ENVIMAT scen metsämalli

ENVIMAT scen metsämalli Ilmo Mäenpää, Oulun yliopisto Luonnos 8.4.2016 Työ on tehty osana Suomen Akatemian tutkimushanketta Luonnonvarojen kestävä käyttö ja Suomen talous (SURE) Sisällys 1. Johdanto... 2 2. Puun kysyntä ja hakkuut... 3 3. Puuston kasvu... 5 4. Puuston hiilitaseet... 10 5. Metsäojitettujen soiden turpeen hajoaminen... 12 6. Metsämallin tulosten kooste... 14 7. Mallin tuloksia: kokonaishakkuut, puuston kasvu ja hiilinielu... 15 8. Mallin tuloksia: metsähakkeen vaikutus hiilinieluun... 17 Kirjallisuus... 20 1

1. Johdanto ENVIMAT scen on Suomen talouden ympäristölaajennettu monitoimialainen pitkän ajan simulointimalli. Sen lähtövuosi on 2010 ja se ratkaistaan valittuun päätevuoteen, joko 2030 tai 2050. ENVIMAT scen muodostuu panos-tuotosmallin ympärille rakennetusta taloudellisesta ydinmallista sekä useista satelliittimalleista, joissa osa-alueen ilmiöt kuvataan ydinmallia yksityiskohtaisemmin ja usein fyysisissä yksiköissä. Mallin iteratiivisessa ratkaisussa ydinmalli ja satelliittimallit ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Metsämallin keskeisinä tehtävinä on tuottaa metsien nettokasvun sekä hiilinielun arviot ydinmallissa toteutuneella aines- ja energiapuun kysynnällä. Erityisen tärkeänä on puun energiakäytön hiilinieluvaikutus. Metsämalli on pidetty mahdollisimman yksinkertaisena, jotta sen vaatima laskenta-aika koko ENVIMA scen mallin simuloinneissa pysyy kohtuullisena. Siten siinä koko Suomen metsät on pidetty yhtenäisenä kokonaisuutena ilman alue- tai maaperäjakoja eikä myöskään puulajeja (mänty, kuusi, lehtipuut) ole eroteltu toisistaan. Sen sijaan puuntuotannossa olevat metsät ja muut (suojellut) metsät ovat erillään. Erilaisten hiilinieluvaikutusten vuoksi metsähakkeen ala-lajit, hakkuutähdehake, kantomurske ja kokopuuhake, pidetään myös erillään. Metsien kasvun dynamiikka samoin kuin metsiin jäävän kuolleen puuaineksen maaperähajoaminen ovat monimutkaisia prosesseja. Näiden osa-alueiden pelkistettyyn kuvaukseen on päästy käyttämällä hyväksi Luonnonvarakeskuksen MELA mallin ja Suomen ympäristökeskuksen YASSO mallin tuloksia. 2

2. Puun kysyntä ja hakkuut ENVIMAT scen mallissa raakapuu jaetaan neljään alaryhmään: 1. Tukkipuu 2. Kuitupuu 3. Polttopuu (halot, rangat, klapit) 4. Metsähake Kotimaisen raakapuun kysyntä muodostuu raakapuun kotimaisesta kysynnästä, josta vähennetään tuonti ja johon lisätään vienti ja varastomuutokset. Taulukossa 1 on esitetty raakapuun kysynnän tase vuonna 2010. Mallin simuloinnissa tuonnin osuudet kotimaisesta käytöstä ja viennin kehitys asetetaan eksogeenisina parametreina ulkomaankaupan skenaariossa. Varastomuutokset asetetaan nolliksi. Taulukko 1. Kotimaisen raakapuun kysynnän tase vuonna 2010, Mm 3 Kotimainen Kotimainen Tuonti Vienti Varastoraakapuu käyttö muutos Tukkipuu 22,5 23,8 0,7 0,2-0,9 Kuitupuu 30,1 35,7 6,6 0,4 0,6 = - + + Polttopuu 5,2 5,4 0,2 0,0 0,0 Metsähake 5,0 6,4 1,4 0,0 0,0 Metsämallin ensimmäisessä osassa johdetaan runkopuun hakkuupoistuma, metsähakkeeseen sisältyvä oksien ja kantojen hakkuupoistuma sekä metsiin jäävät hakkuutähteet. Runkopuun hakkuupoistuma on keskeinen metsien kasvun mallintamisessa. Metsistä poistuvat ja sinne jäävät hakkuutähteet ovat puolestaan tärkeitä metsien hiilinielun mallintamisessa. Malliosion rakenne on esitetty kuviossa 1. Kuvio 1. Metsämallin hakkuut osion puuvirtojen rakenne Tukkipuu, kuitupuu ja polttopuu yhdistetään runkopuuhakkuiksi. Runkopuuhakkuiden hakkuutähteet koostuvat hukkapuusta, oksista ja lehdistä sekä kannoista ja juurista. Hukkapuu on 3

runkopuuta, joka alimittaisuuden (esim. runkojen latvusosat) tai muun viallisuuden vuoksi ei sovi ainespuuksi. Hukkapuun osuus runkopuuhakkuista on 16 % (Metsäntutkimuslaitos 2014, 171). Muiden hakkuutähteiden oksat ja lehdet, kannot ja juuret määrän arvioinnissa on käytetty valtakunnan metsien 11. inventoinnin (VMI 11) mukaista arviota elävän puuston kokonaisbiomassan jakautumisesta puuston osien kesken. Tällöin on oletettu yksinkertaistaen, että puun kaikkien osien kuiva-tuoretiheys on sama kuin runkopuun keskimääräinen tiheys 407 kg/m 3. Myös hukkapuulle on laskettava oksien ja kantojen osuus. Taulukko 2. Elävän puuston kokonaisbiomassan jakautuminen runkopuuhun, oksiin ja lehtiin sekä kantoihin ja juuriin valtakunnan metsien 11. inventoinnin mukaan, miljoonaa kuiva-ainetonnia (Mt) ja prosenttia (Metsäntutkimuslaitos 2014, Taulukko 1.29) Mt % Runkopuu 960 58 Oksat ja lehdet 338 20 Kannot ja juuret 371 22 Yhteensä 1 669 100 Metsähake eritellään kolmelle haketyypille: metsätähdehake, kantomurske ja kokopuuhake. Metsätähdehake koostuu hukkapuusta (runkopuun latvusosat) ja oksista. Lehdet ja neulaset oletetaan karistettavan metsiin. Mallissa perusoletuksena on, että hukkapuusta ja oksista 20 % korjataan hakkuutähdehakkeeksi ja samoin kannoista 20 % kantomurskeeksi. Metsähakkeen kysynnästä jäännös oletetaan korjattavan kokopuuhakkeena. Kokopuuhakkeeseen käytetään runkopuu ja oksat, mutta ei kantoja. Kokopuuhake tuotetaan elävän puuston lisähakkuilla. Runkopuun hakkuupoistumaan sisällytetään runkopuuhakkuiden lisäksi hukkapuu kokonaisuudessaan ja kokopuuhakkeen runko-osuus. Metsiin jäävät hakkuutähteet koostuvat metsätähdehakkeeseen sisältymättömistä hukkapuista ja hakkuutähdeoksista, lehdistä ja neulasista sekä kantomurskeeseen sisältymättömistä runkopuuhakkuiden, hukkapuun ja kokopuuhakkeen kannoista ja juurista. 4

