Muuttuvan ympäristön vaikutusten

Samankaltaiset tiedostot
Ravinteisuuden vaikutus kasvupotentiaaliin muuttuvassa ilmastossa Annikki Mäkelä Mikko Peltoniemi, Tuomo Kalliokoski

Metsien hiilitaseet muuttuvassa ilmastossa Climforisk-hankkeen loppuseminaari,

Metsikön kasvatus muuttuvassa ilmastossa yleisen mallisysteemin kehittäminen ja soveltaminen mäntymetsiin

Metsän kasvu eri hoitovaihtoehdoissa Annikki Mäkelä Ympäristötiedon foorum

Prosessimallit ja metsäsuunnittelu: kokeellisen ja teoriapohjaisen tiedon yhdistäminen kasvu- ja tuotosmalleissa

Kuinka ilmasto vaikuttaa metsien hiilinieluihin ja metsätuhoihin? Climforisk

PURO Osahanke 3. Elintoimintoihin perustuvat mallit: Tavoitteet. PipeQual-mallin kehittäminen. PipeQual-mallin soveltaminen

Climforisk,

Laatua kuvaavien kasvumallien kehittäminen. Annikki Mäkelä, Anu Kantola, Harri Mäkinen HY Metsäekologian laitos, Metla

Ilmastoon reagoivat metsän kasvun mallit: Esimerkkejä Suomesta ja Euroopasta

Climforisk,

Ilmastonmuutos ja puulajivalinta Voiko metsänhoito muuttaa ilmastoa


Eri metsänhoitomenetelmien rooli ilmastonmuutoksen hillinnässä

Dynamiikkaa ja optimointia metsän kasvussa ja kasvatuksessa Annikki Mäkelä Hans Blombergin oppilaat Brändö

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

Pohjoisten metsien merkitys ilmastonmuutokselle - biogeokemialliset ja biofysikaaliset palautemekanismit

Harvennusten vaikutus puuston kasvupotentiaaliin hiilitaseen perusteella

Ilmastonmuutos ja metsät: sopeutumista ja hillintää

Suunnitelma taimikon kasvu- ja rakennemallien kehittämiseksi

SIMO tutkimuskäytössä. SIMO seminaari 23. maaliskuuta 2011 Antti Mäkinen Simosol Oy

Skenaarioanalyysi metsien kehitystä kuvaavien mallien ennusteiden yhtäläisyyksistä ja eroista

Climate change induced drought effects on forest growth and vulnerability - Climforisk -

Taimikon kehityksen ja käsittelyiden simulointi

Globaali näkökulma ilmastonmuutokseen ja vesivaroihin

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

PURO Puuraaka-aineen määrän ja laadun optimointi metsänkasvatuksessa ja teollisuuden prosesseissa

NUORTEN METSIEN RAKENNE JA KEHITYS

Määräaikaisen suojelusopimuksen optimaalinen pituus

Maa- ja metsätalouden sekä muun maankäytön kasvihuonekaasupäästöskenaariot

Luontaiseen häiriödynamiikkaan perustuvat metsänkäsittelymallit hanke Timo Kuuluvainen, metsätieteiden laitos, HY

Taneli Kolström Eri-ikäiset metsät metsätaloudessa seminaari Eri-ikäisrakenteisen metsän kehityksen ennustaminen

Metsien hiilivarastot ovat arvokkaita monimuotoisuudelle

Kuiva vai uiva metsä? Veden vaikutukset metsien hiilen kiertoon ja metsätuhoihin Mikko Peltoniemi. Tieteiden talo, Helsinki 13.9.

Ektomykorritsalliset lyhytjuuret ja kasvupaikan sekä puuston ominaisuudet kuusikoissa ja männiköissä

Alttius mäntypistiäiselle. Seppo Neuvonen et al. Climforisk sidosryhmäseminaari

Skenaarioanalyysi metsien kehitystä kuvaavien mallien ennusteiden yhtäläisyyksistä ja eroista

Metsien hoito jatkuvapeitteisenä: taloudellien optimointi ja kannattavuus Vesa-Pekka Parkatti, Helsingin yliopisto, Metsätieteiden osasto

Ilmastonmuutos ja biotalous

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

ILMASTONMUUTOKSEN VAIKUTUS METSIIN JA METSIEN SOPEUTUMINEN MUUTOKSEEN

Ilmasto on jo muuttunut ja muutosnopeus kiihtyy

Metsäsuunnitelman sisältämät tilat kartalla

MELA2012. Olli Salminen Metla MELA ryhmä.

