SUOMEN METSÄT JA ILMASTONMUUTOS

SUOMEN METSÄT JA ILMASTONMUUTOS Toimittanut Ulrica Gabrielsson

Tutkijoiden ja kansanedustajien seura - TUTKAS - järjesti keskiviikkona 13.4.2005 keskustelutilaisuuden "Suomen metsät ja ilmastonmuutos". Tilaisuuden avasi Tutkaksen puheenjohtaja, kansanedustaja Kalevi Olin. Alustajina toimivat professori Heikki Järvinen Ilmatieteen laitoksesta, ylitarkastaja Pirkko Heikinheimo ympäristöministeriöstä, tutkija, MMT Raisa Mäkipää METLAsta ja tutkimusjohtaja, professori Kari Mielikäinen METLAsta. Kommenttipuheenvuoron pitivät akatemianprofessori Seppo Kellomäki METLAsta, tutkimusaseman johtaja Juhani Häggman sekä kansanedustajat Antti Kaikkonen, Piia Viitanen ja Pertti Hemmilä. Tilaisuuteen osallistui noin 80 henkilöä. Tähän julkaisuun sisältyy kaikki tilaisuudessa pidetyt alustukset sekä akatemiaprofessori Kellomäen kommenttipuheenvuoro.

SISÄLLYSLUETTELO Ilmastonmuutoksen teoriat ja mallit Professori Heikki Järvinen, Ilmatieteen laitos Kansainvälisen ilmastopolitiikan linjaukset Ylitarkastaja Pirkko Heikinheimo, ympäristöministeriö Metsät hiilinieluina Tutkija, MMT Raisa Mäkipää, METLA Sopeutuvatko metsät - näkyvätkö muutokset? Tutkimusjohtaja, professori Kari Mielikäinen, METLA Kommenttipuheenvuoro Akatemianprofessori Seppo Kellomäki, METLA

Professori Heikki Järvinen Ilmatieteen laitos ILMASTONMUUTOKSEN TEORIAT JA MALLIT Suomen metsät ja ilmastonmuutos Ilmastonmuutoksen teoriat ja mallit 13.4.2005 Heikki Järvinen (heikki.jarvinen@fmi.fi) Kiitokset: Kirsti Jylhä, Heikki Tuomenvirta, Markku Rummukainen Suomenmetsät ja ilmastonmuutos, 13.4.2005 1/24 Aiheet 1. Ilmasto ja sen vaihtelu 2. Ilmastojärjestelmä ja sen mallit 3. Ilmastonmuutos ja sen vaikutukset Suomenmetsät ja ilmastonmuutos, 13.4.2005 2/24

1. Ilmasto ja sen vaihtelu Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 3/24 Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 4/24 Pohjoisen pallonpuoliskon pintailman lämpötila Lämpötilan muutos (ºC) Aika (vuosia) => 1900-luvun jälkipuoliskolla havaittua keskimääräistä lämpenemistä ei voida selittää ilman ihmistoimintojen vaikutusta. Lähde: Jones & Mann (2004) Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 5/24

Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 6/24 Ilmastonmuutosten syitä (1) Luonnollisia syitä: Aikajaksot yli 100 000 vuotta Mannerlaattojen liikkeet, vuoristojen muodostuminen Aikajaksot 1000-100 000 vuotta Maapallon kiertoradan ja pyörimisakselin kallistuskulman muutokset, tulivuoritoiminnan muutokset, Auringon säteilymuutokset Aikajaksot 1-1000 vuotta Auringon säteilymuutokset, tulivuorien kaasut ja pöly, ilmastojärjestelmän sisäiset vaihtelut Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 7/24 Ilmastonmuutosten syitä (2) Ihmisen aiheuttamia muutoksia: Aikajaksot ~ 10000-1000 vuotta Maankäytön muutokset, kuten metsien raivaus, kosteikkojen kuivatus Kaupungistuminen Aikajaksot ~ 200 vuotta Kasvihuonekaasut (mm. CO 2, CH 4 ) päästöt; säteilynkulku CFC-yhdisteet; tuhoavat stratosfäärin otsonia Pienhiukkasten muodostuminen; ilma samenee, pilvien ominaisuudet muuttuvat Ihmisen geologinen jalanjälki tulee säilymään 100-1000 - 10000 - vuotta Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 8/24

Ihmistoiminnan vaikutukset ilmakehään Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 9/24 Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 10/24 2. Ilmastojärjestelmä ja sen mallit Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 11/24