3. Puuston kasvu Puuston kasvun osamallin tehtävänä on johtaa hakkuumääristä metsän kasvu. Koska metsän kasvu on monisyinen biologinen prosessi, hakkuiden ja metsän kasvun yhteys estimoitiin Luonnonvarakeskuksen MELA mallin (Redsven ym. 2013) tulosten avulla. MELA on Suomen oloihin kehitetty metsätalouden analyysi- ja suunnitteluohjelmisto, jonka avulla voidaan tuottaa mm. valtakunnallisia ja alueellisia metsien käyttömahdollisuusarvioita ja niitä vastaavia metsien lähivuosikymmenien kehitysvaihtoehtoja. MELA mallissa lähtökohtana ovat elävän puuston yksilötason kasvu ja voimassa olevia metsänhoitosuosituksia noudattavat hakkuut, joissa lisäksi optimoidaan hakkuiden taloudellinen kannattavuus annetuilla kannattavuuskriteereillä ja erilaisilla asetetuilla rajoitteilla. ENVIMAT scen puuston kasvumalli muodostaminen perustuu seuraaviin lähtöhypoteeseihin: 1. Hakkuumäärien kasvaessa puuston päätevuoden tilavuus supistuu. 2. Puuston tilavuuden kasvaessa puuston ikääntymisen seurauksena elävän puuston vuosikasvu suhteessa puuston tilavuuteen (kasvuaste) laskee. 3. Jos on tiedossa kahden hakkuumäärän h1 ja h2 mukaiset päätevuoden puustotilavuudet p1 ja p2, niin hakkuumäärien h1 ja h2 väliin sijoittuvaa hakkuumäärää h vastaava puustotilavuus p saadaan puustotilavuuksien p1 ja p2 lineaariyhdistelynä eli painotettuna keskiarvona. 4. Samoin puustotilavuutta p vastaava puuston vuosikasvuaste r saadaan tilavuuksia p1 ja p2 vastaavien kasvuprosenttien g1 ja g2 lineaariyhdistelynä. Lineaariyhdistelyjen periaate on havainnollistettu kuviossa 3. Lineaariyhdistelyn periaate on kuitenkin vain ajatusväline. Käytännössä puuston kasvumalli kiteytyy puuston tilavuussuoran (h1,p1), (h2,p2) ja kasvusuoran (p1,g1), (p2,g2) yhtälöiden estimointiin. Kuvio 2. Puuston päätevuoden tilavuus hakkuumäärien lineaariyhdistelynä ja puuston vuosikasvu puuston tilavuuden lineaariyhdistelyinä 5

MELA mallin neljän peruslaskelman - Suurin nettotulo (NT), Suurin kestävä aines- ja energiapuun hakkuukertymä (SK), Toteutunut hakkuukertymä (TH) ja Suurin kestävä ainespuun hakkuukertymä (SK_A) tulokset on julkaistu Luonnonvarakeskuksen MELA tulospalvelun sivuilla (http://mela2.metla.fi/mela/tupa/index.php). Tulokset on julkaistu kuitenkin vain vuoteen 2040 asti. Aluksi mallin toimivuutta testattiin julkaistuilla laskemilla vuoteen 2030. Kun tulokset näyttivät lupaavilta, MELA:n tukipalvelusta pyydettiin ja saatiin laskelmien julkaisemattomat tulokset vuoteen 2050 saakka ja lisäksi kahden lisälaskelman, SK2 ja SK3, tulokset täydentämään vaihtoehtoisten hakkuumäärien kattavuutta. Tässä vaiheessa täsmennetään vielä muuttujavalintaa. MELA mallissa tulokset saadaan erikseen puuntuotannon alueelle ja muille eli puuntuotannon ulkopuolisille metsille. Hakkuut eivät koske muita metsiä, joten niille saadaan hakkuumääristä rippumaton yksi kasvulaskelma. Talousmetsien osuus puuston tilavuudesta on valtakunnan 11. inventoinnin mukaan 90 % ja pinta-alasta vajaat 80 %. Seuraavassa hakkuiden vaikutus metsän kasvuun rajoitetaan talousmetsiin. Muun metsän kasvu liitetään lopuksi mukaan täydentämään metsien kokonaiskehityksen laskelmaa. ENVIMAT scen metsämallissa puuston tilavuus, kasvu ja hiilitaseet lasketaan vain päätevuodelle 2030 tai 2050. Päätevuoden puuston tilavuuden muutokseen lähtövuodesta 2010 päätevuoteen vaikuttaa kuitenkin koko hakkuuhistoria. Siten hakkuumäärä mitataan runkopuun kumulatiivisena hakkuupoistumana lähtövuodesta päätevuoteen. Puuston vuosikasvuprosentti mitataan elävän puuston vuotuisena kasvuna suhteessa puuston runkotilavuuteen. Tätä voidaan kutsua myös puuston bruttokasvuksi. Nettokasvu saadaan, kun bruttokasvusta vähennetään kyseisen vuoden runkopuun hakkuupoistuma ja luonnonpoistuma. Taulukossa 3 on esitetty eri MELA laskelmista kootut tiedot runkopuun kumulatiivisesta hakkuupoistumasta sekä puuston runkotilavuuksista ja elävän puuston kasvuprosentista päätevuosina 2030 ja 2050. MELA laskelmat on koottu vuoden 2030 kumulatiivisen hakkuupoistuman mukaiseen suuruusjärjestykseen. Vuoden 2050 datassa laskelmien SK2 ja TH hakkuupoistuman suuruusjärjestys on vaihtunut. Taulukko 3. Runkopuun kumulatiivinen hakkuupoistuma vuodesta 2010 päätevuoteen, Mm 3, sekä puuston runkotilavuus, Mm 3, ja elävän puusto kasvuprosentti päätevuosina 2030 ja 2050 MELA mallin eri laskelmissa 2030 2050 Kumulatiivinen Puuston Kasvu-% Kumulatiivinen Puuston Kasvu-% hakkuupoistuma runkotilavuus hakkuupoistuma runkotilavuus SK2 1216 2713 3,92 2784 3185 3,58 TH 1221 2683 4,00 2409 3548 3,31 SK3 1598 2265 4,40 3297 2498 4,45 SK-A 1718 2113 4,61 3495 2222 4,85 SK 1755 2074 4,62 3561 2140 4,93 NT 1949 1781 5,22 3593 2001 5,48 6

