) Säämuuttujat A2 skenaarion mukaiset Osuus absorboidusta PPFD:sta = 1 (kaikki tuleva säteily absorboidaan) Kolme maaperäparametria kenttäkapasiteetti, lakastumispiste, ja valunta kenttäkapasiteetin ylittävästä osuudesta

13 Potentiaalinen primaarituotos - suhteellinen muutos

14 Haihdunta suhteellinen muutos

15 Maan vesipitoisuus suhteellinen muutos

16 Potentiaalinen primaarituotos gc/m2/vuosi 2000 A A

17 Haihdunta mm/m2/vuosi 2000 A A

18 Maan vesipitoisuus mm/m A A

19 Mitä tavoitellaan? Lyhyt aikaväli Keskipitkä aikaväli Pitkä aikaväli Sopeutuminen vs. hillintä? Potentiaalinen kasvumahdollisuus Luontainen uudistaminen Muutokset metsiköiden lajikoostumuksessa Alkuperien vaihto Puulajien vaihto Puulajien erot ilmastonmuutokseen sopeutumisessa ja hillinnässä

20 Sopeutuminen

21 Ilmastonmuutoksen vaikutukset puihin Suurempi yhteytystuotos ja parempi mineralisaatio nopeampi kehitys Korkeampi biomassa Hiilidioksidipitoisuuden lisääntyminen ja hajotusnopeuden nousu rehevöittävät kasvupaikkoja Matalampi maksimi-ikä kuivuuden myrskyjen uusien bioottisten taudinaiheuttajien riski kasvaa

22 Lehtipuut vs. havupuut Lämpötilan nousu ja typen nousu auttaa erityisesti nopeakasvuisia lehtipuita, koska: korkea yhteytyksen optimilämpötila, ja yhteytystuotteiden allokaatio on joustavampaa kuin havupuilla (eli jos maassa paljon typpeä, pystyvät ohjaamaan kasvustaan suuremman osan maanpäälliseen osaan ja kasvattamaan suhteellisesti enemmän lehvästöä) Kasvukauden piteneminen parantaa erityisesti tammen kasvuedellytyksiä, koska sen kasvutavasta johtuen se saa tuottavat lehdet hyvin myöhään keväällä valmiiksi

23 Kasvutilan täyttyminen nopeutuu Lämpeneminen suosii siementuotantoa Lämpeneminen parantaa itävyyttä (kuivuutta ei keväällä) kasvupaikkojen muuttuminen viljavimmaksi edistää nopeakasvuisia lajeja vs. hidaskasvuisia eli havupuiden uudistaminen avohakkuun jälkeen tulee hankalammaksi

24 Tuotos, m 3 /ha Suomessa kasvavien puulajien nykyisiä kehityseroja Kehitysnopeus kiihtyy kaikissa mutta erityisesti tehokasta kasvutapaa hyödyntävissä Eli ilmastonmuutos siirtää käyriä vasemmalle Ikä, vuotta Hybridihaapa Lehtikuusi Kuusi Rauduskoivu ja tervaleppä Saarni Tammi

25 Kuusen kasvattamisen edullisuuteen vaikuttaa negatiivisesti monia asioita: Näillä skenaarioilla PRELESsimuloinneissa ei kuivuutta! uudistamisvaikeudet tuotoksen suhteellinen edullisuus vähenee alttius kuivuudelle varsinkin jos liian lajittuneilla mailla myrskytuhomahdollisuus (talvimyrskyt roudattomassa maassa) Kliimaksominaisuuksia omaavien lehtipuiden edullisuus kasvaa E-S (tammi, lehmus)

26 Muutos puulajikoostumuksessa Shanin et al Sekametsät tuottivat enemmän biomassaa ja suuremman hiilensidonnan kuin yhden puulajin metsiköt erityisesti hyötyivät havupuusekametsät

27 Hillintä

28 Säteilypakote (W/m 2) - käsite Yhden kg CO 2 ilmakehän lämmitysvaikutus IPCC:n kerroin hiilidioksidin lämmitysvaikutukselle x W/m 2 /kg Pystytään yhteismitallistamaan eri tekijöiden lämmitysvaikutus ilmakehässä CO2, CH4, NOx, albedo, VOC, Aerosolit Kuusi, koivu ja mäntymetsikön hiilidynamiikka PipeQual, PuMe, ja Motti malleilla Maaperän hiilidynamiikka Yasso mallilla Albedo satelliittikuvien perusteella VOC:it ja aerosolit SOSA mallilla

29 Muutokset hiilivarastoissa kuusi, yksi kiertoaika, kgc/m

30 CO 2 säteilypakote (W/m2) yksi kiertoaika

31 Albedon säteilypakote (W/m 2 ) - yksi kiertoaika

32 Säteilypakote (W/m 2 ) puulajin vaihto Toisen kiertoajan ajanhetkellä 60 v. kuusen ja kuusikoivuksi skenaarioiden säteilypakote on käytännössä sama Kumulatiivinen lämmitysvaikutus on suurempi kuusi - skenaariossa

33 Kiitos