Ilmastojärjestelmä Ilmakehä vesi Jäätiköt liikemäärä hiili Kasvillisuus Pintavedet Meret Biogeokemia Maaperä Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 12/24 Mallitus Ilmakehämalli (esimerkiksi) massan, energian ja liikemäärän säilymislait sekä ihannekaasun tilanyhtälö ilman vesihöyrypitoisuus ennustettava suure yhtälöt muokataan tietokoneella ratkaistavaan muotoon, muuttujat esitetään hilapisteikössä hilaväliä pienemmät ilmiöt (säteilynkulku, pilvet, turbulenttiset pyörteet) parametrisoidaan ajassa edetään pienin aika-askelin eteenpäin Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 13/24 Ilmastojärjestelmän malli Ilmakehän fysiikka Ilmakehän kemia Maanpinta Kytkin ja tiedonvälitys Alueellinen ilmasto Valtamerten biogeokemia Merijää Valtamerten fysiikkaa Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 14/24

Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 15/24 3. Ilmastonmuutos ja sen vaikutukset Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 16/24 Köppen-ilmastoluokat 1961-1990 Kuivat ilmastot Aroilmasto Aavikkoilmasto Leutotalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Kylmätalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Havainnot: Legates&Willmont Polaari-ilmastot Tundrailmasto Jäätikköilmasto Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 17/24

Köppen-ilmastoluokat 2020-luvulla Kuivat ilmastot Aroilmasto Aavikkoilmasto Leutotalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Kylmätalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Legates&Willmont + HadCM3 A2 Polaari-ilmastot Tundrailmasto Jäätikköilmasto Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 18/24 Köppen-ilmastoluokat 2050-luvulla Kuivat ilmastot Aroilmasto Aavikkoilmasto Leutotalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Kylmätalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Legates&Willmont + HadCM3 A2 Polaari-ilmastot Tundrailmasto Jäätikköilmasto Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 19/24 Köppen-ilmastoluokat 2080-luvulla Kuivat ilmastot Aroilmasto Aavikkoilmasto Leutotalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Kylmätalviset ilmastot* Kuivat kesät Sateita läpi vuoden Legates&Willmont + HadCM3 A2 Polaari-ilmastot Tundrailmasto Jäätikköilmasto Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 20/24

Ilmastonmuutoksen mahdollisia vaikutuksia metsäsektorilla 2020-2100 Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 21/24 Primäärisen nettotuotannon (NPP) laskettuja muutoksia (GUESS/SWECLIM-Rossby Centre) * RCAO-H/A2 Deniz Koca, Martin Sykes, Ben Smith, Lunds universitet 10% 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8% NPP change 10% 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8% NPP muutos temp = lämpötilamuutos prec = sademäärämuutos CO 2 = ilmakehän hiilidioksidi Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 22/24 NPP:n laskettuja muutoksia (2071-2100) - (1961-1990) GUESS/RCAO 4 globaalimuutosarviota Eurooppa HadAM3H ECHAM/OPYC HadAM3H ECHAM/OPYC A2 B2 Deniz Koca, Martin Sykes, Ben Smith, Lunds universitet 10% 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8% NPP muutos 10% 8 6 4 2-2 0-4 -8% -6 NPP muutos Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 23/24

Loppuhuomautus Muutokset ilmastollisten ääri-ilmiöiden esiintymisessä vaikutuksiltaan luultavasti keskimääräismuutoksia merkittävämpää Sää- ja ilmastohavainnot talletetaan huolellisesti, mutta ääri-ilmiöiden vaikutusten dokumentointi on retuperällä. Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 24/24 Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 25/24 Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 26/24

Poikkeama jakson 1961-90 keskiarvosta ( C) Suomen keskilämpötila Havainnot Ennusteet SRESskenaariot B1 B2 A2 A1FI? T ( o C) 2080s 2-4 3-5 4-6 6-7 Havaittu trendi: 0,6 o C/100 v Jylhä et al. (2004), Tuomenvirta (2004) Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 27/24 Luonnollisen kasvillisuuden muutosarvioita (GUESS/SWECLIM-Rossby Centre) kuusi mänty pyökki lehmus tammi koivu ruoho Biomassa 1969-1998 Muutos per 2071-2100 RCAO-H/A2 Deniz Koca, Martin Sykes, Ben Smith, Lunds universitet Suomen metsätja ilmastonmuutos, 13.4.2005 28/24