Alin MELA laskelma NT, Suurin nettotulo, poikkeaa muista laskelmista siten, että siinä hakkuut painottuvat tarkasteluperiodin alkuun, vuoden 2010 jälkeiselle vuosikymmenelle nykyisten hakkuureservien muuttamiseksi mahdollisimman nopeasti rahaksi. Vaikka myös NT laskelma noudattaa yleistä trendiä puuston runkotilavuus laskee hakkuiden kasvaessa ja puuston kasvuaste nousee puuston runkotilavuuden laskiessa, poikkeuksellisesta hakkuiden ajallisesta profiilista johtuen havaintopisteet poikkeavat jonkin verran muiden havaintopisteiden regressiosoralta. Koska NT sijoittuu havaintopisteiden toiseen reunaan, se olisi vaikuttanut estimoitavien regressiosuorien kulmakertoimiin sen verran, että laskelma poistettiin regressiosuorien estimoinnista. Kuviossa 3 on esitetty regressiosuoran sovitteet puuston tilavuudelle ja vuosikasvulle MELA laskelmien tuloksiin vuoteen 2030 ja kuviossa 4 vuoteen 2050. MELA mallin tulokset sijoittuvat suorille sangen hyvin, joten lineaarisen yhdistelyn hypoteesi toimii erinomaisesti. Regressiosuorien selitysasteet ovat korkeat, yli 99 %. Havaintoja on kuitenkin vain 5 kappaletta. Estimointiyhtälöiden implisiittisenä oletuksena on, että tarkasteluperiodin hakkuuhistoriasta vain hakkuumäärät vaikuttavat, ei hakkuiden ajallinen profiili. Kun regressioyhtälöihin sijoitetaan MELA:n NT laskelman kumulatiivinen hakkuupoistuma, puuston runkotilavuudeksi saadaan 1847 Mm3 vuonna 2030 ja 2115 Mm3 vuonna 2050. Mallin ennustevirhe NT skenaariolle on vastaavasti +5,2 ja +5,7 %. Kasvuprosenteiksi mallista saadaan 4,9 % molemmille vuosille, jolloin ennustevirheiksi saadaan -5,6 ja -7,3 %. NT laskelman ajallinen profiili on kuitenkin epärealistinen. Siinä vuotuinen hakkuupoistuma kohoaa vuoden 2010 tasosta 68 Mm3 keskimääräiseen tasoon 112 Mm3/v ajanjaksolla 2010-2019 ja alenee sitten asteittain vuoden 2010 tasoon. Kuvio 3. Regressiosuoran sovitteet puuston runkotilavuudelle ja puuston kasvuasteelle MELA laskelmien aineistossa vuoteen 2030 7

Kuvio 4. Regressiosuoran sovitteet puuston runkotilavuuden ja puuston kasvuprosentille MELA laskelmien aineistossa vuoteen 2050 MELA mallin tulospalvelussa julkaistuissa laskelmissa ei ole otettu huomioon ilmaston muutoksen vaikutuksia. Kohoava lämpötila, kasvava ilman hiilidoksidipitoisuus sekä runsastuva sateisuus lisäävät kaikki puuston kasvua. MELA malliin on myös mahdollisuus lisätä ilmastomuutoksen vaikutukset. Ilmastomuutoksen sisältäviä MELA laskelmia on tehty mm. Low Carbon Finland 2050 tutkimuksessa (Kallio ym. 2014). Tutkimuksessa käytettiin IPCC:n A1B skenaariota, jossa maapallon lämpötila kasvaa vuosisadan loppuun mennessä noin 2 o C. Suomessa lämpötilan nousu on globaalitasoa nopeampaa, jolloin skenaariossa Suomen lämpötila nousisi saman 2 o C nykytasolta vuoteen 2050. Tutkimuksen mukaan tällöin puuston kasvu nopeutuu siten, että sama puuston tilavuus vuonna 2050 saavutetaan 25 35 % suuremmilla hakkuilla kuin ilmaston nykytilassa. Low Carbon Finland raportissa on esitetty MELA laskelmat kuudelle eri hakkuuskenaariolle. Skenaarioissa hakkuumäärät eroavat kuitenkin verraten vähän: suurimman ja pienimmän hakkuumäärän erotus on vain 12 %. Siten erityisesti regressiosuorien kulmakertoimien estimointi on epävamaa. Sen vuoksi Low Carbon Finland skenaarioista otettiin Base skenaarion keskimääräiset kumulatiiviset hakkuumäärät, puuston tilavuudet ja vuosikasvuprosentit vuosille 2030 ja 2050 ja ratkaistiin niiden avulla kuvioiden 3 ja 4 regressiosuorien vakiotermit, kun kulmakerroinparametrit pidettiin ennallaan. Uudet, ilmastomuutoksen sisällään pitävät regressiosuorien parametrit on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Puuston tilavuuden ja elävän puuston vuosikasvun yhtälöiden ilmastokorjatut parametrit. Yhtälöt ovat muotoa y = a+bx. 2030 2050 a b a b Puuston tilavuus/hakkuupoistuma 3970-1,163 6870-1,247 Puuston vuosikasvuaste/puuston tilavuus 0,073-0,0000105 0,084-0,0000119 8

Kumulatiivinen hakkuupoistuma johdetaan ENVIMAT scen mallissa olettaen, että hakkuupoituman kehitys lähtövuodesta 2010 päätevuoteen 2030 tai 2050 noudattaa geometrisen kasvun uraa. Kun hakkuupoistumat h0 ja ht lähtövuonna 0 ja päätevuonna t tunnetaan, hakkuupoistuman vuosikasvukertoimeksi saadaan: q = (h t h 0 ) 1 t. Kumulatiivinen hakkuupoistuma h saadaan silloin geometrisen sarjan ratkaisuna: h = t 1 v=0 h 0 q v = h 0 t 1 v=0 q v = h 0 (1 q t )/(1 q). Puuston runkotilavuus päätevuonna johdetaan kumulatiivisesta hakkuupoistumasta puuston tilavuusyhtälön avulla: f t = a 1 + b 1 h. Elävän puuston runkotilavuuden kasvu (bruttokasvu) saadaan puuston päätevuoden runkotilavuuden ja puuston vuosikasvuyhtälön avulla: b f t = (a 2 + b 2 f t )f t. Keskeinen tarvittava muuttuja on kuitenkin runkotilavuuden nettokasvu. Nettokasvu saadaan vähentämällä bruttokasvusta runkopuun kokonaispoistuma. Kokonaispoituma on edelleen hakkuupoistuman ja luonnonpoistuman summa. Vuotuinen luonnonpoistuma on arvioitu vakioosuutena, 0,2 %, puuston runkotilavuudesta (ks. Metsäntutkimuslaitos 2014, 171). Merkitään luonnonpoistumaosuuta l. Silloin puuston runkotilavuuden päätevuoden nettokasvuksi saadaan: n f t = b f t lf t h t = (a 2 + b 2 f t l)f t h t. Puuntuotannon ulkopuolisten metsien muutujat lisätään lopuksi tuloksiin. Tarvittava data on poimittu MELA mallin tuloksista, joihin on tehty ilmastonmuutoksen aiheuttamat kasvulisäykset. Tulokset on esitetty taulukossa 5. Taulukko 5. Puuntuotannon ulkopuolisten metsien puuston tilavuus, luonnonpoistuma ja puuston kasvu. 2010 2030 2050 Elävän puuston runkotilavuus, Mm 3 223,8 309,1 402,2 Luonnonpoistuma runkopuuta, Mm 3 1,1 1,2 1,3 Puuston tilavuuden nettokasvu/v, Mm 3 3,6 4,0 4,2 Merkitään puu tuotannon ulkopuolisten metsien muuttujia yläindeksillä u. Täydennetään puuntuotannon alueen puuston tilavuus ja nettokasvu kattamaan kaikki metsät: f t = f t + f t u, n f t = n f t + n f t u. 9

