Metsäbiotalous muuttuvassa ilmastossa

Transkriptio

1 Metsäbiotalous muuttuvassa ilmastossa Professori Heli Peltola, Itä-Suomen yliopisto Studia Generalia Erkki Oksanen/LUKE Heli Peltola/UEF Erkki Oksanen/LUKE Erkki Oksanen/LUKE

2 FORBIO: Kestävä, ilmastoneutraali ja resurssitehokas metsäbiotalous (konsortion johtaja ja varajohtaja: prof. Heli Peltola ja prof. Jyrki Kangas, UEF) UEF // University of Eastern Finland

3 FORBIO hankkeen tutkimusteemat ( 1. Metsäbiomassan tuotannon tehostaminen, ottaen huomioon metsien hoidossa eri ekosysteemipalvelut, riskien hallinta, tarve sopeutua ilmastonmuutokseen ja hillitä sitä. 2. Metsävarojen resurssitehokkaan ja vähähiilisen hyödyntämisen tehostaminen sekä teollisten symbioosien raakaainehuollon turvaaminen puunhankinnan teknologiaa, järjestelmiä ja infraa kehittämällä. 3. Korkean jalostusasteen biokemikaalien ja muiden lopputuotteiden valmistamisen tehostaminen puuraaka-aineen laadun paremmalla hallinnalla ja erilaisia fraktiointi-, konversio- ja analytiikkamenetelmiä hyödyntämällä. 4. Kasvavan metsäbiotalouden kestävyyden (taloudellinen, ekologinen ja sosiaalinen) ja hyväksyttävyyden turvaaminen pitkäjänteisesti. 5. Metsäbiotalouden kehitysmahdollisuudet Suomessa ja siihen vaikuttavat tekijät (globaalimuutos, kansainväliset markkinat, EU:n päätökset, kansalliset politiikat ja toimenpiteet). Erkki Oksanen/LUKE Heli Peltola/UEF Erkki Oksanen/LUKE Erkki Oksanen/LUKE

4 Suomen metsävarojen kehitys ja niihin vaikuttaneet tekijät Metsien käsittelyn painotukset eri aikoina: 1. Luonnonmetsät (-1850); 2. Määrämittaharsinta ( ); 3. Luonnonmukainen metsien käsittely ( ); 4. Tehostettu puuntuotanto ( ); 5. Metsien monikäyttö ja monimuotoisuus ( ); 6. Puun raaka-aineen ominaisuudet ( ) 7. Metsien hoidon ja käytön monipuolistaminen (2010-). Metsien käsittelyn painotuksiin vaikuttaneet: - ekologiset, puuntuotannolliset, liiketaloudelliset tekijät ja yhteiskunnan kehitys sekä vallitsevat arvostukset.

5 Voidaanko Suomessa lisätä metsäbiomassan käyttöä energiaksi ja puupohjaisiin tuotteisiin? - Suomessa runkopuun kokonaiskasvu ja hakkuukertymä, toteuma v (talousmetsät): 105 (99) & 65 milj. m3/v - Runkopuun kokonaiskasvu ja hakkuukertymä, tavoite v (2050): ( ) & 80 milj. m3/v. - Suomen metsät ovat merkittäviä hiilennieluja ja varastoja (hakkuut selvästi pienempiä kuin puuston nettokasvu). (Kansallinen metsästrategia 2025)

6 Globaali ilmastonmuutos ja sen vaikutukset Suomen ilmastoon (CMIP5, IPCC 2013) RCP2.6 lievä, RCP4.5 (& RCP6.0) keskivoimakas ja RCP8.5 voimakas ilmastonmuutos

7 Keskilämpötila muuttuvassa ilmastossa , ja (vas. oik.) RCP2.6: lievä ilmastonmuutos RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Aineisto: Ilmatieteen laitos

8 Lämpösumma (Tvrk> 5 0 C) muuttuvassa ilmastossa , ja (vas. oik.) RCP2.6: lievä ilmastonmuutos RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Aineisto: Ilmatieteen laitos

9 Sadanta muuttuvassa ilmastossa , ja (vas. oik.) RCP2.6: lievä ilmastonmuutos RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Aineisto: Ilmatieteen laitos

10 Metsien hiilivarastot nyky- ja muuttuvassa ilmastossa (SIMA-mallilaskelmat VMI 10. kivennäismaakoealoilla; Tapion 2014 metsänhoitosuositukset) Nykyilmasto RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Myös nykyilmastossa metsien hiilivarastot (maa ja puusto) muuttuvat, mihin vaikuttaa nykyinen metsien ikäja puulajirakenne sekä metsänhoidon ja käytön intensiteetti. - Ilmastonmuutos voi vaikuttaa metsien hiilivarastoihin (puiden synty-, kasvu- ja kuolemisprosessit) joko lisäävästi tai vähentävästi riippuen alueesta ja ilmastonmuutoksen voimakkuudesta. - Tässä esimerkkilaskemassa oli Pohjois-Suomessa suojeltu 20-30% ja Itä-Suomessa 10% pinta-alasta. Hiilivarasto, Mg/ha (FORBIO proj., AlRahaleh ym. 2017)

