HENVI-forest Metsien talouskäytön ja suojelun optimointi ilmastovaikukset huomioiden Optimizing forest management and conservation to account for multiple interactions with the climate Eero Nikinmaa, HY, vast. joht. Kari Minkkinen, HY, koordin.
Taustaa Metsät ja ilmasto Metsänhoidollisilla toimenpiteillä, kuten hakkuilla, ojituksilla, maanmuokkauksella, hakkuutähteiden keruulla ym. on monensuuntaisia vaikutuksia, jotka tunnetaan yhä huonosti Metsät ovat tärkeitä hiilinieluja. Ne poistavat hiilidioksidia ilmakehästä ja vähentävät säteilypakotetta (viilentävät ilmastoa) Monet muutkin tekijät, kuin hiili, vaikuttavat säteilytaseeseen. Esim. turvemaiden kuivatus ja käyttö metsätalouteen voi lisätä maan CO2:n ja N2O:n päästöjä (lämmittävä), mutta vähentää CH4 päästöjä (viilentävä). Metsien albedo eli säteilyn heijastussuhde on pienempi kuin avointen maiden (lämmittävä). Tämä pienentää erityisesti boreaalisten metsien hiilinielun vaikutusta Veden haihtuminen metsistä on suurempaa kuin avoimesta pinnasta (viilentävä vaikutus) Metsät lisäävät aerosolien muodostumista (viilentävä vaikutus, suuruus hyvin epävarma)
Taustaa Metsät ja talous Metsät tarjoavat hyödykkeitä ja (ekosysteemi)palveluita. Joillain näistä on tarkasti määritelty arvo (puutavara, paperi), vähemmän tarkka arvo (hiilinielu, albedo), tai hyvin vaikeasti määriteltävä arvo (diversiteetti, virkistys) Arvot pitää pystyä määrittämään, jotta metsien käyttöä voidaan optimoida Metsien käytön hyväksyttävyyttä täytyy myös analysoida: millaisia preferenssejä ihmiset ja yhteiskunta asettavat metsätaloudelle, ilmastonmuutoksen hidastamiselle ja sopeutumiselle
Tutkimusohjelman tavoitteet Analysoida metsätalouden kaikki potentiaalisesti tärkeät ilmastovaikutukset Tutkia miten metsien käyttö ja suojelu tuottavat korkeimman mahdollisen taloudellisen ja sosiaalisen arvon, kun niiden kaikki ilmastovaikutukset otetaan huomioon
Keinot 1. Tutkitaan miten erilaiset metsänkäyttötavat vaikuttavat ilmastoon: KHK, VOC, aerosolit, albedo: kenttämittaukset, meta-analyysit ja mallitus, biologiset ja fysikaaliset prosessit 2. Tutkitaan miten päästöt vaikuttavat ilmakehän ominaisuuksiin ja säteilytaseeseen suuraluetasolla: fysikaaliset ilmakehämallit, säämallit 3. Etsitään taloudelliset optimit erilaisille metsänkäsittelyskenaarioille, ottaen huomioon ilmastovaikutukset: taloudelliset optimointimallit 4. Analysoidaan millaisia preferenssejä yleisö asettaa ilmastonmuutoskysymyksille (torjunta, sopeutuminen) metsätaloudessa: sidosryhmäanalyysit, kyselytutkimukset 5. Tutkitaan politiikkainstrumentteja, joilla voitaisiin saavuttaa parhaat tulokset ottaen huomioon metsätaloussektorin yhteiskunnalliset ja ilmastolliset vaikutukset sekä kansainväliset sopimukset: suuraluetason optimointimallit
Mallisimuloinnit Metsikkötaso kenttämittaukset Meta-analyysit mallitus Paikallistaso (Hyytiälä) Metsiköiden kasvatusmallit, eri metsätyypit ja käsittelyt, ilmastovaikutukset ml. 2012 Suuraluetaso Suuraluetason laskennat, politiikkatoimien vaikutus ottaen huomioon ihmisten erilaiset preferenssit, 2013-2014 Metsien käsittelyskenaariot erilaisia tavoitteita painottaen => sosioekonominen analyysi, 2012-2013