4. Puuston hiilitaseet Puuston hiilitaseet koostuvat neljästä pääosasta: puuston nettokasvun sitomasta hiilestä, metsiin jäävän kuolleen puuaineksen sitomasta hiilestä, kertyneen kuolleen puuainesvarantojen hajoamisen ilmakehään vapauttamasta hiilestä. Puuston hiilitaseen laskemisessa tarvittavat parametrit on koottu matriisiksi, joka on esitetty taulukossa 6. Taulukko 6. Puuston hiilitaseen laskennassa käytetyt biomassaparametrit Koodi Runko Oksat Lehdet Kanto Juuret Hienojuuret Puuston biomassakertoimet t/m3 runkopuuta bm1 0,407 0,08 0,064 0,044 0,094 0,019 Elävän puuston kariketuotanto t/m3 runkopuuta bm2 0,0003 0,0013 0,0148 0 0,0014 0,016 Kuolleen puuaineksen hajoamisnopeudet, %/v bm3 0,0322 0,0634 0,377 0,0177 0,0634 0,15 Kuolleen puuaineksen varanto 2010, Mt bm4 137 110,2 102 215 138 145 Puuston biomassakertoimilla (biomass expansion factors) saadaan puuston runkatilavuudesta laskettua puuston kokonaisbiomassa komponenteittain kuiva-ainetonneina. Biomassakertoimet on saatu lähteistä Lehtonen ym. (2004) ja Lehtonen (2005). Kertoimet on sovitettu niin, että ne summautuvat taulukossa 2 esitettyyn VMI 11:n mukaiseen pääkomponenttijakautumaan. Elävän puuston kariketuotanto komponenteittain on saatu Tilastokeskuksen kasvihuonekaasuinventaariosta (Tilastokeskus 2014, 283). Kariketuotanon parametrit on alun perin ilmaistu suhteessa kunkin komponentin massaan mutta taulukossa 6 ne on muunnettu laskennan helpottamiseksi suhteeksi runkopuutilavuudesta. Kuolleen puuaineksen hajoamisnopeudet on saatu lähteistä Liski (2011, 15) ja Didion (2014). Runkopuun, oksien ja kantojen hajoamisnopeutena on käytetty niiden keskimääräistä hajoamisnopeutta 20 vuoden aikana. Edellä kuvatut parametrit on lähdeaineistossa tuotettu puulajeittain ja usein myö Etelä- Suomi/Pohjois-Suomi jaotukella. Tässä niistä on laskettu koko maan kaikkien puulajien keskiarvo käyttäen hyväksi VMI 11:n puuston runkotilavuustietoja alueittain ja puulajeittan (Metsäntutkimuslaitos 2014, taulukko 1.16) Kuolleen puuaineksen varanto vuonna 2010 on laskettu puuston runkotilavuuden ja hakkuiden vuodesta 1955 alkavien aikasarjojen avulla smaa menetelmää käyttäen, kuin jatkossa varanto lasketaan simulointiperiodille. Puuston nettokasvun sitoma hiilidioksidi saadaan kaavalla kun runkopuun nettokasvu (Mm 3 ) muunnetaan biomassakertoimien bm1 summalla puuston kokonaisbiomassan nettokasvuksi, biomassa edelleen hiilisisällöksi kertoimella 0,5 ja hiilisisältö edelleen hiilidioksidiksi atomimassojen mukaisella kertoimella (12+2*16)/12 = 44/12. Silloin puuston nettokasvun sitoma hiilidioksidi (CO2 Mt), C 1, saadaan yhtälöstä: C 1 = (44 12) 0,5 n f t bm1 10

Kuolleen puuaineksen hiilivarantomuutokset saadaan hiilivarannon vuotuisen lisäyksen ja kertyneen vanhan hiilivarannon hajoamisen erotuksena. Hiilivarantojen lisäykset koostuvat metsiin jäävistä hakkuutähteistä, luonnonpoistumasta ja elävän puuston kariketuotannosta. Hakatun puuston metsään jäävän puukomponentin i = 1 6 biomassa päätevuonna, ki t, saadaan biomassakertoimilla runkopuun hakkuupoistumasta vähennettynä metsästä poiskorjatuilla puuston osilla vit ja lisättynä elävän puuston kariketuotannolla k it = bm1 i h t 0,407v it + bm2 i f t. Tässä muuttujan kit mittayksikkö on miljoona tonnia kuiva-ainetta ja muuttujien ht ja vit yksikkönä on miljoona kuutiometriä. Muuttuja vit on nollasta poikkeava vain runkopuulle, oksille ja kannoille. Kerroin 0,407 muuntaa tilavuutena mitatut puustonosat kuiva-aineena mitatuksi biomassaksi. Vuonna t syntyneen metsiin jäävän kuolleen puuaineksen sitoma hiilidioksidi on yhteensä: 6 i=1. C 2 = (44 12) 0,5 k it Seuraavaksi arvioidaan metsiin kertyneen kuolleen puuaineksen hajoamisen vapauttama hiilidioksidi. Metsään jäävän kuolleen puuaineksen kertymä komponenteittain lähtövuodesta päätevuoteen johdetaan geometrisen kasvun uralta. Komponentin i vuosikasvukertoimeksi saadaan 1 t g i = (k it k i0 ), missä kio on vuodelle 2010 laskettu metsiin jäävä komponentti i. Vuonna v kertyvä komponentin i kuollut biomassa on k iv = g i v k i0. Kuolleen biomassan hajoamisnopeudet saadaan taulukon 6 parametrivektorista bm3. Silloin vuonna v syntyneen komponentin jäljellä oleva massa vuonna t on k ivt = (1 bm3 i ) t v g i v k i0. Kaikkiaan päätevuonna jäljellä oleva komponentin i varanto on t 1 t 1 κ it = v=0 k ivt + (1 bm3 i ) t bm4 i = v=0 (1 bm3 i ) t v g v i k i0 + (1 bm3 i ) t bm4 i, missä (1 bm3 i ) t bm4 i on taulukossa 6 annetun vuoden 2010 kuolleen puuaineksen varannon jäljellä oleva määrä vuonna t. Vuonna t hajoavan kuolleen puuperäisen aineksen hiilidioksidipäästöt ilmaan saadaan laskelmalla hiilidioksidisisältö kaikkien kuolleiden komponenttien hajoamiselle: C 3 = (44 12) 0,5 i=1 bm3 i κ it. 6 11