11 Metsien tilavuuskasvu nyky- ja muuttuvassa ilmastossa (SIMA-mallilaskelmat VMI 10. kivennäismaakoealoilla; Tapion 2014 metsänhoitosuositukset) Nykyilmasto RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Myös metsien tilavuuskasvu muuttuu nykyilmastossakin, mihin vaikuttaa yhdessä nykyinen metsien ikä- ja puulajirakenne sekä metsänhoidon ja käytön intensiteetti. - Muuttuvassa ilmastossa se lisääntyy eritoten Pohjois-Suomessa, kun taas Etelä-Suomessa se voi jopa paikoitellen vähentyä (eritoten RCP8.5). - Tässäkin esimerkkilaskemassa oli Pohjois-Suomessa suojeltu 20-30% ja Itä-Suomessa 10% pinta-alasta. Tilavuuskasvu, m3/ha/v (FORBIO proj., AlRahaleh ym. 2017)

12 Metsien tilavuuskasvun muutos (%) muuttuvassa ilmastossa verrattuna nykyilmastoon (SIMA-mallilaskelmat VMI 10. kivennäismaakoealoilla; Tapion 2014 metsänhoitosuositukset; Pohjois-Suomessa suojeltu 20-30% ja Itä-Suomessa 10% pinta-alasta) RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Etelä-Suomessa kasvun vähenemistä selittää muuttuvassa ilmastossa lisääntyvät ei-optimaaliset kasvuolosuhteet (eritoten kuusi). - Koivu ja mänty hyötyvät ilmastonmuutoksesta kuusta enemmän. - Kasvupaikalle parhaiten soveltuvien puulajien ja alkuperien käyttö ja ajallaan tehdyt metsänhoitotoimet auttavat sopeutumaan muuttuvaan ilmastoon ja hyödyntämään lisääntyvän kasvupotentiaalin. (FORBIO proj.)

13 FORBIO hankkeen hakkuuskenaarioanalyysit (MONSU-ohjelmisto) - Koko Suomi, laskennat erikseen Etelä-, Keski- ja Pohjois-Suomeen. - VMI11 data, yksi koeala klusterista (4685 koealaa), puuntuotannon maa (19.4 milj. ha). - Simulointi 90 vuotta, jaettuna 10-vuostisjaksoihin. - Tasaiset ainespuun hakkuumäärät rajoitteena (erikseen tukki- ja kuitupuu, perustana hakkuut (Ref)). - Nykyarvo (NPV 3 %); hakkuutasot milj. m3/v (S40-S100). - Perusmetsänhoito, nykyilmasto. Ainespuun määrän kehitys metsissä Ainespuun nettokasvun muutos (Heinonen ym. 2017a)

14 Puuntuotannon kestävyys 90 v. simulointijaksolla erilaisilla hakkuutasoilla perusmetsänhoito, nykyilmasto (Ref toteutuneet hakkuut) Lehtikuitu Lehtitukki Kuusikuitu Kuusitukki Mäntykuitu Mäntytukki (FORBIO proj., Heinonen ym. 2017a)

15 Ilmastonmuutoksen ja metsänhoidon tehostamisen vaikutukset puuntuotannon kestävyyteen 90 v. simulointijaksolla 80 milj. m3/vuodessa hakkuutasolla (Ref toteutuneet hakkuut) Nykyilmasto: Perusmetsänhoito Nykyilmasto: Tehostettu metsänhoito Ainespuun hakkuu, milj. m 3 a -1 Ainespuun hakkuu, milj. m 3 a ref ES KS PS RCP 2.6 (lievä): Tehostettu metsänhoito ref ES KS PS Ainespuun hakkuu, milj. m 3 a -1 Ainespuun hakkuu, milj. m 3 a ref ES KS PS RCP 4.5 (keskivoimakas): Tehostettu metsänhoito ref ES KS PS Tehostettu metsänhoito: - VT männiköt ja MT kuusikot lannoitettiin - 40% kriteerit täyttävistä ojitetuista turvemaista kunnostusojitettiin - VT männiköt kylvettiin ja MT tai paremmat kuusikot ja OMat koivikot istutettiin (oletettu jalostushyöty 10%) (FORBIO proj., Heinonen ym. 2017b)

