Energiapuun käytön vaikutukset metsien ravinnetalouteen ja hiilitaseeseen. Hannu Ilvesniemi

Samankaltaiset tiedostot
Metsäbiomassan intensiivisen talteenoton vaikutus metsiin

Energiapuun korjuun vaikutus hiili- ja ravinnetaseisiin

Energiapuun korjuun vaikutus metsiin

Kierrätysmateriaalipohjaisten lannoitevalmisteiden metsätalouskäyttö

Kantojen ja hakkuutähteiden korjuun vesistövaikutukset. Eero Kubin

Ilmasto, energia, metsät win-win-win?

Vesiensuojelu metsänuudistamisessa kivennäismailla

Ihmiskunta, energian käyttö ja ilmaston muutos

Metsäbioenergian kestävyyden rajat

Tuhkalannoituksen vaikutukset puuston kasvuun sekä hiilivarastoon turve- ja kivennäismailla

Ihmiskunta, energian käyttö ja ilmaston muutos

HAVAINTOKOHDE JOUHTENEENJÄRVI * Energiapuun korjuu päätehakkuulta * Tuhkalannoitus turvemaalla

Hakkuutähteiden korjuun vaikutukset kangasmetsäekosysteemin ravinnemääriin ja -virtoihin. Pekka Tamminen Metsäntutkimuslaitos, Vantaa 26.3.

Kangasmaiden lannoitus

Muutokset suometsien ravinnetilaan ja kasvuun kokopuukorjuun jälkeen - ensitulokset ja kenttäkokeiden esittely Jyrki Hytönen

Etelä-Savon metsäkeskuksen alueen metsävarat ja niiden kehitys

Vaikutukset metsäluontoon ja metsien hoitoon

Ektomykorritsalliset lyhytjuuret ja kasvupaikan sekä puuston ominaisuudet kuusikoissa ja männiköissä

Harjavallan sulaton raskasmetallipäästöt

Metsitettyjen peltojen hiilivarasto ja sen muutos metsän kehityksen myötä Jyrki Hytönen, Antti Wall, Carl Johan Westman

Metsäenergiavarat, nykykäyttö ja käytön lisäämisen mahdollisuudet

Kannattaako metsän uudistamiseen ja taimikonhoitoon panostaa?

Onko jotain opittu? Metsätieteiden laitos, HY

Miten metsittäisin turvepellon koivulle?

Kestävien puubiomassojen ja metsäenergian avoimet kysymykset, hiilitase ja riittävyys liikenteen biopolttoaineisiin

ERI METSÄNKÄSITTELY- MENETELMIEN HIILITASE. Timo Pukkala

Metsänhoidon keinot biotalouden haasteisiin

Energiapuun korjuun ravinnekysymykset

Vesiensuojelu metsän uudistamisessa - turv la. P, N ja DOC, kiintoaine Paljonko huuhtoutuu, miksi huuhtoutuu, miten torjua?

Uusiutuvan energian velvoite Suomessa (RES direktiivi)

Suomen metsien inventointi

Metsien hyödyntäminen ja ilmastonmuutoksen hillintä

Hakkuutähteen korjuun vaikutukset metsän hiilitaseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin MMT Päivi Mäkiranta Metsäntutkimuslaitos

Biohiili ja ravinteet

Sastamalan kaupungin metsäomaisuus. Katariina Pylsy

Maaperähiilen mittaaminen Hannu Ilvesniemi

Suometsien puuvarojen kehitys ja skenaariot

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Eri metsänhoitomenetelmien rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä

Kunnostusojituksen vesistökuormitus ja -vaikutukset. Samuli Joensuu Jyväskylä

2.2 Energiapuun korjuun vaikutukset metsiin ja vesistöihin

10 Kantojen noston ja hakkuutähteiden keruun valuma-aluetasoiset vaikutukset koekenttien perustaminen ja alustavia tuloksia

Luontaisen uudistamisen projektit (Metlan hankkeet 3551 & 7540)

Harvennus- ja päätehakkuut. Matti Äijö

Millaisia suometsät ovat VMI10:n tuloksia soiden pinta-aloista sekä puuston tilavuudesta ja kasvusta

*Name in English Long term effects of stump harvesting on nutrient and carbon balances