5. Metsäojitettujen soiden turpeen hajoaminen Metsien pohjakasvillisuus oletetaan vakiona. Tällöin myös pohjakasvillisuuden uuden kuolleen aineksen vuotuinen muodostuminen ja vanhan varannon hajoaminen ovat yhtä suuret, jolloin hiilidioksidin nettopäästöt ovat nolla. Jäljelle jää kuitenkin metsäojitettujen soiden turpeen hajoamisen päästöt. Kasvihuonekaasuinventaariossa (Tilastokeskus 2014) metsien kuolleen orgaanisen aineksen hiilidioksidin nettotaseet on jaettu mineraalisille maille ja orgaanisille eli suomaille. Suomailla päästölähteenä on edelleen soiden maaperän turpeen hajoaminen. Inventaariossa ei ole kuitenkaan eritelty turpeen hajoamisen osuutta päästöistä. Inventaariossa on kuitenkin annettu metsäojitettujen soiden päästöt vuodessa pinta-alaa kohti erityyppisillä soilla (s. 284) sekä suotyyppien pinta-alat (s. 278). Näistä laskemalla metsäojitettujen soiden maaperän hiilidioksidipäästöiksi saadaan 45,6 Mt. Soiden maaperäpäästöt sisältävät kuitenkin turpeen hajoamisen päästöjen lisäksi myös puuston ja kasvillisuuden tuottaman maanalaisen kuolleen orgaanisen aineksen hajoamisen päästöt. Inventaarion sivulta 283 löytyy metsäojitettujen soiden pohjakasvillisuuden arvioitu vuotuisen maanalaisen kariketuotannon hiilisisältö pinta-alaa kohti. Kun oletetaan, että kariketuotanto pysyy vakiona, vuotuinen karikevarannon hajoaminen on yhtä suuri kuin niiden tuotanto, jolloin pohjakasvillisuuden tuottaman maanaisen kuolleen aineksen vuotuisiksi hiilidioksidipäästöiksi saadaan 17, 8 Mt. Koko metsämaan kuolleen puuaineksen maanalaisten varantojen hajoamisen estimaatti vuodelle 2010 saadaan taulukosta 7 kertomalla kantojen, juurten ja hienojuurten vuoden 2010 arvioitu varanto niiden hajoamisnopeudella. Metsäojitettujen suomaiden osuus puuston runkotilavuudesta on VMI11:n mukaan 23,4 %. Olettamalla, että metsäojitettujen soiden osuus kuolleen maanalaisen puuaineksen hajoamisesta on sama kuin puuston runkotilavuudesta, puuston maanalaisten osien hajoamisen vuosittaisiksi hiilidioksidipäästöiksi saadaan 14,3 Mt. Siten turpeen hajoamisen hiilidioksidipäästöiksi saadaan 45,6-17,8-14,3 = 13,3 Mt. Vaihtoehtoinen lähestymistapa turpeen hajoamisen hiilidioksidipäästöihin saadaan seuraavasti. Tuoreimman kasvihuonekaasuinventaarion (Tilastokeskus 2016, s. 267) kuolleen orgaanisen aineksen ja maaperän hiilidioksidipäästöjen nettotase vuonna 2010 oli kivennäismailla -7,9 Mt ja turvemailla +7,5 Mt, toisin sanoen kivennäismaat toimivat nettonieluna ja turvemaat lähes yhtä suurena nettolähteenä. Jos oletetaan, että kivennäismaiden nettonielu koostuu yksinomaan puuperäisen aineksen muodostumisesta ja hajoamisesta, ja että turvemailla puuperäisen aineksen nettonieluvaikutus puuston runkotilavuutta kohti on sama kuin kivennäismailla, puuperäisen aineksen nettotaseeksi turvemailla saadaan -7,9*0,234/(1-0,234) = -2,4 Mt. Silloin turpeen hajoamisen hiilidioksidipäästöt saadaan erotuksena +7,5 - (-2,4) = 9,9 Mt. Kasvihuonekaasuinventaarion tuloksista estimoidut turpeen hajoamisen päästöt, 9,9 Mt ovat huomattavasti pienemmät kuin käytettävissä olevasta pohjadatasta arvioidut päästöt, 13,3 Mt. Kuolleen puuaineksen vuoden 2010 varantojen laskennan yhteydessä laskettiin myös luvussa 4 esitetyllä mallilla kuolleen puuaineksen hiilidioksidipäästöjen tase vuodelle 2010. Nettotaseeksi saatiin -9,8 Mt, joka on aika lähellä kasvihuonekaasuinventaarion pohjalta kivennäismailta 12

turvemaille laajennettuja puuperäisten ainesten nettotasetta -7,9 + (-2,4) = -10,3 Mt. Jatkossa metsäojitettujen soiden turpeen hajoamisen päästöinä käytetään alustavasti lukua C 4 = 9,9 Mt, ja oletetaan sen pysyvän samana myös tulevaisuudessa. Turpeen hajoamisen päästöjä on kuitenkin vielä pyrittävä tarkentamaan. 13

6. Metsämallin tulosten kooste Metsämalli on R-kielisenä ohjelmana ENVIMAT scen mallisysteemin sisällä. Mallin tulokset kootaan taulukossa 7 esitettyyn tulostustaulukkoon. Vuoden 2010 sarake syötetään eksogeenisena datana. Päätevuoden sarake kootaan mallilaskennan edetessä. Samalla sarake toimii laskentaohjelmassa välitulosten tallennuspaikkana. Taulukon 7 vuoden 2010 hakkuumäärinä on käytetty Low Carbon Finland Base skenaariota (Kallio ym. 2014). Taulukko 7. ENVIMAT scen metsämallin tulosten koostetaulukko. yksikkö 2010 2050 Hakkuut Mm 3 62,8 81,3 1 Tukkipuu Mm 3 22,5 24,8 2 Kuitupuu Mm 3 30,1 41,4 3 Polttopuu Mm 3 5,2 3,0 4 Metsähake Mm 3 5,0 12,1 Runkopuuhakkuut (1+2+3) Mm 3 57,8 69,2 Hakkuutähteet Mm 3 44,4 62,5 - hukkapuu (runkopuuta) Mm 3 8,4 9,7 - oksat ja lehdet Mm 3 21,2 25,2 - kannot ja juuret Mm 3 23,2 27,6 Metsähake Mm 3 5,0 12,1 Hakkuutähdehake (oksat + hukkapuu) Mm 3 2,2 7,0 Kantomurske Mm 3 1,0 2,8 Kokopuuhake Mm 3 1,8 2,4 Runkopuun hakkuupoistuma Mm 3 68,1 80,6 Luonnonpoistuma runkopuuta Mm 3 4,7 6,8 Puuston runkotilavuus Mm 3 2347,0 3579,5 Runkopuun nettokasvu/v Mm 3 28,6 64,8 Elävän puuston kokonaisbiomassa Mt 1807,2 2534,3 Biomassan nettokasvu/v Mt 22,0 45,9 Metsään jäävä kuollut orgaaninen aines Mt 99,8 147,3 - Metsiin jäävät hakkuutähteet Mt 16,9 21,5 - Luonnonpoistuma Mt 3,6 4,8 - Elävän puuston kariketuotanto Mt 79,3 121,0 Hiilidioksiditase Mt CO 2-34,2-85,8 - metsien nettokasvun sitoma Mt CO 2-36,1-84,1 - kuolleen orgaanisen aineksen nettotase Mt CO 2-10,3-13,9 - turvemaiden turpeen hajoaminen Mt CO 2 9,9 9,9 - muut metsänhoidon päästölähteet Mt CO 2e 2,3 2,3 14