Ylitarkastaja Pirkko Heikinheimo Ympäristöministeriö KANSAINVÄLISEN ILMASTOPOLITIIKAN LINJAUKSET Kansainvälisen ilmastopolitiikan linjaukset Pirkko Heikinheimo, YM Tutkas-seminaari 13.4. YMPÄRISTÖMINISTERIÖ MILJÖMINISTERIET Fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidipäästöt vuosina 1900-1999 Teollisuusmaat ja kehitysmaat (miljoonaa hiilitonnia) Lähteet: Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) ja International Energy Agency (IEA)

Ilmastonmuutoksen hillitseminen ja siihen sopeutuminen Ihmistoiminta ILMASTONMUUTOS ja ilmaston vaihtelevuus Altistuminen Ilmastonmuutoksen HILLITSEMINEN rajoittamalla päästöjä ja kasvattamalla nieluja VAIKUTUKSET Vaikutukset ja seuraukset Omaehtoinen sopeutuminen Nettovaikutukset HAAVOITTAVUUS Suunnitelmallinen SOPEUTUMINEN vaikutuksiin ja haavoittavuuteen Ilmastopoliittiset toimenpiteet YMPÄRISTÖMINISTERIÖ MILJÖMINISTERIET Ympäristöministeriö UNFCCC UN Framework Convention on Climate Change eli ilmastonmuutosta koskeva YK:n puitesopimus Tavoitteena vakauttaa ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet sellaiselle tasolle, että estetään ihmisen toiminnan vaaralliset vaikutukset ilmastojärjestelmään. Välitavoitteena teollisuusmaiden kasvihuonekaasupäästöjen vakauttaminen vuoden 1990 tasolle vuoteen 2000 mennessä. Hyväksyttiin Riossa 1992, astui voimaan 1994. 186 maata on ratifioinut yleissopimuksen. Toimeenpanosta vastaavat osapuolten konferenssi (COP, Conference of Parties) ja sopimuksen sihteeristö. Ympäristöministeriö KIOTON PÖYTÄKIRJAN JA SEN TOIMEENPANOSÄÄNTÖJEN LÄPIKÄYVÄT PERIAATTEET Pakolliset velvoitteet, noin 5%vähennys vuoden 1990 tasosta teollisuusmaille Kehitysmaille ei velvoitteita Toimeenpanokeinojen valinta kansallisessa harkinnassa: Kotimaiset toimet, mekanismit, nielut Laskenta järjestelmän kivijalkana Päästöt lasketaan päästölähteessä.

2005 helmikuussa KP tuli voimaan Velvoitekausi 2008-2012 Seuraavan vaiheen valmistelut - vielä ei neuvotella - toukokuussa eteenpäin katsova seminaari - useat tahot valmistelevat tahoillaan - tutkimustahot aktiivisia - 2005 alustavaa tarkastelua COP 11:ssa Vanhasen hallitusohjelma tavoittelee: - uuden neuvottelukierroksen käynnistäminen - merkittävät päästövähennykset - kilpailukykynäkökohdat huomioitava EU:n ilmastopolitiikka Ilmastoriski todellinen: lämpeneminen rajoitettava 2 asteeseen EU toteuttaa Kioton tavoitteet, laajalti toimenpiteitä, haaste mittava Seuraavassa vaiheessa laajempi sopimus Vuorovaikutuksella eteenpäin kv.neuvotteluissa Johtajuutta prosessissa

Useat arviointikriteerit: paino poliittinen hyväksyttävyys Simo Kyllönen, HY Ilmastoriskin pienentäminen, päästöjen vähentäminen Oikeudenmukaisuus: -päästöjen -hyvinvoinnin -kustannusten -prosessin Taloudelliset ja sosiaaliset vaikutukset, kilpailukyky Paino pitkän aikavälin vaikutuksilla Paino lyhyen ja keskipitkän aikavälin vaikutuksilla Erilaiset arkkitehtuurit: Simo Kyllönen; HY Raportointi - ja toimenpidevelvoitteita Liite 1: sitovat rajoitusvelvoitteet Sitovat rajoitusvelvoitteet Hiili-intensiteetin vähentäminen T&K -rahastot Teknologiapöytäkirja Alueelliset päästökaupat USA Kehitystavoitteet, sopeutuminen Sopimus politiikkatoimista UNFCCC ja Kioton pöytäkirja Asteittain kohti vähennyksiä Useat rinnakkaiset pöytäkirjat ja järjestelmät Metsät sopimuksessa Ongelma-alue: metsäkato kehitysmaissa Mahdollisuus: joustavuus, muut tavoitteet Nielu Varasto Substituutio Pakollinen vai vapaaehtoinen