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

Climforisk - Climate change induced drought effects on forest growth and vulnerability

Motti-ohjelmisto: metsikön kehityksen simulointi

MOTTI metsäsuunnittelussa ja siihen liittyvässä tutkimuksessa

Energiapuun korjuun vaikutus metsiin

4.1 Skenaarioiden lähtökohdat ja kuvaus

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Miten Suomen ilmasto muuttuu tulevaisuudessa?

Laskelma Jyväskylän kaupungin metsien kehityksestä

Ilmasto, energia, metsät win-win-win?

Motti-simulaattorin puustotunnusmallien luotettavuus turvemaiden uudistusaloille sovellettaessa

Tasaikäis- ja eri-ikäisrakenteisesta metsänhoidosta. välisestä tasapainosta

EU:n ilmastotavoitteet metsille ja kuinka Suomi niistä selviää

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

PURO Puuraaka-aineen määrän ja laadun optimointi metsänkasvatuksessa ja teollisuuden prosesseissa. Annikki Mäkelä HY Metsäekologian laitos

Lahden kaupungin metsien hiililaskennat

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

Kasvupaikka ja boniteetti metsätalouden suunnittelussa

Finnish climate scenarios for current CC impact studies

Muuttuvan ilmaston vaikutukset vesistöihin

Suomen metsien kasvihuonekaasuinventaario

Metsien talouskäytön ja suojelun optimointi ilmastovaikukset huomioiden

Sään ja ilmaston vaihteluiden vaikutus metsäpaloihin Suomessa ja Euroopassa Understanding the climate variation and change and assessing the risks

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

Paloriskin ennustaminen metsäpaloindeksin avulla

Haasteena metsätalouden dynamiikka - ekosysteemimallinnuksesta mallinnusekosysteemiin?

Kari Mielikäinen METLA Siperian lehtikuusi, ikä v. +

Ilkka-hanke: Eri maankäyttömuotojen vaikutus kaupunkien hiilitaseeseen

Kaupunkimetsien hiilitaselaskelma Lahti

Ilmastonmuutos mitä siitä seuraa?

Rapu Crayfish Järvet pulassa Lakes in trouble. - tutkimuksia ilmastonmuutoksen taloudellisista ja ekologisista vaikutuksista

Ilmastomuutoksen riskimallinnuksen tuloksia: millaiset ovat tulevaisuuden ilmastoolosuhteet

BILKE-raportti Paimion-, Mynä- ja Sirppujoen ilmastonmuutostarkastelut, hydrologia Harri Myllyniemi, Suomen ympäristökeskus

Riittääkö biomassaa tulevaisuudessa. Kalle Eerikäinen & Jari Hynynen Metsäntutkimuslaitos

Ilmastonmuutoksen vaikutukset tiemerkintäalaan

Satomalleista metsän tuoton optimointiin ja käsittelysuosituksiin

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Tuloksia metsikön kasvatusvaihtoehtojen vertailulaskelmista. Jari Hynynen & Motti-ryhmä/Metla

Viime vuosina rungon sisäisen laadun tutkimusedellytykset

Ylä-Lapin metsien kestävä käyttö-hankkeen nykytila ja muutamia ehdotuksia tarkasteluihin

Pystytäänkö metsänkasvatuksen päätöksillä vastaamaan hiilensidonnan

VMI kasvututkimuksen haasteita

Ilmastonmuutos ja siihen varautuminen

Ympäristöstä. Yhdessä.

Energia- ja ilmastopolitiikan soveltaminen metsäsektorilla

Mikä muuttuu, kun kasvihuoneilmiö voimistuu? Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitos

Metsikkötason optimointi metsäsuunnittelussa, esimerkkinä SMA

Talousnäkökulmia jatkuvapeitteiseen metsänhoitoon

Ilmastonmuutoksen vaikutukset säähän Suomessa

Metsien vertailutason määrittäminen taustat ja tilanne

Ajankohtaista ilmastopolitiikasta

Uusinta tietoa ilmastonmuutoksesta: luonnontieteelliset asiat

ERI-IKÄISRAKENTEISEN METSÄN KASVATUKSEN TALOUS

BIOHIILI; Biohiilen vaikutus metsämaan hiilen ja typen virtoihin

Metsä ekosysteemipalvelujen tuo3ajana case ilmastonmuutoksen torjunta

Metsä oppimisympäristönä ja oppimisen kohteena

Transkriptio:

Muuttuvan ympäristön vaikutusten liittäminen kasvatusmalleihin Annikki Mäkelä, Eero Nikinmaa, Sanna Härkönen, Pasi Kolari, Tapio Linkosalo, Raisa Mäkipää, Mikko Peltoniemi Taustaa Kasvatusmallit (esim. Motti, Mela) lähtevät stabiilista ympäristöstä Ympäristön maantieteellinen ja kasvupaikan mukainen vaihtelu kuvataan boniteetin ti avulla Tasaikäisen metsän kehitysdynamiikka on säännönmukaista, jos ympäristö pysyy samana => empiiriset kasvumallit toimivat hyvin Miten ympäristön muutos voidaan ottaa huomioon tehtäessä kasvuennusteita?

Taustaa Ympäristönmuutoksen mallit: vaihtoehtoja Prosessipohjainen metsikön kasvumalli (esim. FinnFor, MicroForest) Hybridimalli FinnFor + MELA Modulaarinen yhdistelmämalli Modulaarisen yhdistelmämallin logiikka Ennustetaan boniteetti / boniteetin muutos ilmastosensitiivisillä malleilla Käytetään laskettua boniteettia syötteenä empiirisessä mallissa, jolla lasketaan aa metsän kasvun dynamiikka Tarkastellaan erikseen muita kuin tuottavussvaikutuksia, esim. mahdollista tuhoriskien lisääntymistä (esim. skenaarioiden avulla)

Esityksen sisältö Miten boniteetin muutos lasketaan? Teoreettisia perusteita Sään ja maaperän ravinteisuuden vaikutus Esimerkkilaskelmia Fotosynteesitehokkuuden ja haihdunnan alueellinen tarkastelu Ilmastonmuutoksen vaikutus hiilen sidontaan ja ravinteiden saatavuuteen Yhteisvaikutus puuaineen kasvuun Tarkastelu Miten boniteetin muutos lasketaan? Teoreettisia perusteita

Putkimallin kasvudynamiikka Putkimallin kasvudynamiikka ja optimaalinen C-N allokaatio Pituuskasvu (=> boniteetti) riippuu hiilen ja ravinteiden saatavuudesta (esim. MÄKELÄ 1986, VALENTINE 1997) Löytyy hiilen ja typen allokaatio joka maksimoi kasvun (ainetaseiden ja putkimallin rajoituksin) (MÄKELÄ ET AL. 2008, VALENTINE & MÄKELÄ 2012) Mäkelä 1986 JTB

VALENTINE AND MÄKELÄ 2012 NEW PHYTOLOGIST 9 Boniteetin riippuvuus ympäristötekijöistä tekijät C Metsikön kasvumalli Boniteetti Säät Metsämaa N

Miten boniteetin muutos lasketaan? Sään ja CO 2-pitoisuuden vaikutus hiilensidontaan ja ravinteiden saatavuuteen Fotosynteesitehokkuuden malleja SPP fysiologinen malli, hetkellinen säätieto (MÄKELÄ ET AL 2006 KOLARI ET AL 2011) (MÄKELÄ ET AL. 2006, KOLARI ET AL. 2011) PreLes LUE-malli, päivittäinen säätieto: APAR, T, VPD, sadanta (MÄKELÄ ET AL. 2008, PELTONIEMI ET AL. 2011, 2012) Sisältävät haihdunnan mallin ja CO 2-pitoisuuden vaikutuksen

Typen saatavuuden malleja ROMUL päivittäinen maan hiili- ja typpidynamiikan malli (CHERTOV ET AL. 2001) Spesifiset hajoamisnopeudet lämpötilan, kosteuden ja ositteiden kemiallisen koostumuksen funktioita kokeelliset parametrit MICROFOREST vuotuinen dynamiikka (HARI ET AL. 2010) Eivät yhtä pitkälle kehitettyjä kuin fotosynteesin mallit Esimerkkilaskelmia Potentiaalisen fotosynteesin alueellinen jakautuminen ja sen yhteys sadantaan

Alueellinen GPP:n ja kuivuuspäivien laskenta Climforisk-hanke (Metla + HY, Mikko Peltoniemi) Metsätieto Metlan inventointitietokannoista Säätieto IL:n hilasta 10 x 10 km 2, standardijakso PreLes-malli (PELTONIEMI ET AL. 2012) Kuivuuden yhteys hyönteistuhoihin Alueellinen GPP:n ja kuivuuspäivien laskenta