7. Mallin tuloksia: kokonaishakkuut, puuston kasvu ja hiilinielu ENVIMAT scen mallin yhteydessä talouden ydinmalli ja energiamalli tuottavat metsämalliin aines- ja energiapuun kysynnän. Seuraavassa metsämallin käyttäytymisen analyysissä metsämalli on kuitenkin irrotettu erilleen, jotta hakkuumääriä voidaan vaihdella vapaasti. Tarkastelemme seuraavia laskelmia: 2010 hakkuut: puuston hakkuumäärät pysyvät lähtövuoden 2010 tasolla 2010 puusto: hakkuut määrätään siten, että puuston tilavuus päätevuonna on sama kuin lähtövuonna 0-nettokasvu: hakkuut määrätään niin, että puuston nettokasvu on päätevuonna nolla 2010 hiilinielu: hakkuut asetetaan siten, että metsän hiilidioksiditase on sama kuin lähtövuonna 0-hakkuut: metsiä ei hakata lainkaan Laskelmissa hakkuiden rakenne (tukkipuu/kuitupuu/polttopuu/metsähake) on pidetty samana kuin vuonna 2010, niiden kokonaistasoa vain on vaihdeltu. Ensimmäistä ja viimeistä laskelmaa lukuun ottamatta muissa laskelmissa on kokeilemalla etsitty hakkuiden taso, joka tuottaa laskelmassa halutun tuloksen. laskelmien tulokset on esitetty taulukossa 8. Taulukko 8. Metsämallin tulokset eri hakkuumäärillä Lähtötaso Tasot 2050 2010 2010 2010 0-netto- 2010 0- yksikkö hakkuut puusto kasvu hiilinielu hakkuut Hakkuumäärä Mm 3 62,8 62,8 130,5 118,9 104,5 0,0 Runkopuun hakkuupoistuma Mm 3 68,1 67,2 139,7 127,2 111,9 0,0 Luonnonpoistuma runkopuuta Mm 3 4,7 7,4 4,7 5,1 5,6 13,1 Puuston runkotilavuus Mm3 2 347 3 897 2 347 2 590 2 900 7 187 Elävän puuston kasvuaste % 4,3 3,9 5,3 5,1 4,9 0,4 Runkopuun nettokasvu/v Mm 3 28,6 79,1-20,5 0,0 23,5 14,5 Hiilidioksiditase Mt CO 2-34,2-107,1 22,0-4,0-34,2-51,7 - metsien nettokasvun sitoma hiili Mt CO 2-36,1-102,7 26,6 0,0-30,5-18,8 - kuollut orgaaninen aines Mt CO 2-10,3-16,6-16,8-16,2-15,8-45,1 - ojitettujen turvemaiden maaperä Mt CO 2 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 9,9 - muut metsänhoidon päästölähteet Mt CO 2e 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 2,3 Kun hakkuut pysyvät vuoden 2010 tasolla, puuston runkotilavuus vuonna 2050 kasvaa 1,7 kertaiseksi ja hiilinielu yli kolminkertaiseksi vuoteen 2010 verrattuna. Ilmastonmuutoksesta huolimatta elävän puuston kasvuaste alenee puuston ikääntymisen vuoksi. Jos hakkuita lisätään siten, että puuston runkotilavuus olisi sama kuin vuonna 2010, päädytään tilanteeseen, jossa elävän puuston kasvunopeuden lisääntymisestä huolimatta hakkuut yhdessä luonnonpoistuman kanssa ylittävät elävän puuston kasvun, eli puuston nettokasvu on negatiivinen. Samalla metsät muuttuvat hiilinielusta hiilidioksidin päästölähteeksi. Tulos johtuu siitä, että metsämallissa hakkuiden oletetaan kehittyvän geometrisen kasvun uraa lähtövuoden tasosta lähtien. Lähtövuonna 2010 hakkuut olivat 30 % puuston bruttokasvua pienemmät. Koska hakkuiden 15

geometrisen kasvun uralla hakkuut ovat alkuvaiheessa puuston bruttokasvun alapuolella, on hakkuiden oltava loppuvaiheessa suuremmat kuin bruttokasvu, jotta vuoden 2010 puustotilavuus saavutettaisiin. Tällainen hakkuiden kehitysura ei tietystikään ole pitemmällä aikavälillä kestävää. 0-nettokasvun uralla hakkuut päätevuonna ovat yhtä suuret kuin puuston bruttokasvu vähennettynä luonnonpoistumalla. Puuston runkotilavuus kasvaa lähtövuoden tasosta hieman. Metsän hiilinielu supistuu kuitenkin lähes kymmenesosaan vuoden 2010 tasosta johtuen puuston nettokasvun sitoman hiilen nollautumisesta. 2010 hiilinielu laskelmassa hakkuut rajoitetaan määrään, jolla metsien hiilinielu pysyy vuoden 2010 tasolla. Hakkuut voivat kasvaa lähes 70 % vuoden 2010 tasosta. 0-hakkuut on äärilaskelma, jossa puustoa ei hakata lainkaan. Puuston runkotilavuus on kasvanut vuonna 2050 lähes kolminkertaiseksi vuoden 2010 tasosta, mutta puuston kasvu päätevuonna on hidastunut oleellisesti. Puuston kasvun hiipumisesta johtuen metsien hiilinielu ei kasva kovinkaan paljon ja hiilinielu on puolta pienempi kuin jos hakkuut olisivat pysyneet vuoden 2010 tasolla. Äärilaskelman tulokset ovat kuitenkin epätarkkoja, koska metsämallin puuston kasvuyhtälöiden estimoinnissa käytetyissä MELA laskelmissa kaikissa vaihtoehdoissa hakkuut olivat vuoden 2010 hakkuutasoa korkeammat. Tarkastelemme seuraavaksi systemaattisesti hakkuumäärän vaikutusta metsien hiilinieluun. Kuviossa 5 on esitetty metsien hiilinielu vuonna 2050, kun hakkuumääriä on vaihdeltu välillä 0 125 Mm 3. Nolla-hakkuilla hiilinielu on 52 Mt CO2, mutta kasvaa sitten nopeasti 144 miljoonaan tonniin. Maksiminielu saavutetaan 20 Mm 3 hakkuilla, jotka ovat vajaa kolmasosa vuoden 2010 hakkuista. Hiilinielu muuttuu päästölähteeksi, kun hakkuut ylittävät 120 Mm 3 rajan, joka on lähes kaksinkertainen määrä vuoden 2010 hakkuisiin nähden. Kuvio 5. Metsien hakkuumäärät ja hiilinielu 2050 Hakkuumäärien ja hiilidioksidinielun välinen yhteys osoittaa mielenkiintoisella tavalla, että vaikka metsämallin puuston kasvuyhtälöt ovat lineaarisia, niin kuitenkin niiden yhteispeli tuottaa epälineaarista käyttäytymistä. 16