LUONNONHUUHTOUMA Tietoa luonnonhuuhtoumasta tarvitaan ihmisen aiheuttaman kuormituksen arvioimiseksi Erityisesti metsätalous

METSÄ SUUNNITELMÄ

- METSÄNHOIDON JA HAKKUIDEN KÄSITTELY-YKSIKKÖ. - PUUSTOLTAAN JA MAAPOHJALTAAN YHTENÄINEN ALUE - JAKOPERUSTEENA MYÖS KEHITYSLUOKKA

BIOHIILI; Biohiilen vaikutus metsämaan hiilen ja typen virtoihin

Biohiilen vaikutus metsämaan hiilen ja typen virtoihin

Metsänuudistaminen. Suolahti Metsäneuvoja Tarja Salonen

Suomen metsien kestävä käyttö ja hiilitase

Eri-ikäisrakenteisen metsän kasvatus

Metsätalouden vesiensuojelu

*Tunnus Toim. yks Aloitusv Lopetusv Vetäjä Tyyppi 3475 MU Eero Kubin TUT

VILJELYSUUNNITELMA 2008

Bioenergiapotentiaali Itä- Suomessa

LAATU NUORISSA MÄNNIKÖISSÄ

VMI9 ja VMI10 maastotyövuodet

Kehittyvien satelliittiaineistojen mahdollisuudet

METSÄ SUUNNITELMÄ

Metsästä energiaa. Kestävän kehityksen kuntatilaisuus. Sivu 1

Soiden hiilitase ja ilmastonmuutos

Tree map system in harvester

Maaperähiilen raportointi Suomen khk-inventaariossa

Ilmastonmuutos ja metsätalous

TUTKIMUSTULOKSIA JA MIELIPITEITÄ METSÄNHOIDON VAIHTOEHDOISTA. Timo Pukkala

elinkaarianalyysi Antti Kilpeläinen ENERWOODS-hankkeen teemapäivä Tehokas ja kestävä metsäenergian tuotanto nyt ja tulevaisuudessa 4.9.

Vesiensuojelusta huolehtiminen päätehakkuiden yhteydessä. Leena Finér Metsäntutkimuslaitos, Joensuu

Metsien hiilitaseet muuttuvassa ilmastossa Climforisk-hankkeen loppuseminaari,

Raakapuun käyttö 2010

Kasvu- ja tuotostutkimus. Tutkimuskohteena puiden kasvu ja metsien kehitys. Luontaisten kasvutekijöiden vaikutukset. Männikköä karulla rämeellä

Kiertoaika. Uudistaminen. Taimikonhoito. Ensiharvennus. Harvennushakkuu

Metsä ekosysteemipalvelujen tuo3ajana case ilmastonmuutoksen torjunta

Juurikääpä- ja tukkimiehentäituhot kuriin kantojen korjuulla totta vai tarua?

Hakkuutähteitä hyödynnetään biopolttoaineena

Maahiilen laskenta MELA2012:ssa. Kari Härkönen MELA ryhmä

VILJAVUUSTUTKIMUS. Oulun Kaupunki Tekn.Keskus Leipivaara Anne Uusikatu OULU. Viljavuustietojen yhteenveto. Pvm Työ nro As.

Terveyslannoitus Hannu Ilvesniemi Mikko Kukkola. Metla / Erkki Oksanen

Ympäristölupahakemuksen täydennys

Lahden kaupungin metsien hiililaskennat

Teema 1: Globaali todellisuus

Kontroll över surheten i Perho ås nedre del (PAHAprojektet) Juhani Hannila & Mats Willner PAHA-loppuseminaari Kokkola

Uudistamistuloksen varmistaminen

Lahopuu ja tekopökkelöt: vaikutukset lahopuukovakuoriaislajistoon. Juha Siitonen, Harri Lappalainen. Metsäntutkimuslaitos, Vantaan toimintayksikkö

Kuva: Tavoiteneuvontakansio,Uudistaminen

VILJAVUUSTUTKIMUS. Oulun Kaupunki, Yhdyskunta-ja ympäristöp Maa ja mittaus PL 32/ Solistinkatu OULUN KAUPUNKI. Viljavuustietojen yhteenveto

Viljelymaiden kasvukunnon palautus biohiilen ja muiden biomassojen avulla

Männyn laatukasvatus Jari Hynynen. Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute

Minkä kokoiset pienaukot taimettuvat parhaiten?