Tutkija, MMT Raisa Mäkipää METLA METSÄT HIILINIELUINA Metsät hiilinieluina Raisa Mäkipää Metsäntutkimuslaitos TUTKAS 13.4.2005 Suomen metsät ja ilmastonmuutos Sisältö Hiilinielut Ilmastosopimusneuvotteluissa Suomen metsien hiilitase 1922-2002 Metsien hiilinielu ja Kioton sopimuksen toteutus

Päästöt ja CO 2 ilmakehässä Hiilidioksidipitoisuus ilmakehässä kasvaa vähemmän kuin päästöjen perusteella olisi odotettavissa Lähde: IPCC 2001 Third Assessment Report, WG1 Hiilen sitoutuminen metsiin Metsien ja muiden maaekosysteemien biomassan ja maaperään hiilimäärän kasvaessa ne toimivat hiilinieluina IPCC arvioinut potentiaalisen hiilensidonnan olevan vuoteen 2050 Metsät 60-87 GtC (10 15 g C) Maatalousmaat 23-44 GtC vastaa noin 10-20% ennustetusta päästöjen määrästä (IPCC 2001)

YK:n Ilmastosopimus, Rio 1992 Tavoitteena vakiinnuttaa ilmakehän KHK pitoisuudet tasolle, joka ei aiheuta vaaraa ilmastojärjestelmälle ja joka antaa ekosysteemeille riittävästi aikaa sopeutua muutoksiin Maille velvoite inventoida ja raportoida kasvihuonekaasu päästöt sekä nielut (Art. 4 and 12) Raportointiohjeet laatii IPCC (Hallitusten välinen ilmastopaneli) Tarkastus YK:n ilmastosopimuksen alaisissa maatutkinnoissa Kioton sopimus, 1997 Sovittiin sitovista päästövähennystavoitteista ja metsien hiilinielujen osittaisesta hyvittämisestä Ensimmäisellä sopimuskaudella 2008-2012 EU-maat sitoutuivat vähentämään päästöjään 8% vuoden 1990 tasosta EU taakanjaossa Suomen tavoitteeksi rajoittaa päästöt vuoden 1990 tasolle Nielujen hyvitys osittain, Art 3.3. ja Art 3.4. määrittelemin rajauksin Sopimus päästökaupasta, yhteistoteutuksesta ja puhtaan kehityksen mekanismeista Päästövähennyssitoumukset ja hiilinielut CO 2 emissions Assigned target Forest Credited sink sink in 1990 Art.3.4 Art.3.3 Mt CO 2 % of base Mt CO 2 Mt CO 2 Mt CO 2 year Finland 53.9 100 53.9 21.2 0.6 Sweden 51.3 104 53.4 20.5 2.1 Rest of EU 3025.6 2749.7 176.1 16.3 7.5 Austria 46.7 87 40.6 18.9 2.3 Belgium 104.2 93 96.4 1.4 0.1 Denmark 51.5 79 40.7 4.2 0.2 0.4 France 357.7 100 357.7 36.4 3.2 Germany 986.8 79 779.6 51.4 4.6 Ireland 29.6 113 33.4 0.4 0.2 3.4 Italy 398.3 94 372.4 25.5 0.7 1.7 Spain 205.7 115 236.5 16.5 2.5 UK etc. 557.7 88 488.0 12.6 1.4 2.1

Hiilinielut ja sopimuksen toteuttamisen kustannukset Change in welfare in 2010 in Annex I countries Source: Pohjola, J., Kerkelä, L. and Mäkipää, R. 2002. Credited forest carbon sinks: How the cost reduction is allocated among countries and sectors. Climate Policy: 3:445-461. 2000 Suomen metsien hiilitase 1920-2002 Laskennan lähtötiedot VMI:n ja metsätilastojen perusteella Growing stock Drain Increment Forest land 100 Growing stock (Mm³) Forest land (10 000 ha) 1500 1000 500 75 50 25 Increment, Drain (Mm³) 0 1922 1932 1942 1952 1962 1972 1982 1992 2002 Year Lähteet: VMI 1-9, Mikola 1950, Tiihonen 1983 and 1986, Henttonen 1998, Metsätilastollinen vuosikirja 2003 Kasvillisuuden hiilivarasto ja sen muutokset Suomessa 0 C stock (Tg) 750 500 250 Ground vegetation C stock Tree C stock Biomass C stock change 15 10 5 0 Biomass C stock change (Tg / year) 0-5 1922 1932 1942 1952 1962 1972 1982 1992 2002 Year www.efi.fi/projects/integrated Liski J, Lehtonen A, Palosuo T, Peltoniemi M, EggersT, Muukkonen P and Mäkipää R. Carbon sink of the Finnish forests 1920-2000: an assessment based on forest inventory data and dynamic modeling of soil carbon