8. Mallin tuloksia: metsähakkeen vaikutus hiilinieluun Metsämallissa metsähake on jaettu kolmeen lajiin: hakkuutähdehake (oksat, latvusmassa), kantomurske ja kokopuuhake. Hakkuutähdehake ja kantomurske ovat ainespuun hakkuissa syntyvää tähdettä, joka ilman talteenottoa jäisi metsään asteittain hajoavaksi hiilivarastoksi. Kokopuuhake tuotetaan elävän puuston lisähakkuilla. Kansallisia kasvihuonekaasupäästöjä laskettaessa puun kuten muunkin biomassan polton hiilidioksidipäästöjä ei lasketa mukaan. Erityisen kiinnostavaa nyt on se, mikä on puun energiakäytön eli metsähakkeen korjuun vaikutukset metsien hiilinieluun ja miten eri hakelajit eroavat hiilinieluvaikutuksiltaan toisistaan. Metsähakkeen hiilinieluvaikutuksen laskemiseksi peruslaskelmana käytettiin taulukossa 7 esitettyä Base laskelmaa, johon sitten syötettiin 1 Mm 3 lisäkorjuu kullekin hakelajille kerrallaan. Täsmällisemmin laskennan sisältö on seuraava: mitä tapahtuu metsien hiilinielulle vuonna 2050, kun metsähakkeen käyttö kasvaa tasaisesti vuodesta 2010 vuoteen 2050 siten, että vuonna 2050 hakkeen korjuu on kasvanut 1 Mm 3 verrattuna Base laskelmaan. Taulukossa 9 on eritelty lisäkorjuun vaikutukset metsien hiilinieluun eroteltuna puuston nettokasvun hiilinieluun ja kuolleen puuaineksen hiilinieluun. Taulukko 9. Metsien hiilinielun vähenemä Mt CO2 vuonna 2050 eri metsähakelajeilla, kun hakkeen vuosikorjuuta lisätään vuoteen 2050 mennessä 1 Mm 3 Hiilinielu Puuston Kuolleen yhteensä nettokasvun puuaineksen sitoma hiili nettotase Hakkuutähdehake 0,279 0,000 0,279 Kantomurske 0,536 0,000 0,536 Kokopuuhake 1,244 1,152 0,092 Hakkuutähdehakkeen aiheuttama hiilinielun vähenemä on noin puolet kantomurskeen aiheuttamasta vähenemästä. Tämä johtuu siitä, että metsään jätettynä hakkutähdeoksat hajoavat huomattavasti nopeammin kuin kannot, kuten ilmenee taulukosta 6, sivu 9. Kokopuuhakkeen aiheuttama hiilinielun vähenemä on yli kaksinkertainen kantomurskeeseenkin verrattuna. Valtaosa kokopuuhakkeen aiheuttamasta vähenemästä tulee puuston nettokasvun sitoman hiilen supistumisesta. Puun tehollinen lämpöarvo keskimääräisessä käyttökosteudessa on noin 2 MWh/m 3. Taulukossa 10 on taulukon 9 hiilinielun vähenemä yhteensä ilmaistu energiayksikköä kohti. Taulukkoon on rinnalle tuotu myös kivihiilen, maakaasun ja turpeen polton hiilidioksidipäästöt. 17

Taulukko 10. Metsähakkeen aiheuttamat hiilinielun vähenemät energiayksikköä kohti hakelajeittain sekä kivihiilen, maakaasun ja turpeen polton päästöt t CO 2/GWh t CO 2/GWh Hakkuutähdehake 139 Kivihiili 333 Kantomurske 268 Maakaasu 197 Kokopuuhake 622 Turve 377 Turpeen päästöihin voidaan vielä lisätä turvetuotannon päästöt turvesoilla, 79,9 t CO2/GWh 1 jolloin turpeen polton aiheuttamat päästöt ovat yhteensä 457 t CO2/GWh. Hakkuutähdehakkeen aiheuttama hiilinielun vähenemä alittaa kivihiilen että maakaasun polton päästöt. Kantomurskeen hiilinielun vähenemä on pienempi kuin kivihiilen päästöt mutta suuremmat kuin maakaasun päästöt. Kokopuuhakkeen nieluvähenemä ylittää reilusti myös turpeen aiheuttamat päästöt. Kokopuuhakkeen aiheuttama suuri nielun vähenemä on huomionarvoinen tulos, koska metsähakkeen käytön voimakas lisäys kohdistuu nimenomaan kokopuuhakkeeseen. Kokopuuhake tuotettaneen pääosin harvennushakkuilla. Voisiko tulos johtua ENVIMAT scen metsämallin puutteista, erityisesti siitä, että mallissa ei erotella harvennushakkuiden ja päätehakkuiden mahdollisesti erilaisia vaikutuksia puuston kasvuun? Low Carbon Finland 2050 projektin metsäsektori-raportissa (Kallio 2014) Base skenaarion rinnalla esitetään myös Base80 skenaarion tulokset, jossa Base skenaarion kotimaisen energiapuun hakkuita on lisätty niin, että energiapuuhakkuut ovat vuonna 2050 8,6 Mm 3 suuremmat kuin Base skenaariossa (emt., taulukko 7). Suurin osa energiapuun lisäyksestä, 6,9 Mm 3 on hakattu kuitupuuna. Hakkuiden puuston kasvu- ja hiilinieluvaikutukset on laskettu MELA ja Yasso malleilla. Raportin kuviosta 9 voidaan mitata, että vuonna 2050 metsien kokonaishiilinielun vähenemä on 12 Mt CO2 eli 1,5 Mt CO2/Mm3 tai puun energiayksikköä kohti muunnettuna 756 t CO2/GWh. Laskelmassa energiapuun hiilinielun vähenemävaikutukset ovat siten suuremmat kuin ENVIMAT scen mallilla saadut kokopuuhakkeen vaikutukset. Suurempiin vaikutuksiin on pääsyynä se, että energiapuulisäys on kohdistettu kuitupuuhun, joka kokonaisuudessaan on runkopuuta, ja siten vaikuttaa voimakkaammin puuston kasvuun kuin kokopuuhake, jossa talteen otetaan myös oksat ja latvukset. ENVIMAT scen metsämallissa 1 Mm 3 kuitupuuhakkuiden lisäys tuottaa 1,66 Mt CO2 hiilinielun vähenemän, joka on hieman enemmän kuin MELA mallin 1,5 Mt vähenemä, mutta 1 Oma laskelma. Kasvihuonekaasuinventaariosta (Tilastokeskus 2016) saadaan arviot turvetuotantosoiden hiilidioksidipäästöistä hehtaaria kohti (taulukko 6.7-1) ja turvetuotantosoiden pinta-aloista vuosittain. Energiaturpeen ja muun turpeen vuosittaiset tuotantomäärät löytyvät Metsätilastollisesta vuosikirjasta (Metsäntutkimuslaitos 2014, taulukko 9.9). Turvetuotantosoiden pinta-aloista vähennetään muun turpeen tuotanto-osuus. Energiatilastosta (Tilastokeskus 2015) saadaan polttoturvetuotanto gigawattitunteina vuosittain. Koska turvetuotannon määrä vaihtelee paljon vuosittain, turvetuotannon maankäytöksi ha/gwh otetaan vuosien 2007 2013 keskiarvo. Tämä kerrottuna turvetuotannon päästökertoimella t CO2/ha, saadaan 79,9 t CO2/GWh. 18

