Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston

Transkriptio

1 Boreaalisten metsien käytön kokonaisvaikutus ilmaston lämpenemiseen Lauri Valsta Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta / Metsätieteiden laitos Maapallon säteilytasapainon osatekijät Radiative forcing measured at the top of the atmosphere Aerosols & cloud formation Surface albedo Greenhouse gas concentration (IPCC 2007)

2 Metsien käytön ilmastovaikutusten osatekijät Ilmakehän hiilidioksidipitoisuus Metsien hiilivarasto Puutuotteiden hiilivarasto Puutuotteiden aiheuttamat vältetyt päästöt Puubioenergian aiheuttamat vältetyt päästöt Säteilyn heijastuminen Metsien albedo Aerosolit Pilvien muodostuminen VOC:t ja aerosolit Evapotranspiraatio Muut kasvihuonekaasut Ilmastovaikutusten t t aikaurat KOKONAISVAIKUTUS Betts, RA Offset of the potential carbon sink from boreal forestation by decreases in surface albedo. Nature 408:

3 Bala, G et al Combined climate and carbon-cycle effects of large-scale deforestation. PNAS 104(16): Schweiger, HP and Bird, DN Integration of albedo effects caused by land use change into the climate balance. Forest Ecology and Management 260:

4 Lohila, A. et al Forestation of boreal peatlands: Impacts of changing albedo and greenhouse gas fluxes on radiative forcing. J Geophysical Research 115, G Metsien käytön vaikutukset yksi kerrallaan Vertailukohtana hakkaamaton metsä Vaikutukset hetkelliseen säteilypakotteeseen

5 (Liski ym. 2001) Hakkuiden aiheuttama hiilivaraston muutos (lämmittävä vaikutus) Päätehakkuupuusto 240 m 3 /ha,puubiomassassa hiiltä 75 ton/ha Vastaava määrä hiilidioksidina 275 ton/ha Vastaava säteilypakote = 275 (ton CO 2 /ha) * (kw/ton /o CO * 1000/10000 (W/kW)/(m 2 2 ) 0000 /ha) * 0.5 = 12 W/m 2 Puutuotteiden pitkäaikainen hiilivarasto on suhteessa pieni (Laturi ym. 2008)

6 Boreaalisen metsän käytön säteilypakote Säteilyp pakote, W/m Hakkuu: Hiilen siirtyminen ilmakehään Lämpeneminen Perustaso = hakkaamaton metsä Puun käytön synnyttämät vältetyt päästöt (viilentävä vaikutus) Täytetään sama materiaalien ja energian tarve ilman puupohjaisia tuotteita Kuinka monta tonnia fossiiliset hiilipäästöt vähentyvät yhtä puun sisältämää hiilitonnia kohden Rakennuspuutavara a a a 1-2 (Pingoud ym. 2010) 0) Kuitupakkaukset 0,8 1,5 (Pingoud ym. 2010, Salminen 2011) Bioenergia 0,5 0,9 (Pingoud ym. 2006) Kokonaiskuva (käyttömäärät, hukkaosuudet): 0,5

7 Boreaalisen metsän käytön säteilypakote Säteilyp pakote, W/m Hakkuu: Hiilen siirtyminen ilmakehään Vältetyt päästöt: Materiaali Energia Lämpeneminen Perustaso = hakkaamaton metsä Metsän peitteisyys ja säteilyn heijastuminen, albedo (viilentävä vaikutus) Metsäalueen tummuuteen vaikuttaa Aukeiden alueiden osuus Puulajikoostumus Lumellinen aika Suomen olosuhteissa havumetsän korvaaminen aukealla aiheuttaa n. 5W/ W/m 2 viilentävän ä vaikutuksen k (Räisänenä 2012, Kuusinen 2012) Metsien käytöstä johtuva taimikkoaika suurentaa albedoa Eräissä aiemmissa tutkimuksissa vaikutus on ollut 2-3- kertainen Lehtipuuston albedo on suurempi, n. 2 W/m 2 viilentävä vaikutus verrattuna havupuustoon

8 Boreaalisen metsän käytön säteilypakote Säteilyp pakote, W/m Hakkuu: Hiilen siirtyminen ilmakehään Vältetyt päästöt: Materiaali Energia Albedo - Metsien tummuus Lämpeneminen Perustaso = hakkaamaton metsä Aerosolit ja BVOCit (biogenic volatile organic compounds) Suorat vaikutukset Hiukkaset aiheuttavat t säteilyn sirontaa ja lisäävät ät heijastumista i t takaisin i avaruuteen (viilentävä vaikutus) Hiukkaset absorboivat säteilyä (lämmittävä vaikutus) Epäsuorat vaikutukset Aerosolit ja BVOC-yhdisteet toimivat vesipisaroiden tiivistysytiminä Pilvien muodostuminen lisääntyy, kun ilmassa on enemmän aerosoleja ja BVOC- yhdisteitä Alemmat pilvet viilentävät, koska ne lisäävät auringon säteilyn heijastumista Yhdisteiden määrän suhdetta metsän ominaisuuksiin ja hakkuisiin on vasta alettu tutkia Spracklen ym. (2008): metsäpeitteisyyden vaikutus -4.2 (± 2.5) W/m 2 (samaa suuruusluokkaa kuin albedo, mutta päinvastainen) Toisaalta hakkuiden on havaittu lisäävän hiukkasten muodostumista lyhyellä aikavälillä

9 Boreaalisen metsän käytön säteilypakote Säteilyp pakote, W/m Hakkuu: Hiilen siirtyminen ilmakehään Vältetyt Albedo Aerosolit päästöt: - Metsien Materiaali tummuus Energia BVOCit - Pilvien muodostuminen Lämpeneminen Perustaso = hakkaamaton metsä Säteilypakotteen taloudellinen arvottaminen Hiilidioksidin hinta Päästökaupan hinta (EU:n ja vapaaehtoinen) Marginaalinen päästövähennyskustannus (teolliset prosessit, ilmastonmuutoksen hillintätoimet) Hiilen yhteiskunnallinen kustannus (Social cost of carbon) Hiilen varjohinta (esim. UK) Hiilidioksidin arvottaminen perustuu virtaperiaatteeseen (päästetyn hiilidioksiditonnin hinta) Säteilypakotteen (W/m 2 ) arvottaminen perustuu ilmakehän hiilidioksidivaraston arvottamiseen (kustannus)

10 UK Department of Energy and Climate Change Yhteenveto Edellä tarkasteltiin metsän käytön (hakkuun + puutuotteiden) aiheuttamaa säteilypakotetta Useissa kansainvälisissä tutkimuksissa nollavaihtoehtona on aukea ala Tällöin metsän olemassaolo (verrattuna aukeaan alaan) aiheuttaisi peilikuvan esitetystä kuvasta On useita tekijöitä, joilla on merkittäviä vaikutuksia Pelkkä hiilivaraston tarkastelu antaa virheellisen kuvan metsien (käytön) ilmastovaikutuksesta Säteilypakotteen taloudellisen arvon määrittäminen avoimempi kysymys (myös integrointi ajan yli) Tutkimusta tulee tehdä leveällä rintamalla