Fossiilisten polttoaineiden CO 2 päästöt ja metsien hiilinielut 20 15 Emissions Trees Soils Tg C/year 10 5 0-5 -10 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year Soils: Maaperästä tässä vain kangasmaat, lisäksi soiden hiilinielu noin 1.4 Tg C/v Hiilinielut: Liski et al. Päästöt: Monni et al. 2003. Environmental Management 31: 401-411 Päästö- ja nieluarvioiden epävarmuus Soil Carbon Biomass carbon 2002 1990 Waste Agriculture Industrial processes Fugitive emissions Fuel Combustion -40,000-20,000 0 20,000 40,000 60,000 80,000 Gg CO2 eq www.efi.fi/projects/uncertainty; Lähde Monni et al Kioton sopimuksen hiilinieluartiklat Art 3.4. Metsien hiilinielut hyvitetään vain rajoitetusti (epävarmuus, pysyvyys, lisäisyys) Suomen metsien hiilinielusta max. hyvitys 0,6 milj.tn CO 2 sekä Art.3.3 lisärasitteen kompensaatio Huom. vuonna 2002 Suomen KHK päästöt 82 milj.tn. CO 2 ylittivät tavoitetason 5 milj. tonnilla

Johtopäätöksiä Suomen hiilinielujen suuruusluokka Puusto yli 11 milj.tn CO 2 /v (jaksolla 1922-2002) Maaperä kangasmailla 3 milj.tn CO 2 /v Maaperä soilla 5 milj.tn CO 2 /v Maankäytön muutosten päästöt 1 milj.tn CO 2 /v Maksimihyvitys metsien hiilinieluista on Kioton 1. sopimuskaudella vain 0,6 milj.tn CO 2 /v + maankäytön muutosten päästöjen kompensaatio Vuonna 2002 Suomen KHK päästöt (82 milj.tn CO 2 /v) olivat 5 milj.tn CO 2 /v yli tavoitetason Johtopäätöksiä Ilman nielukompensaatioiden käyttöä Suomen vähennettävä päästöjä nykyisestä 6 milj.tn CO 2 /v Jos nieluhyvityksiä käytetään, päästöjä vähennettävä 4.4 milj.tn CO 2 /v Esitetyt alustavat hiilinieluluvut kuvaavat suuruusluokkaa Hiilinieluhyvitysten käytön edellytyksenä on että maa pystyy luotettavasti inventoimaan ja raportoimaan hiilinielunsa Kioton sopimuksen nieluhyvityksen käyttö Maa päättää käyttääkö se hiilinieluja sopimuskaudella 2008-2012 (max. hyvitys määritelty) Metsät jotka ensimmäisellä sopimuskaudella hiilinieluhyvityksessä mukana on pidettävä inventaarissa mukana seuraavallakin sopimuskaudella Seuraavan (v. 2012 jälkeisen) sopimuskauden hiilinielusääntöjä tai päästövähennystavoitteita ei vielä ole Suomessa ei ole tehty päätöstä käytetäänkö hiilinieluja Suomessa ei ole rakennettu metsänomistajille kannustejärjestelmää hiilinielujen ylläpitämiseen