toisaalta MELA mallissa lisääntyy myös hakkuutähde- ja kantohake. Koska MELA mallissa kuitupuun hakkuiden lisäys kohdistuu ilmeisestikin pääasiassa harvennushakkuisiin, voidaan päätellä, että harvennushakkuut eivät tuota ainakaan MELA mallissa oleellisesti ENVIMAT scen metsämallista poikkeavia tuloksia. Tutkimuksessa Liski ym. (2011) tarkasteltiin kolmen metsähaketyypin, oksien, rankojen ja kantojen korjuun ilmastovaikutuksia. Kaikki nämä haketyypit myös rangat - ovat hakkuujäämiä, jotka jäävät metsiin lahoamaan, jos niitä ei oteta talteen. Kasvavien puiden hakkuita metsähakkeeksi ei tutkimuksessa tarkasteltu. Tutkimusasetelmana oli, että tarkasteluperiodin alussa aloitetaan kunkin puuainestyypin käyttö, joka jatkuu samansuuruisena ajassa eteenpäin ja verrattiin tilanteeseen, jossa vuosittain sama määrä puuainestyyppiä jäisi metsiin lahoamaan. Kuviossa 11 on esitetty eri hakkuujäämien korjuun aiheuttamat hiilinielun vähenemät kun korjuuta on jatkettu 20, 50 ja 100 vuotta. Taulukko 11. Kuusen hakkuutähdeoksien ja kantojen korjuun aiheuttamat hiilinielun vähenemät Etelä Suomessa, kun korjuuta on jatkettu samansuuruisena 20, 50 ja 100 vuotta, t CO2/GWh (Liski ym. 2011, 17). 20 v 50 v 100 v Oksa 151 108 72 Kanto 302 227 184 Hiilinielun vähenemä supistuu ajan myötä, koska vertailutilanteessa metsiin jäävien oksien ja kantojen hajoamisen päästöt kasvavat. ENVIMAT scen metsämallin tulokset ovat vuodelle 2050 ja lähtövuosi 2010. Siten metsämallissa tarkasteluperiodin pituus on 40 vuotta. Taulukkoon 12 on laskettu taulukosta 11 periodien 20 v ja 50 v painotettu keskiarvo 40 vuoden periodille ja verrattu niitä taulukon 10 metsämallilla saatuihin hakkuutähdehakkeen ja kantomurskeen tuloksiin Taulukko 12. Vertailu oksien ja kantojen energiakäytön hiilinieluvaikutuksista, t CO2/GWh, 40 vuoden tarkasteluperiodilla tutkimuksessa Liski ym. 2011 ja ENVIMAT scen metsämallin tuloksissa Liski ym. ENVIMAT scen Oksat 122 139 Kannot 252 268 Tulokset ovat Liski ym. tutkimuksessa hieman pienemmät kuin metsämallilla saadut. Ero selittyy sillä, että Liski ym. tutkimuksessa hakkuujäämien käyttö on samalla tasolla koko tarkasteluperiodin ajan kun taas metsämallissa hakkuujäämien lisäkäyttö kasvaa asteittain nollasta päätevuoden tasoon. Tällöin metsämallissa päätevuodelle on kertynyt vähemmän verrokkitilanteessa metsiin jäävää hajoavaa hakkuujäämää kuin Liski ym. laskelmissa. 19

Kirjallisuus Didiona, M., Freya, B., Rogiers, N. &Thüriga, E. 2014. Validating tree litter decomposition in the Yasso07 carbon model. Ecological Modelling 291 (2014) 58 68 Kallio, M., Salminen, O. & Sievänen, R. 2014. Low Carbon Finland 2050 -platform: skenaariot metsäsektorille. Metlan työraportteja 308 Lehtonen, A. 2005. Carbon stocks and flows in forest ecosystems based on forest inventory data. Dissertationes Forestales 11, Helsinki Lehtonen, A., Mäkipää, R., Heikkinen, J., R. Sievänen, R. & Liski, J. 2004. Biomass expansion factors (BEFs) for Scots pine, Norway spruce and birch according to stand age for boreal forests. Forest Ecology and Management 188 (2004) 211 224 Liski, J., Repo, A., Känkänen, R., Vanhala, P., Seppälä, J., Antikainen, R., Grönroos, J., Karvosenoja, N., Lähtinen, K., Leskinen, P., Paunu V-V. and Tuovinen, J-P. 2011. Metsäbiomassan energiakäytön ilmastovaikutukset Suomessa. Suomen ympäristökeskus 5/2011 Metsäntutkimuslaitos 2014. Metsätilastollinen vuosikirja. Suomen virallinen tilasto, Maa-, metsä- ja kalatalous 2014. Sievänen, R., Lehtonen, A., Ojanen, P. & Salminen, O. 2012. Metsien hiilitaseet. Teoksessa: Asikainen, A., Ilvesniemi, H., Sievänen, R., Vapaavuori, E & Muhonen, T. (toim). Bioenergia, ilmaston muutos ja Suomen metsät. Metlan työraportteja 240, s.197 204. Redsven, V., Hirvelä, H., Härkönen, K., Salminen, O., Siitonen, M. 2013. MELA2012 Reference Manual (2nd edition). The Finnish Forest Research Institute. 666 p Tilastokeskus 2014. Greenhouse gas emissions in Finland 1990-2012. National Inventory Report under the UNFCCC and the Kyoto Protocol, Submission to the European Union 15 March 2014. Tilastokeskus 2015. Energia 2015 taulukkopalvelu. http://pxweb2.stat.fi/sahkoiset_julkaisut/energia2015/alku.htm Tilastokeskus 2016. Greenhouse gas emissions in Finland 1990-2014. National Inventory Report under the UNFCCC and the Kyoto Protocol, Submission to the European Union 15 January 2016. Tuomi, M., Laiho, R., Repo, A., Liski, J. 2011. Wood decomposition model for boreal forests. Ecological Modelling 222 (3),709 718 20