Huuhtoutumisen merkitys metsäojitusalueiden ravinnekierrossa

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

METLA. Metla / Tehtävät. Maantieteilijänä metsäntutkijoiden keskellä

Kantojen korjuun vaikutukset maaperän hajottajaeliöstöön ja kasvillisuuteen *** Saana Kataja-aho, Hannu Fritze ja Jari Haimi

Suomen metsävarat

Avoin datapolitiikka ja avoimen lähdekoodin toimintamalli- Metsäva

Kainuun metsäkeskuksen alueen metsävarat ja niiden kehitys

Turvemaan ravinnevarat ja niiden riittävyys metsäojitusalueilla

Etelä-Pohjanmaan metsien kasvihuonekaasutase Jaakko Hautanen

Transkriptio:

Energiapuun käytön vaikutukset metsien ravinnetalouteen ja hiilitaseeseen Hannu Ilvesniemi

Mitä voimme oikeasti tietää energiapuun korjuun pitkän ajan vaikutuksista metsiin, milloin taas joudumme tyytymään valistuneisiin arvauksiin? Pitkät reagoimisajat monimutkaistavat vaikutusten havaitsemista metsissä, ja asettavat suuria haasteita koejärjestelyjen toteuttamiselle ja ylläpidolle

Maantutkimuksen pitkäaikaiset kokeet

BioSoil Level-I kohteet Suomessa 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Hakkuutähteiden korjuun ja kantojen noston vaikutuksia tutkivat kokeet Sijaittava kasvimaantieteellisesti erilaisilla alueilla Täyttävät kantojen nostolle asetetut kriteerit Kuusivaltaisia uudistuskypsiä tuoreen kankaan metsiä Sovelluttava ravinnekierron tutkimukseen pohjaveden avulla Koealueiden maantieteellinen sijainti: 1. Pohjois-Suomi, 2. Keski-Suomi ja 3. Etelä-Suomi. 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Valuma-aluetutkimus aloitettiin 2010 Oijusluoma Hakkuu ja kantojen nosto 2010, maanmuokkaus ja viljely 2011 Katajavaara

Kantojennostokokeet 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Typical boreal wetlands are large biomass reserves

Puusto Tilavuus, m3/ha Growing stock, m3/ha 0 20 21 50 51 100 101 150 151 200 201 Turvetuotanto Peat production Pilvi Cloud Rakennettu maa Build-up land Vesi Water Pelto Arable land

Kivennäismailla kasvavien metsien maaperän hiilivarasto

Kaskeaminen Suomessa vuosina 1860 ja 1913

> 2,3 kg C m -2 < 1,7 kg C m -2 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Suomen metsien kasvun viimeisten vuosikymmenien aikana

Metsävarat Suomessa Elävän puuston biomassa Puuston kuorellinen runkotilavuus yhteensä 2306 miljoonaa kuutiometriä Elävän puuston biomassa yhteensä 1,7 mrd tonnia kuiva-ainetta runkopuu 57 %, lehvästö 22 %, kannot ja juuret 21 % mänty 45 %, kuusi 33 %, koivu 19 %, muut lehtipuut 4 % Suopuustot 23 % kokonaistilavuudesta Puuston vuotuinen kasvu 104 milj. m 3 Puuston poistuma 70,9 milj. m 3 (v. 2011) (Lähde: Metsätilastollinen vuosikirja 2012) 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Kittilä Sodankylä Pelkosenniemi Salla

Kivennäismailla kasvavien metsien hiilivarasto

12,0 10,0 8,0 6,0 Trees Humus Litter Ground vegetation Biomass, kg m -2 4,0 2,0 0,0 OMaT OMT MT VT CT Kallio Rich Rich Moist Dryish Dry Rock 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Humuskerroksen paksuus orgaanisen aineksen mukaan luokiteltuna Type N Mean Min Max Missing 8 0.2 0.0 0.6 Mor 460 4.7 0.0 13.6 Moder 29 3.6 1.5 7.0 Mull 9 0.7 0.0 5.2 Peat 122 45.8 5.1 99.0 Peatmull 3 9.2 4.8 14.6 Total 631 12.5 0.0 99.0