Odotettavat tulokset Tutkimuksemme lisää tietoa puutteellisesti tunnetuista metsien ja metsätalouden ilmastovaikutuksista (albedo, aerosolit, turvemaat, muut KHK:t kuin CO2) kehittää mallityökaluja, joilla metsien käsittelyssä voidaan ottaa huomioon ilmastovaikutukset toteuttaa sosioekonomisen analyysin metsien käsittelystä ottaen huomioon ilmastovaikutukset
Osapuolet Helsingin yliopiston ympäristötutkimuksen ja - opetuksen yksikön (HENVI) rahoittama yhteistutkimushanke, jossa osapuolina: Helsingin yliopisto Metsätieteiden laitos Fysiikan laitoksen ilmakehätieteiden osasto Sosiaalitieteiden laitos Metsäntutkimuslaitos Ilmatieteen laitos
Tutkimusteemat 1. Metsien käytön vaikutukset KHK-virtoihin, albedoon ja aerosolien muodostumiseen (Frank Berninger, HY) 2. KHK:n, albedon ja aerosolien vaikutus ilmakehän ominaisuuksiin ja alueelliseen säteilytaseeseen (Ari Laaksonen, IL) 3. Ilmastovaikutusten taloudellinen analyysi (Lauri Valsta, HY) 4. Metsätalouden hyväksyttävyys ja ilmastonmuutos (Janne Hukkinen, HY)
Yhteydet 4 teeman välillä Ecology Atmosphere Socioeconomy Economy
11 Työpakettia WP WP Title WP leader(s) WP1.1 WP1.2 WP1.3 WP1.4 WP2.1 Hiilen kertyminen metsiin ja metsämaihin Metsätaloustoimenpiteiden, erityisesti ojituksen, vaikutukset KHK-dynamiikkaan turve- ja kiv.mailla Metsätaloustoimenpiteiden vaikutukset albedoon ja VOC-päästöihin Metsätaloustoimenpiteiden vaikutukset aerosolien muodostumiseen ja säteilypakotteeseen KHK-voiden, aerosolien ja albedon vaikutus säteilypakotteeseen Annikki Mäkelä, HY Metsätieteiden laitos; Risto Sievänen, Metla Kari Minkkinen, HY Metsätieteiden laitos Frank Berninger/Jaana Bäck, HY Metsätieteiden laitos Michael Boy, HY Fysiikan laitos, ilmakehätiet. osasto Ari Laaksonen, Ilmatieteen laitos WP2.2 Alueellisten ilmastovaikutusten mallittaminen Ari Laaksonen, Ilmatieteen laitos WP3.1 WP3.2 WP3.3 Metsien käsittely huomioiden taloudelliset ja ilmastolliset tavoitteet Alueellisen tason ekonominen ja ilmastollinen analyysi Ilmastopoliittiset skenaariot ja metsätalouden ilmastovaikutukset Lauri Valsta, HY Metsätieteiden laitos Maarit Kallio, Metla Lauri Valsta, HY Metsätieteiden laitos WP4.1 Sidosryhmäanalyysi Martin Welp, Eberswalden yliopisto, Saksa WP4.2 Osallistuvan päätöksenteon tukijärjestelmä Janne Hukkinen, HY, Sosiaalitieteiden laitos
Muut tutkijat Metsätieteiden laitos: Pasi Kolari, Henna Lyhykäinen, Anni Vanhatalo, Nea Kuusinen, Saeed Bayazidi Fysiikan laitos: Ivan Mammarella, Sampo Smolander, Ditte Mogensen Sosiaalitieteiden laitos: Nina Janasik Metla: Olli Salminen, Jari Hynynen, Raisa Mäkipää, Hannu Ilvesniemi, Tuomo Kalliokoski IL: Yao Gao Ohjelmaan palkattavat tutkijat (HENVI+yhteisrahoitus): 3 tutkijakoulutettavaa 10 miestyövuotta 3 tutkijatohtoria 6.5 vuotta 1 senioritutkija 2.75 vuotta
Mitä on tehty? Kokoukset ja työpajat HENVI Kickoff -kokous 31.5. 2011 Henvi-Forest työpaja 4.11.2011 Henvi-Forest skenaariotyöpaja 7.12.2011 ART and Henvi -kickoff-kokous 9.12.2011 Yhteisen review-tutkimusartikkelin (Nikinmaa et al.) käsikirjoituksen suunnittelu Käsittelyskenaariot painottaen eri tavoitteita: 1. Raha, 2. Ilmasto / hiili, 3. Biodiversiteetti, 4. Energia