Tutkimusjohtaja, professori Kari Mielikäinen METLA NÄKYYKÖ ILMASTON MUUTOS JA SELVIÄVÄTKÖ SUOMEN METSÄT? Suomen nykyiset puulajit aloittivat leviämisensä maahamme viime jääkauden jälkeen noin 8000 vuotta sitten. Ensimmäisinä puulajeina saapuivat koivu ja mänty; kuusi tuli maahamme vuosituhansia myöhemmin. Lapin lampien pohjamudista löytyvien subfossiilisten mäntyjen vuosirenkaat ovat tallentaneet vuosituhansien mittaisen ilmastohistoriamme vuodentarkasti. Puut ja vanhat maakerrokset paljastavat ilmaston vaihdelleen voimakkaasti jopa vuosisatoja kestävinä sykleinä. Ne kertovat ilmaston olleen nykyistä huomattavasti lämpimämpi Atlanttisella kaudella noin 5000 vuotta sitten. Suomen metsien kehitys 1900-luvulla Suomen metsien pääasialliset käyttömuodot olivat keskiajalta lähtien vuosisatojen ajan kaskeaminen, metsästys ja tervan poltto. Kaski ja terva hävittivät metsiä tavalla, joka kauhistutti maassamme vierailleita asiantuntijoita ulkomaita myöten. Metsien teollinen käyttö alkoi varsinaisesti vasta ilmastollisesti epäedullisen Pikkujääkauden jälkeen 1800-luvulla. Viime vuosisadan alkuvuosikymmeninä lämmennyt ilmasto sekä neuvonnalla ja "lain kouralla" tehostettu metsien hoito lisäsivät metsien käyttöpuun kasvua ja kestävää hakkuumäärää vähitellen vuoteen 1960 saakka. Sen jälkeen tehdyt investoinnit vajaatuottoisten metsien uudistamiseen, soiden ojittamiseen, ja nuorten metsien harvennuksiin kohottivat metsien kasvun muutamassa vuosikymmenessä lähes puolitoistakertaiseksi (55 milj. m3 => yli 80 milj. m3). Kaksi vuosikymmentä sitten metsien uhkana pidetyt ilman epäpuhtaudet eivät vaikuttaneet puiden kasvuun ainakaan sitä alentavasti. Puiden kasvun vaihtelu ja kasvutrendit Euroopassa Tuhansiin pitkäaikaiskokeisiin perustuvat havaintosarjat useissa Euroopan maissa viittasivat 1980-luvun lopun kuumimman metsätuhokeskustelun keskellä siihen, että metsien kasvu oli lisääntynyt kiihtyvästi koko 1900-luvun. Ilmiön tutkimiseksi Metla ja Freiburgin yliopisto aloittivat vuonna 1992 Joensuussa sijaitsevan Euroopan Metsäinstituutin tuella laajan tutkimuksen asiasta. Neljän vuoden intensiivisen projektin jälkeen kokonaiskuva oli selvä. Etelä- ja Keski-Euroopassa puiden ja metsien kasvu oli lisääntynyt tavalla, jota ei voitu selittää metsien hoidolla eikä ikärakenteella (Spiecker et.al. 1996). Todennäköisimpänä syynä kasvun lisääntymiseen pidettiin liikenteestä ja maataloudesta peräisin olevaa typpilaskeumaa, joka oli ollut vuosikymmeniä 25 40 kg hehtaarilla vuodessa. Määrä vastaa käytännön metsänlannoituksessa käytettävää annostusta. Suomessa, Venäjän Karjalassa ja Pohjois-Ruotsissa ei havaittu minkään suuntaista kasvutrendiä. Puut kasvoivat toisin sanoen samalla tavoin kuin vastaavanlaisissa metsissä kasvaneet, samanikäiset puut olivat kasvaneet aiemmin. Suomessa maahan satava typpilaskeuma on ollut 3-10 kg hehtaarilla vuodessa. Metsiemme koko-

