Boreaalisten metsien monimutkainen rooli

Päästöjen ja päästörajoitusten jälkeen ilmastokokouksen toiseksi yleisin puheenaihe lienee metsitys ja metsäkato. Kansainvälisessä ilmastopolitiikassa “metsillä” tarkoitetaan lähes aina trooppisia metsiä. Hieman karrikoiden boreaalisen vyöhykkeen metsät ovat esillä lähinnä laskentateknisenä kuriositeettina, jolla on merkitystä vain muutamalle maalle. Perustelu tähän on sinänsä selkeä: suurin osa hiilipäästöjä aihetuttavasta metsänhävityksestä tapahtuu tällä hetkellä tropiikissa, eikä boreaalisten metsien pinta-alan uskota lähitulevaisuudessa radikaalisti muuttuvan kumpaankaan suuntaan.

Nykyinen lähestymistapa saattaa kuitenkin aliarvioida boreaalisten metsien merkitystä niin ilmastonmuutoksen kuin sen hillitsemisenkin kannalta. Boreaaliset metsät ovat maapallon  suurin yhtenäinen maaekosysteemi, ja kun itse puiden varastoiman hiilen lisäksi myös maaperän hiilivarasto huomioidaan, ne sisältävät yli neljäsosan kaikesta maaekosysteemeihin sitoutuneesta hiilestä.

Kööpenhaminan keskustassa järjestetyssä KlimaForum09 – tapahtumassa pidettiin eilen maanantaina seminaari boreaalisten metsien ja ilmastonmuutoksen yhteyksistä. Seminaarissa lähestyttiin kysymystä monesta eri näkökulmasta, ja keskusteltiin sekä boreaalisten metsien roolista ilmastonmuutoksessa ja sen torjumisessa, että myös ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista metsiin.

Siinä missä trooppisiin metsiin sitoutunut hiili sijaitsee pääosin itse puissa, boreaalisten metsien suurin hiilivarasto sijaitsee maaperässä. Maaperän hiilivirroista ja –varastoista tiedetään huomattavasti vähemmän kuin itse puubiomassan hiilitaseesta. Monia oleellisia seikkoja boreaalisten metsien hiilenkierrosta onkin ilmennyt vasta aivan hiljattain. Ehkä tärkein yksittäinen uusi havainto koskee vanhojen metsien hiilitasetta. Boreaalisten vyöhykkeen vanhojen metsien on aiemmin ajateltu olevan ns. hiilineutraaleja, eli niiden hiilisisällön on ajateltu pysyvän vakiona. Näin onkin, mikäli tarkastellaan ainoastaan puiden sisältämää hiiltä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että vanhojenkin metsien maaperän hiilivarasto kasvaa edelleen kauan sen jälkeen kun itse puiden sisältämän hiilimäärän kasvu on loppunut.

Boreaalisista metsistä ja ilmastonmuutoksesta käytävää keskustelua on leimannut ristiriita toisaalta hiilensidonnan maksimoimisen ja toisaalta hiilivarastojen säilyttämisen välillä. Intensiivistä metsätaloutta, jopa luonnontilaisten vanhojen metsien hakkuita, on perusteltu sillä että nuori, kasvava metsä sitoo enemmän hiiltä kasvaessaan kuin vanha metsä.  Toisaalta, vanhojen metsien hiilivarastot ovat usein moninkertaisia talouskäytössä oleviin metsiin verrattuna. Metsänhakkuun yhteydessä ilmakehään vapautuvan hiilen kokonaismäärästä on myös hyvin erilaisia käsityksiä; esimerkiksi puutuotteisiin sitoutuneen hiilen määrää on suomalaisen metsäsektorin puolelta usein korostettu, kun taas esimerkiksi Ruotsin Skogstyrelsen-virasto on hiljattain todennut sen olevan varsin pieni. (Puutuotteiden käytön ilmastovaikutusten arvioinnissa pitää toki muistaa että itse tuotteen muodostaman hiilivaraston lisäksi puutuotteilla usein korvataan materiaaleja joiden valmistus aiheuttaa runsaasti päästöjä, kuten esimerkiksi sementtiä.)