16 Koko Suomi: Ainespuun hakkuutaso 80 milj. m 3 a -1 Ainespuutilavuus, milj. m 3 Ainespuutilavuuden lisäys, milj Nykyilmasto: Perusmetsänhoito Nykyilmasto: Tehostettu metsänhoito RCP 2.6 skenaario: Tehostettu metsänhoito RCP 4.5 skenaario: Tehostettu metsänhoito Metsien tehostettu hoito ja ilmastonmuutos lisäävät puuston kasvua ja tilavuutta sekä hakkuumahdollisuuksia Ilmastonmuutoksen hillintää edistää: - Metsien hiilensidonnan ja varastojen kasvu - Lisääntyvä fossiilisten materiaalien, tuotteiden ja energian korvaaminen puupohjaisilla materiaaleilla, tuotteilla ja energialla. m 3 a PS KS ES - Toisaalta myös erilaiset tuhoriskit lisääntyvät muuttuvassa ilmastossa. 0.0 Nykyilmasto: Tehostettu metsänhoito RCP 2.6 skenaario: Tehostettu metsänhoito RCP 4.5 skenaario: Tehostettu metsänhoito (FORBIO proj., Heinonen ym. 2017b)

17 Ilmastonmuutoksen myötä lisääntyvien tuhoriskien huomioiminen on tarpeen metsien hoidossa ja metsäsuunnittelussa (esim. tuuli- ja lumituhoriskit, kuivuus, metsäpalot, maannousema, kirjanpainajatuhot) Heli Peltola/UEF Heli Viiri/LUKE

18 Puiden kaatumiseen tarvittavat tuulennopeudet kesällä ja syksyllä (koivu lehdetön) (SIMA & HWIND mallilaskelmat VMI10 kivennäismaakoealoilla; Tapion 2014 metsänhoitosuositukset) Nykyilmasto RCP4.5: keskivoimakas RCP8.5: voimakas Kesä Syksy Kesä Syksy Kesä Syksy - Tuulituhoriskit ovat suuremmat Etelä- Suomessa kuin Pohjois-Suomessa (erilainen metsien rakenne). - Vuodenaika vaikuttaa tuulituhoriskiin (koivu syksyllä lehdetön). - Riskit lisääntyvät tulevaisuudessa maan routa-ajan lyhentyessä. Tuulennopeus, m/s (FORBIO proj., Ikonen ym. 2017)

19 Eri puulajien suosiminen metsänuudistamisessa (MT-kasvupaikat): vaikutukset metsien tuulituhoriskeihin nykyilmastossa (SIMA & HWIND laskelmat muuten kuten edellä) Perusmetsänhoito Männyn pref. Kuusen pref. Koivun pref. Tilavuus, % Männyn osuus tilavuudesta, % Kuusen osuus tilavuudesta, % Koivun osuus tilavuudesta, % Kesä: ka. minimi tuulennopeus puiden kaatumiselle Tuulennopeus, m/s - Kuusen suosiminen lisää tuhoriskejä. - Toisaalta myös koivu on kesällä (lehdessä) altis tuulituholle toisin kuin lehdettömänä. - Etelä-Suomessa 18 m/s ka. tuuli (10 min) kerran 10:ssä vuodessa nykyilmastossa. Syksy: ka. minimi tuulennopeus puiden kaatumiselle (FORBIO proj., Ikonen ym. 2017)

20 Maan routa-ajan lyheneminen lisää tuuli- ja lumituhoriskejä ja maan kantavuusongelmia puunkorjuussa (Ruosteenoja ym. 2016)

21 Metsien lumituhoriskit lisääntyvät Itä- ja Pohjois-Suomessa ilmaston lämmetessä, mutta vähenevät Etelä- ja Länsi-Suomessa (RCP8.5) (Lehtonen ym. 2016)

22 Yhteenveto - Ilmastonmuutos, metsät ja metsäbiotalous odotettavissa olevat vaikutukset ja tarvittavat sopeutumistoimet eri aikajänteillä Suomessa (myös ilmastonmuutoksen hillintä) Edut, haitat ja ennakoitu sopeutumistarve eri aikajänteillä Edut: Puuston kasvu paranee Metsien hiilensidonta lisääntyy Hakkuupotentiaali kasvaa Haitat: Kuusen kasvu kärsii (eritoten Etelä-Suomi ja heikosti vettä pidättävät maat) Maan routajakso lyhenee Metsien abioottiset ja biologiset tuhoriskit lisääntyvät Puunkorjuun olosuhteet huononevat Sopeutumistoimien tarpeellisuus: Huolellinen puulaji- ja alkuperävalinta (kasvupaikkatyyppi, maalaji) Metsien hiilensidonnan lisääminen Tuhoriskien huomioiminen metsänhoidossa Metsähygieniasta huolehtiminen Metsien monimuotoisuuden turvaaminen Metsäbiomassan käytön lisääminen energiatuotannossa ja puutuotteissa Puunkorjuun kehittäminen Suomen vuotuisen keskilämpötilan oletetaan nousevan noin 2 astetta vuoteen 2050 mennessä (FinAdapt A2 ilmastoskenaario). Taulukon värien selitteet: vaikutus/merkitys lisääntyy värin voimistuessa. (Peltola ym. 2011)

23 Alpo Hassinen/UEF Kestävä, vähähiilinen ja resurssitehokas metsäbiotalous auttaa osaltaan pelastamaan maailmaa?