Havaintoja ojitettujen soiden hiilitaseista Onko jotain opittu? Kari Minkkinen Metsätieteiden laitos, HY
Kasvihuonekaasut soilla Luonnontilainen Suo Ilmakehän kasvihuonekaasut: CO 2, CH 4 & N 2 O CO CO 2 2 CH 4 Foto- Respiraatio synteesi Metsäojitettu suo Ilmakehän kasvihuonekaasut: CO 2, CH 4 & N 2 O CO CO N 2 2 O CH 2 4 Lannoitus- Foto- vaikutus Resp. synteesi NO 3 Kasvillisuus Puusto Hapellinen turve Hapellinen hajotus Karikevuo Denitrifikaatio OJA Karikevuo Hapeton hajotus Turpeen kertyminen Hapellinen turve Hapellinen hjt hajotus Hapeton turve Hiilen kertyminen Hapeton turve Hapeton hajotus 2
Maahengitys kasvaa ojituksen jälkeen Suorassa suhteessa vedenpinnan tasoon (60 cm asti) Jos orgaanisen aineen hajotuksesta aiheutuva päästö ylittää tuotoksen, johtaa tämä maan hiilivaraston vähenemiseen undrained drained (Silvola et al: J. Ecol 1996, 84:219-222)
Metsäojitettujen tt j soiden KHK-taseet t Mitä tutkimuksia on olemassa? Kaasupäästömittaukset kammioilla, alkaen 1980-luku (Silvola ym. 1986, 1996) - eivät taseita, vaan hengityksen päästöjä Hiilivarastonmuutosmittauksia (Minkkinen ja Laine 1998, Minkkinen ym. 1999) Kaasumittauksia ja mallituksia (Minkkinen ym. 2007, Ojanen ym. 2010, 2011) Hiilivarastonmuutosmittauksia (Simola ym. 2010) Koko metsikön kaasutasemittauksia (Lohila ym. 2008, 2011, julkaisemattomat) t) Ulkomaisia tutkimuksia hyvin niukasti
Minkkinen & Laine 1998 turvenäyteaineisto 875 näytepistettä (turveprofiilia) 280 ojitetulla suolla Luonnontilaisten tiheysaineisto i i t n. 400 profiilia/200 koealaa Vertailu: turpeen hiilivarasto samalla paikalla ennen ja 60 v. jälkeen ojituksen Painuminen ja hiilitiheysmuutos 80 cm asti.
Turpeen hiilivaraston muutoksen määritys (C lutil C ojit)
Lakkasuon aineisto - siitepölyanalyysit yy 0 5 10 15 20 25 30 35 UD55 UD45 UD35 UD25 UD15 DR5 DR15 DR25 DR35 Depth (cm) 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 15 30 45 15 30 45 15 30 45 15 30 45 15 30 45 60 15 30 45 15 30 45 15 30 45 15 30 45 60 Proportion of alnus + betula pollens (%)
EC measurements Lettosuo, Mtkg Kalevansuo, Vatkg Kuva: Kari Minkkinen
Manual chamber meas measurements CO2, CH4, N2O different respiration components
1000 Maan hiilitaseita metsäojitetuilla boreaalisilla soilla 800 600 nielu (+), g C m-2 a-1 Hiilen päästö (-) / 400 200 0-200 -400 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Minkkinen and Laine 1998 Minkkinen et al 1999 Simola ym. 2010 Ojanen et al. 2012 Kalevansuo_EC Lettosuo_EC Alkkia_EC (Lohila 2008) Flanagan2011_EC_dryUD Turetsky 2011-600 -800-1000
Minkkinen & Laine 1998 vs. Ojanen ym. 2012: suotyyppi Karut nieluja, rehevät lähteitä = Karut nieluja, rehevät lähteitä
Minkkinen & Laine 1998 vs. Ojanen ym. 2012: ilmasto Päästöt lisääntyvät pohjoiseen <> Päästöt lisääntyvät etelään