Puiden ja niistä valmistettavien tuotteiden sisältämän hiilen kohtalon lisäksi metsätalouden hiilitaseessa pitäisi lisäksi huomioida myös metsämaaperän hiilitase. Päätehakkuun, ja etenkin sitä usein seuraavan maanmuokkauksen, jälkeen huomattava osa maaperän hiilivarastosta vapautuu ilmakehään. Alueesta ja metsätyypistä (ja tietolähteestä!) riippuen saattaa kestää useita vuosikymmeniä tai jopa vuosisatoja ennen kuin hakkuun jälkeen kasvava metsä on sitonut alkuperäistä ekosysteemiä vastaavan hiilimäärän.

Ilmastonmuutoksen hillinnän kannalta boreaalisten metsien käsittelyssä on seminaarin puhujien mukaan kaksi hyvin erilaista haastetta. Ensinnäkin, talouskäytössä oleviin metsiin tulisi soveltaa metsänhoitomenetelmiä jotka maksimoivat koko ekosysteemin hiilensidonnan ja keskimääräisen hiilivaraston, ja toisaalta minimoivat muiden kasvihuonekaasujen päästöt. Esimerkiksi typpilannoitukset tuottamat N2O – päästöt tulisi siis tasapainottaa lannoituksen mahdollistaman nopeamman hiilensidonnan kanssa. Toiseksi, vielä olemassa olevien vanhojen metsien usein valtavat hiilivarastot tulisi pyrkiä säilyttämään jättämällä ne intensiivisen metsätalouden ulkopuolelle.

Boreaalisten metsien rooli ilmastonmuutoksen torjunnassa on siis monimutkainen kysymys, mutta niin on myös ilmastonmuutoksen vaikutus boreaalisten metsien tulevaan kehitykseen. Edes pelkän metsien hiilivaraston kehitystä lämpenevässä ilmastossa on vaikea ennustaa. Kohoavien hiilidioksidipitoisuuksien ja lämpötilojen on perinteisesti ajateltu lisäävän metsien kasvua ja siten hiilensidontaa. (Tämä on yksi tärkeimmistä ns. negatiivisista palautekytkennöistä joiden avulla biosfäärin muutokset tasapainottavat ja rajoittavat ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden muutosten aiheuttamia lämpötilamuutoksia.) Joissain paikoissa näin todennäköisesti käykin, muuta monilla alueilla boreaalisten metsien kasvua rajoittavat pääosin ravinteiden tai veden saatavuus, jolloin hiilidioksidipitoisuuden tai lämpötilan nousu ei juurikaan edistä puiden kasvua. Tuoreiden tutkimustietojen perusteella on myös todennäköistä, että kevät- ja kesäkauden lisääntynyttä hiilensidontaa tasapainottaa lämpimämpien syksyjen aiheuttama lisääntynyt respiraatio eli soluhengitys, jolloin hiilensidonnan nettolisäys jääkin aiemmin arvioitua pienemmäksi.

Koska napa-alueiden on ennustettu lämpenevän maapallon keskilämpötilaa huomattavasti enemmän, boreaalisten metsien kokema olosuhteiden muutos tulee luultavasti olemaan suurempi kuin monien muiden ekosysteemien. Muun muassa erilaisten tuhohyönteisten leviäminen ja metsäpalojen yleistyminen ovat joitakin mahdollisia seurauksia lämpötilan noususta boreaalisella alueella.  Muutokset tulevat todennäköisesti kohtaamaan voimakkaimmin kaikkein pohjoisimpana sijaitsevia, suurimmaksi osaksi vielä luonnontilaisia, metsiä Venäjän ja Kanadan pohjoisosissa.

Aerosolifyysikon näkökulmasta muuten monipuolisessa seminaarissa keskityttiin valitettavan paljon pelkkään hiilitaseeseen. Hiilidioksidin ja muiden kasvihuonekaasujen nieluina tai lähteinä toimimisen lisäksi boreaaliset metsät vaikuttavat ilmakehään myös ainakin kahdella muulla tavalla. Tummat havupuumetsät heijastavat huomattavasti vähemmän auringonvaloa kuin luminen pelto, niitty tai tundra, joten metsäpinta-alan lisääntymisellä on viilentävän hiilensidonnan lisäksi myös heijastuvuuteen liittyvä lämmittävä vaikutus. Toisaalta, metsien tuottamat haihtuvat orgaaniset yhdisteet (lähinnä erilaiset hiilivedyt) edesauttavat pilvien syntyä, mikä taas keskimäärin viilentää ilmakehää. Viimeaikaiset tutkimustulokset ovat monimutkaistaneet käsitystämme myös tästä mekanismista. On nimittäin osoittautunut, että puiden vaikutus pilvisyyteen riippuu voimakkaasti niiden tuottamien yhdisteiden tarkasta koostumuksesta ja seossuhteesta, etenkin isopreeni – nimisen hiilivedyn ja monimutkaisempien hiilivetyjen (mm. mono- ja seskviterpeenien) suhteesta. Hyvin alustavien arvioiden mukaan onkin mahdollista, että boreaalisten metsien kyky edistää pilvien muodostusta saattaa tulevaisuudessa heiketä vaikka niiden tuottamien hiilivetyjen kokonaismäärä lämpötilan noustessa lisääntyykin. Metsien heijastuvuus- ja aerosolivaikutukset ymmärretään toistaiseksi melko huonosti, eikä niillä (osittain tästä johtuen) juuri ole roolia metsiä ja ilmastonmuutosta koskevassa poliittisessa keskustelussa. Tutkimustiedon tarkentuessa tämäkin asia saattaa tulevaisuudessa muuttua.