Kivisyyden osuus maassa, eli yli 2cm kivien tilavuusosuus

Savisuuden osuus

Keskimääräinen C/N suhde kerroksittain ja kasvupaikan mukaan luokiteltuna Kerros OMT (OMaT) MT VT CT OFH 21.7 30.6 34.5 38.2 H01 20.8 27.4 29.8 34.5 H12 21.4 24.2 27.7 32.6 H24 22.0 24.6 29.9 34.5 M01 17.5 22.3 24.0 24.0 M12 16.1 20.7 20.7 20.7 M24-22.2 17.6 - M48 - - 17.4 -

Maaperän hiilivaraston mitattu muutos 20 (10) vuoden aikana

Maan hiilivaraston muutos, virheet poistettu Humuskerroksen sekä 40 cm mineraalimaakerroksen hiilen määrän muutos. Keskiarvo +42,2 g m -2 v -1 ja mediaani +34,4 g m -2 v -1. 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Maan hiilivaraston muutos Etelä-Pohjois gradientilla Humus Mineraalimaa 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Maan hiilivaraston muutos ikäluokittain 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Hiilivuomittaukset

2,0 Maahengitys (g CO 2 m 3 h -1 ) 1,5 1,0 0,5 40 Maan lämpötila C (- 5 cm) 30 20 10 0 1 2 3 1 = Anjalankoski, 2 = Längelmäki, 3 = Paltamo Maanpinnan laatu Häiriintymätön Häiriintynyt Käännetty Kontrolli

Anjalankoski Längelmäki Paltamo a b Uncut forest (control); Clear-cut, no soil preparation and no planting;(not measured for CO2) Clear-cutting, patch mounding, spruce plantation; Clear-cutting, 70% harvest residue removal, patch mounding, spruce plantation; Clear-cutting, 70% harvest residue removal, stump removal (25 stumps/ha left), patch mounding, spruce plantation; Clear-cutting, 100% harvest residue removal, 100% stump removal (25 stumps/ha left), patch mounding, spruce plantation. 1. Undisturbed microsites (resembling ground vegetation and humus before treatment) 2. Disturbed microsites (ground vegetation and humus clearly affected by harvesting operation), 3. Mounded microsites (soil preparation leaving no vegetation or humus) 4. Undisturbed microsites in Fig 3. Differences (± SE) in soil CO 2 respiration (g m 2 h -1 uncut control forest ) between the controls and the different treatments (a) and the differen microsites (b) during the monitoring years. 2007 was a calibration year. The different treatments in figures (a) and (b) are described in the text.

Typen mineralisaatio neljällä hakkuutähdekokeella WTH = kokopuunkorjuu SOH = runkopuun korjuu

Metsät uudistuvat myös kokopuukorjuukohteilla 2012 1987

Aika on ilmiöiden vaikutusten ja kestävyyden toteutumisen tarkastelun kannalta keskeinen elementti Erään metsän historia. Kuvat on otettu samalta paikalta kaskeamisen jälkeen vuonna 1918, kun metsä on harvennettu 1954 ja pari vuotta sitten (2010).

Palanut luonnonmetsä, jossa suuriläpimittaista lahpuuta on n. 300 m 3 /ha Avohakkuuala, jolle on jäänyt kannot ja suurempikokoista hakkuutähdettä n. 15 m 3 /ha 36

Kuvapari kantojen noston koealalta Anjalankoskelta Avohakkuu, laikkumätästys, hakkuutähteestä 70 % kerätty, kantojen nosto (jätetty 25 kpl/ha), kuusen istutus Syyskuu 2008 Heinäkuu 2010

Intensiivikoealoille asennettiin yhteensä 249 pohjavesikaivoa Vesinäytteitä kerätty vuodesta 2006 lähtien 4 kertaa vuodessa, analysoituja näytteitä yhteensä 3370 kpl Näytteistä määritetty sähkönjohtokyky, ph, väri, kiintoaine, NH 4 -N, N0 3 -N, PO 4 -P, P-tot, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu ja Al

Kokopuun korjuun vaikutus pohjaveteen Kubin ym 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi.