EC mittaukset Rehevä: lähde Karu: nielu 300 200 200 + emission of CO 2 100 g CO month -1 2 m -2 100 0-100 -200-300 -400 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2009 2010 CO 2 m -2 ) Monthly NEE (g 0-100 -200-300 -400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Kuva: Kari Minkkinen
(Minkkinen et al. 1999) Pitkäaikainen C-taseen muutos Lakkasuo 100 Chang ge in C balance (g C m -2 a -1 ) 80 60 40 20 0-20 20 tree stand peat ground vegetation total -40-60 1 - VSN 2 - VSR 3 - IR 4 - RaTR
Lyhytaikainen y muutos, pieni kuivatus, Lakkasuo VSN 2001 2002 2003 2004 600 400 200 0-200 -400-600 Control Drawdown Control Drawdown Control Drawdown Control Drawdown Impact: -195 g CO2 Impact: -306 g CO2 Based on Riutta et al. 2007
Biomass, short-term and long term change, Ground vegetation Lakkasuo Trees Sphagna other moss herbs leaves woody mat. Pine Spruce Birch ud dr4 dr44 ud dr4 dr44 ud dr4 dr44 Ombrotrophic Oligotrophic Mesotrophic ud dr4 dr44 ud dr4 dr44 ud dr4 dr44 Ombrotrophic Oligotrophic Mesotrophic (Anttila, 2008)
Above ground litter production, short-term and long term change, Lakkasuo 2 season -1 mass, g m -2 dry m Sphagna Other mosses herbs leaves needles woody mat. cones ud dr4 dr44 Ombrotrophic ud dr4 dr44 Oligotrophic ud dr4 dr44 Mesotrophic (Anttila, 2008)
Decomposition rates, short-term and long term change, Lakkasuo Fig. 3 Decomposition rates at the community level (weighted average of decomposition rates of the litter types present at the given nutrient and WT regime plot; annual input of each litter type (g m-2) in year 1 and year 2 used as the weight). Strakova et al. 2011
Strakova et al. 2011 Two year litter production- decomposition balance, Lakkasuo
Hakkuut Hakkuualue selvä hiilen lähde ainakin 3-4 vuotta hakkuun jälkeen (~550 g C/season) O 2 m 2 day 1 gco 40 30 20 10 0-10 -20 A R ECO NEE P G 1.5. 1.8. 1.11. 1.5. 1.8. 1.11. 1.5. 1.8. 1.11. 18.8 2002 2003 2004 2005 Mäkiranta ym. 2010 0
Ojitettujen j soiden hiilitaseet Onko jotain opittu? Taseet vaihtelevia! Vaihtelu ei kuitenkaan kokonaan johdu epätarkoista menetelmistä. Kasvupaikan ravinteisuus vaikuttaa: Nielut karuhkoja soita, mäntyvaltaisia, avoimia, rehevä pintakasvillisuus, huonohko kuivatus Rehevät suot lähteitä: suurempi turpeen hajotus, vähemmän pintakasvillisuutta, parempi kuivatus Puuston hiilensidonta id ja kariketuotos merkittävässä ä ä asemassa. Rehevien ojitusalueiden puuston nopea kasvu ei kuitenkaan näytä kompensoivan vastaavasti turpeen nopeutunutta hajotusta.
Ojitettujen j soiden hiilitaseet Onko jotain opittu? Metsätaloudessa pidettävät, puunkasvultaan parhaat paikat ovat lähteitä ja tullevat olemaan lähteitä. Hakkuut lisäävät päästöjä, koska sitova kasvillisuus häviää joksikin aikaa. Metsätaloudesta poistuvat, karut, ovat enimmäkseen nieluja ja tulevat todennäköisesti pysymään nieluina ilman toimenpiteitä niin kauan kun puuston kasvu jatkuu.
photo: Kari Minkkinen, Kalevansuo 2011 Kiitos!