naiskasvun 1960-luvulla alkanut jyrkkä lisääntyminen yli 40 prosentilla on näin ollen tehostuneen metsänhoidon tulosta. Ilmaston lämpenemisen metsävaikutukset Uusimmat ilmastoskenaariot ennakoivat vuoden keskilämpötilan kohoavan Suomessa vuoteen 2080 mennessä 3-7 astetta ja sademäärän 5-40 prosenttia. Lämpötilan arvioidaan kohoavan eniten talvella ja keväiden aikaistuvan nykyisestä. Männyn ja kuusen sopeutumista lämpenemiseen on mahdollista tarkastella professori Olli Heikinheimon 1920-luvulla perustamien puulajikokeiden perusteella. Heikinheimo ei istuttanut kokeitaan ilmastonmuutoksen tutkimiseksi. Hän halusi ainoastaan tutkia sitä, voidaanko siementä siirtää maantieteellisesti uusille alueille (Etelä- Suomen siementä Lappiin). Eri puolilta Eurooppaa tuotujen puualkuperien testaaminen kokeissa ympäri Suomea paljasti vahingossa myös puiden sopeutumisen ilmaston lämpenemiseen. Lapista noin neljä astetta lämpimämpään Etelä-Suomeen siirretyt havupuut ovat menestyneet yli 80 vuotta ongelmitta ja tuottaneet etelässä kaksin verroin enemmän puuta kuin Lapissa (Beuker 1996). Pohjoisen puut eivät kuitenkaan etelässä pärjää paikallisille puuroduille, koska ne geneettisen muistinsa vuoksi painuvat talvilepoon syksyllä liian aikaisin. Näin varman päälle toimivat pohjoisen puut eivät ole alttiita syyshalloille. Professori Seppo Kellomäki on arvioinut puiden sopeutumista ilmastonmuutokseen "lämpökäsitellyistä" puista tehtyihin mittauksiin perustuvilla kasvumalleilla. Hänen mukaansa yllä mainitun suuruinen lämpötilan nousu lisää puuston kasvua suuralueilla etelässä 20 30 %; pohjoisessa jopa 50 %. Simuloinnit viittaavat myös siihen, että lehtipuut hyötyvät lämpenemisestä eniten. Tämä ei kuitenkaan muuta metsiämme oikopäätä koivikoiksi. Metsikön puulaji on edelleen metsän uudistamisen tai harvennuksen yhteydessä tehtävä ihmisen tietoinen valinta. Vaikka ilmaston mahdollisen muutoksen vaikutukset Suomen metsiin ovat ennusteiden perusteella pääosin myönteisiä, lämpenemisellä voi olla myös negatiivisia vaikutuksia puustoon. Lämpö voi tuoda maahamme tuhohyönteisiä eteläisemmistä maista. Pelottavimpia hyönteisiä on havununna, joka on tuhonnut Puolassa epidemian omaisesti männiköitä. Mikäli lämpötila kohoaa talvella, lisää maan pysyminen sulana koneiden aiheuttamia maaperävaurioita ja sienitautien riskiä. Kuusen tyvilaho on jo nykyisin taloudellisesti maamme merkittävin metsien tuholainen. Soilla puunkorjuu voi käydä nykyisillä koneilla mahdottomaksi. Poikkeuksellisen lämpiminä talvina puiden lisääntyvä hengitys voi heikentää erityisesti kuusikoiden kuntoa Etelä- Suomessa. Päätelmät Ilmastoa ja ilmaston muutosta säätelevistä fysikaalisista prosesseista vallitsee maailmassa suuri yksimielisyys. Prosessien moninaisuus ja osin kaoottisuus tekee ilmiöiden mallinnuksen ja malleilla tehtävät päätelmät muutosten nopeudesta ja niiden havaitsemisesta huomattavasti epävarmemmiksi. Mallit ovat parhaimmillaankin erittäin karkeita yleistyksiä monimutkaisista, interaktiivisista fysikaalisista, kemiallisista ja ekologisista prosesseista. Keskiajan lämpökausi (700-1300 AD) ja Pikku jääkautena tunnettu kylmä ajanjakso (1560-1850 AD) ovat esimerkkejä ilmaston pitkäaikaisista vaihteluista, joiden tarkkaa syytä ei tunneta.