Esimerkkilaskelmia Ilmastonmuutoksen vaikutus tuottavuuteen Ilmastoskenaariot CO 2 concentration Current climate - from local record B1 A1B A2 Temperature Precipitation

Tuloksia metsikkötason simuloinnista (SPP) 1600 Lehtien spesifinen 1400 tuottavuus ( C ) kasvaa 1200 1000 jopa 30% 800 Lehtien e spesifinen e vedenkäyttö ei muutu olennaisesti NIKINMAA ET AL. 2012 Yhteytystuo otos (g C m 2 a 1 1 )p ihdunta (mm a 1 ) Hai 600 400 200 0 300 250 200 150 100 50 0 T+5 T+2 T+0 2011 2100 0 200 400 600 800 CO 2 (ppm) T+5 T+2 T+0 2011 2100 0 200 400 600 800 CO 2 (ppm) Tuloksia Suomen alueen simuloinnista PreLes-malli Tarkastelu alueittain (kasvillisuusvyöhykkeet) säämuuttujat IL:n hilassa LINKOSALO ET AL. 2012

Tuloksia Suomen alueen simuloinnista LINKOSALO ET AL. 2012 Typen saatavuuden muutokset Romul-mallin perusteella typen hajotusnopeus lisääntyy kun ilmasto muuttuu, mutta ei yhtä paljon kuin potentiaalinen fotosynteesituotos (MÄKIPÄÄ ET AL. 2012) HARI ET AL. 2010 toisaalta ennustavat suurempaa vaikutusta typen saatavuuteen Epävarmuus suurempi kuin fotosynteesin arvioinnissa => lisää tutkimusta

Esimerkkilaskelmia Ilmastonmuutoksen aiheuttamat tilavuuskasvun ja pituusboniteetin muutokset Optimimalli tekijät C Metsikön kasvumalli Boniteetti Säät Metsämaa N

Optimimallin tuloksia 25 Max tilavuuskasvu m 3 /v 20 15 referenssi fotosynteesi + 30% 10 fotosynteesi + 30% typenotto + 30% fotosynteesi + 30% 5 typenotto + 15% 0 1 11 21 31 41 51 Alkuperäinen kasvupaikka (suhteellinen) Optimimalli tekijät C Metsikön kasvumalli Boniteetin muutos Säät Metsämaa N Empiirinen kasvumalli

Vaccia-hanke weather CO 2 Short-term term forest productivity SPP Productivity Soil-forest interaction: Microforest Pruductivity Root allocation Stand growth: PipeQual Growth Site index in climate scenarios management Forest decision system SIMOSOL SI Growth trends in FMUs NIKINMAA ET AL. 2012 Lisääntynyt kasvu => suurempi pituusboniteetti 40 A1b Hdom (m m) OMT_A1b 35 MT+_A1b 30 MT_A1b 25 VT_A1b 20 2000 2050 2100

Kehitysluokkajakauma referenssi 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 open site young seedling (h<1.3m) advanced seedling (h>1.3m) young thinning stand advanced thinning stand mature stand seed tree stand Time - #5 5-year terms Kehitysluokkajakauma A2 adaptiivinen metsänhoito 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 open site young seedling (h<1.3m) advanced seedling (h>1.3m) young thinning stand advanced thinning stand mature stand seed tree stand Time - #5 5-year terms

Tarkastelu Kasvuston primäärituotoksen riippuvuus säästä tunnetaan hyvin ja pystytään laskemaan isoilla alueilla myös sopeutumisilmiöt Ravinteiden saatavuuden muutokset tunnetaan huonommin Primäärituotoksen ja ravinteiden saatavuuden yhteisvaikutukset kasvuun tunnetaan mekanistisesti ja voidaan kalibroida => muutoksen suunta pystytään arvioimaan Tarkastelu Melko mahdotonta saada varmoja ennusteita Entä jos tarkastelu Hypoteesit voitava purkaa selkeiksi osahypoteeseiksi Tarkastellaan eri hypoteesien ja niiden erilaisten i yhdistelmien vaikutuksia kasvuun Kunkin hypoteesin rooli voidaan arvioida erikseen kulloinkin käytettävän ekologisen tiedon avulla

Tarkastelu Menetelmää kehitetään eri hankkeissa Climforisk HENVI FICCA ECONADA