Nitraattitypen huuhtoutumisessa havaittavissa edelleen kohoava trendi NO3-N µg/l 2007 2008 2009 2010 2011 3 500 3 000 Keski-Suomi, Längelmäki 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 Kontrolli Ei kantojen ja hakkuutähteiden korjuuta 70 % hakkuutähteistä kerätty, ei kantojen nostoa 70 % hakkuutähteistä kerätty, kantoja jätetty 25 kpl/ha Kaikki kannot ja hakkuutähteet kerätty

Valuma-aluetutkimus aloitettiin 2010 Oijusluoma Hakkuu ja kantojen nosto 2010, maanmuokkaus ja viljely 2011 Katajavaara

Oijusluoma, valuma-alue 10 Biomassan talteenotto tehty käytännön metsänhoitosuositusten mukaisesti Katajavaara, valuma-alue 1 Kaikki kannot ja hakkuutähteet korjattu

Valuma-alueiden ravinnekierrosta ja virtaamasta Tausta-aineistoa vuodesta 2007 lähtien

Myös valuma-aluekokeilla nitraattihuuhtouma erottuu muusta aineistosta Hakkuu ja kantojen nosto 2010, maanmuokkaus ja viljely 2011 Näytteiden määrä: 2007: n = 4, 2008: n = 13, 2009: n = 13, 2010: n = 12, 2011: n = 14 Hannu Ilvesniemi

9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

1.7. 29.7. 26.8. 30.9. 27.10. 24.11. 16.12. 5.5. 2.6. 5.7. 1.9. 28.9. 2.11. 4.5. 6.6. 29.6. 27.7. 16.8. 22.9. 19.10. 16.11. Lapinjärvi NO 3 -N (mg/l) 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0 kg/m2 10 kg/m2 40 kg/m2 37.8 44.6 2009 2010 2011 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi

Rapautumisen merkitys hakkuutähteiden korjuun vaikutusten kompensoijana Mg, kg/ha Utti - MgO, % E B BC 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 60 Mg kg ha -1 50 40 30 20 10 Laskeuma Rapautuminen C 0 Rap+lask (70 v) Puusto/Runkopuu (Ukonmaanaho et al. 2008) Puusto/Totaali (Ukonmaanaho et al. 2008)

Hakkuutähteiden mukana poistuvien ravinteiden suhde maaperän ravinnevarastojen kokoon

m 3 /ha/a Kokopuun korjuun vaikutus jäljelle jäävän puuston kasvuun, harvennushakkuu 0 x HT 1 x HT 2 x HT 20 Harvennus 1 Harvennus 2 15 10 5 0 I II III viisivuotisjakso 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi Kukkola, M. & Mälkönen, E. 1997

N (kg/ha) puustossa harvennus- ja päätehakkuussa 800 700 600 500 400 300 Needles Branches Stem Stump Coarse roots Fine roots 200 100 0 35 yr., 58 m3/ha 100yr., 258 m3/ha 30 yr., 192 m3/ha 62 yr., 342 m3/ha Pine Spruce 9.10.2013 Hannu Ilvesniemi Helmisaari et al. (2008)

Respiration (g CO2, g m -2 h -1 ) Respiration g (CO2 m -2 h -1 ) Respiration (g CO2 m -2 h -1 ) Respiration (g CO2 m -2 h -1 ) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 (a) 0.5 0.4 0.3 0.2 y = 0.0627e 0.1246x R 2 = 0.8475 (b) Eri maahorisonttien respiraation lämpötilariippuvuus. 0-0.1-0.2 0 5 10 15 20 Temp. ( o C) 0.1 0 0 5 10 15 20 Temp. ( o C) Miten eri maakerrokset huomioidaan lämpövastetta kuvattaessa? Pumpanen et. al. 0.5 0.5 0.4 y = 0.0159e 0.1918x R 2 = 0.9622 (c) 0.4 y = 0.0037e 0.3624x R 2 = 0.9302 (d) 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 5 10 15 Temp. ( o C) 0 0 5 10 15 Temp. ( o C)

Suomalaiset metsät ovat pienipiirteistä mosaiikkia

Energiahuollon ja puun käytön uudet ratkaisut eivät ole harkinnassa aivan ensimmäistä kertaa

Kiitos