Pohjois-Atlantin säitä säätelevä jaksoittainen NAO-ilmiön tuomat länsivirtaukset ovat lämmittäneet 1990-luvun talviamme kuten niin monet kerrat aiemminkin. Pitkän aikavälin tulevaisuuden ennustamista vaikeuttavat myös epävarmuus Golfvirran toiminnasta ja parin tuhannen vuoden päästä odottava seuraava jääkausi. Lapin vanhat männyt ja niistä rakennetut vuosilustokalenterit antavat tutkijan ajatuksille mittakaavaa. Kahdeksan vuosituhannen mittainen vuodentarkka kalenteri paljastaa lukuisia ajanjaksoja, jolloin puiden kasvu ja oletettavasti myös ilmasto ovat vaihdelleet dramaattisesti. Toistaiseksi tuntemattomista syistä ilmasto on joskus syöksynyt nopeasti vuosisatoja kestävään, jääkautta muistuttavaan aikakauteen. Näiden vaihtelujen rinnalla viime vuosisatojen ilmasto ja nyt ennakoitu ilmaston muutos ovat olleet varsin rauhallisia. Puiden vuosilustot ja tunnintarkat kasvupantamittaukset eri puolilla Suomea eivät toistaiseksi viittaa siihen, että ilmaston muutos näkyisi metsien tuotoskyvyssä. Analyysien yhteydessä tarkastellut säätilastot eivät myöskään osoita trendinomaista muutosta. Trendien tulkintaa vaikeuttaa kylmän Pikku jääkauden päättyminen noin 150 vuotta sitten. Viime vuosien kesät ovat olleet lämpimyydeltään 1930-luvun tasolla. Lapin lämpimät talvet puolestaan näyttävät olevan ohi Pohjois-Atlantilta länsituulia tuovan NAO-ilmiön heikennyttyä. Ilmakehän hiilidioksidin lisääntyminen voi olla metsien mittakaavassa parhaimmillaan ohimenevä, yhtä puusukupolvea koskettava ilmiö. Kasvihuonekaasujen voimakas lisääntyminen ja kääntyminen laskuun ennen vuotta 2100 fossiilisten polttoaineiden loppuessa saattaa näkyä tulevien vuosisatojen dendrokronologisissa tutkimuksissa Keskiajan lämpökautta lyhyempänä episodina, jolloin puiden vuosilustot olivat tavanomaista leveämpiä. Jotta näin onnellisesti kävisi, meidän on jatkettava tutkimusta ja sen antamiin tuloksiin perustuvaa työtä puhtaan ilmakehän puolesta. Kuvat: http://lustiag.pp.fi/tutkas11.pdf Kirjallisuus: Beuker, Egbert 1996. Implications of climate adaptability in provenances trials with Scots pine and Norway spruce in Finland for the possible effects of climate warming. Joensuun yliopiston metsätieteellinen tiedekunta. Tiedonantoja 42. Kellomäki, Seppo 2000. Ilmastonmuutoksen vaikutus Suomen metsien kasvuun. Tietoyhteys - tieteen tietotekniikka 3/2000. Mielikäinen, K., Nöjd, P., Pesonen, E. & Timonen, M. 1998. Puun Muisti. Metsäntutkimuslaitoksen Tiedonantoja 703. Spiecker, H., Mielikäinen, K., Köhl, M. & Skovsgaard, J.P. (Eds.) 1996. Growth Trends in European Forests. Studies from 12 Countries. European Forest Institute Research Report No. 5. Springer Verlag, 372 p.

Akatemiaprofessori Seppo Kellomäki METLA KOMMENTTIPUHEENVUORO Kommenttipuheenvuoro TUTKAKSEN keskustelutilaisuudessa 13.4.2005 Seppo Kellomäki Joensuun yliopisto Sisältö Miten ilmastonmuutoksen metsävaikutuksia voidaan tutkia? Analogiamenetelmät Kokeellinen tutkimus Mallinnus Miten metsät voivat kasvaa ja kehittyä muuttuvassa ilmastossa? Uudistuminen Kasvu Uudet puulajit Sopeutuvatko metsät muuttuvaan ilmastoon?

Miten ilmastonmuutoksen metsävaikutuksia voidaan tutkia: analogiamenetelmä Miten ilmastonmuutoksen metsävaikutuksia voidaan tutkia: kokeellinen tutkimus Miten ilmastonmuutoksen metsävaikutuksia voidaan tutkia: mallinnus Wind Precipitation Cloudiness Radiation Day length Climate and weather VPD Temperature Carbon dioxide Evaporation Soil temperature Leaf area Rate of development Snow Canopy interception Transpiration Stomatal conductance Energy Stage of interception development Photosynthesis Soil water Physiological Hydrology performance of trees Formation of Seeds Seedlings Assimilates seeds Maintenance respiration Frost resistance Flowering Carbohydrate partitioning Fine roots Coarse roots Stem Branches Ecological performance of trees Litter fall Mortality of trees Foliage Soil moisture Decomposition of litter Humus Mineralization Soil temperature Soil processes Quality of litter Nutrients

Miten metsät voivat kasvaa ja kehittyä muuttuvassa ilmastossa: uudistuminen Miten metsät voivat kasvaa ja kehittyä muuttuvassa ilmastossa: kasvu Sopeutuvatko metsät? - Vuotuisen keskilämpötilan kohosi vuoteen 2100 mennessä 4 o C sadannan 15%. - Harvennushakkuissa noudatettiin nykyisiä hoitosuosituksia. - Uudistushakkuut tehtiin avohakkuuna siten, että uudistusalalle istutettiin samaa puulajia, joka kasvoi siellä ennen hakkuuta. -Uudistusaloille saattoi syntyä luontaisesti myös muiden puulajien taimia.

Päätelmiä: ilmastonmuutokseen sopeutuminen metsänhoidossa - Eritoten luontaisen uudistamisen edellytykset saattavat parantua - Taimikonhoidon tarve lisääntynee - Nykyisten harvennussuositusten muuttaminen ja kiertoajan lyhentäminen voi olla tarpeen - Metsänhoidon abioottiset ja bioottiset riskit voivat lisääntyä