Mitä on tehty? Vuonna 2011 aloitti 3 työpakettia WP1.2 metsänhoidon ja ojituksen vaikutukset kasvihuonekaasujen päästöihin Kari Minkkinen, dos., tutkimus ja ohjelman koordinointi WP1.3 metsien albedo ja VOC päästöt Nea Kuusinen, tohtorikoulutettava, albedomittaukset WP1.4 aerosolien muodostuminen metsissä Ditte Mogensen, tohtorikoulutettava, aerosolimallitus
WP1.2 Ojitettujen soiden hiilitaseet (A. Lohila: initial results, unpublished) Kalevansuo C nielu Lettosuo vaihteleva C lähde nielu
WP1.3 Albedo- mittaukset ja mallitukset Hyytiälän alueella 2011 Albedo 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 coniferous forest pine forest spruce forest deciduous forest mixed forest seedlind stand 50 100 150 200 250 Day of year
WP1.4 Ilmakehän aerosolimallien kehittäminen Julkaisuja: Boy, M., Sogachev, A., Lauros, J., Zhou, L., Guenther, A. and Smolander, S.: SOSA - a new model to simulate the concentrations of organic vapours and sulphuric acid inside the ABL - Part I: Model description and initial evaluation, Atmos. Chem. Phys. 11, 43-51, 2011. Lauros, J., Sogachev, A., Smolander, S., Vuollekoski, H., Sihto, S.-L., Laakso, L., Mammarella, I., Rannik, U. and Boy, M.: Particle concentration and flux dynamics in the atmospheric boundary layer as the indicator of formation mechanism, Atmos. Chem. Phys. 11, 5591-5601, 2011. Mogensen, D., Smolander, S., Sogachev, A., Zhou, L., Sinha, V., Guenther, A., Williams, J., Nieminen, T., Kajos, M., Rinne, J., Kulmala, M. and Boy, M.: Modelling atmospheric OH-reactivity in a boreal forest ecosystem, Atmos. Chem. Phys., 11, 9709-9719, 2011.
Mitä tehdään 2012 Kaikki teemat käynnistyvät Kaikki loput Henvi-tutkijat palkataan/on palkattu v. 2012: WP1.1 Metsien hiilimallit: tutkijatohtori Tuomo Kalliokoski 1.1.2012 alkaen WP2.1 ja 2.2 ilmastomallit: tutkijatohtori Yao Gao 1.1.2012 alkaen WP 3.1 3.3 ekonomiset analyysit: tohtorikoulutettava Saeed Bayazidi 1.1.2012 alkaen WP4.1 sidosryhmäanalyysi: prof. Martin Welp, University of Sustainable Development, Eberswalde, Germany vierailevana tutkijana v. 2012 WP4.2: Osallistuvan päätöksenteon tukijärjestelmä: tutkijatohtori Nina Honkela, 1.7.2012 alkaen
Mitä tehdään 2012 Taideyhteistyöprojekti: taiteilija Mari Keski-Korsu Sidosryhmäanalyysi, 2012 (Martin Welp) Metsikkötason mallitukset: käsittelyvertailut Skenaarioiden ja niihin liittyvien ilmasto- ja talousvaikutusten kehittäminen (Teemat 1-3), => sosioekonomiset analyysit (Teema 4) näiden perusteella v. 2013
Mallisimuloinnit Metsikkötaso kenttämittaukset Meta-analyysit mallitus Paikallistaso (Hyytiälä) Metsiköiden kasvatusmallit, eri metsätyypit ja käsittelyt, ilmastovaikutukset ml. 2012 Suuraluetaso Suuraluetason laskennat, politiikkatoimien vaikutus ottaen huomioon ihmisten erilaiset preferenssit, 2013-2014 Metsien käsittelyskenaariot erilaisia tavoitteita painottaen => sosioekonominen analyysi, 2012-2013
Kiitos!