Linkki:

Canadian Boreal Initiative – järjestön raportti ”The carbon the world forgot”: http://www.borealbirds.org/carbonreport.shtml

5 Comments

  1. Tuomas Helin
    Posted 16.12.2009 at 10:19 | Permalink

    Theo,

    Kiitos mielenkiintoisesta kirjoituksesta. Tiedätkö onko tämän KlimaForum09 seminaarin kalvosarjat saatavilla jossakin netissä? Olisi mielenkiintoista nähdä esitykset ja kuulla se, esiintyikö seminaarissa pääasiassa tutkijoita, kansalaisjärjestöjen edustajia vai molempia.

  2. Tuomas Helin
    Posted 16.12.2009 at 10:47 | Permalink

    Ah, löytyi: http://www.klimaforum09.org/All-events tai tarkemmin http://www.google.com/calendar/event?eid=XzhkOWxjZ3JmZHByNmFzams2Z3JqNmQ5aTY4czM2Y3I1NjBvajhkcjM2dGhtNGNwbGNrc2pnZTlpNjlobTJkOWdjY3AwIGtsaW1hZm9ydW0wOS5vcmdfYW5tY2UzMWJoYXQ5OW44NjU0aGgyMGM2bjhAZw&ctz=Europe/Copenhagen

  3. Janne Rinne
    Posted 17.12.2009 at 1:57 | Permalink

    Haluaisin kommentoida sinänsä varsin hyvän kirjoituksen lausetta: “Toisaalta, metsien tuottamat haihtuvat orgaaniset yhdisteet (lähinnä erilaiset hiilivedyt) edesauttavat pilvien syntyä, mikä taas keskimäärin viilentää ilmakehää”. Tästä saa käsityksen että hiukkasmuodostusta edistävien hiilivetyjen päästöjen kasvu merkitsisi myös tehokkaampaa pilvien muodostusta. Näin ei kuitenkaan ole sillä tiivistymisytimien puute ei ole käytännössä koskaan pilven muodostumista rajoittava tekijä. Käytännössä tiivistymisytimiä on aina riittävästi ja pilvi syntyy aina kun suhteellinen kosteus ylittää kyllästymistilan parilla prosentilla. Tiivistymisytimien määrä vaikuttaa kyllä sitten pilven kehitykseen ja elinikään. Juuri tämän eliniän kautta tiivistymisytimien määrän kasvu voikin sitten vaikuttaa pilvisyyteen.

    Onko keskusteluissa muuten puhuttu pohjoisten havumetsien lisäksi turvemaiden kohtalosta ja sen vaikutuksesta ilmastoon?

  4. Liisa Kulmala
    Posted 17.12.2009 at 9:52 | Permalink

    Tämä on tosiaan valitettava tilanne, että ainakin julkisuudessa puhutaan lähinnä hiilitaseesta. Hesarissakin keskusteltiin jokin aika sitten soiden hiilivarastojen kehityksestä. Kun kahvipöydässä satuin istumaan erään keskusteluun osallistuneen viereen, en malttanut olla ihmettelemättä ääneen, eikö varsinkin soiden kohdalla pelkkä hiilivarasto ole varsin harhaanjohtavaa käsite ilmastonmuutoksen kannalta. Hän oli samaa mieltä, mutta halusi pitää keskustelun sillä yksiselitteisellä tasolla, jolla se oli alkanut jo ennen hänen kontribuutiotaan…

    Oman kokemukseni mukaan tutkijapiireissä kannatetaan jo yleisemmin ajattelua, jossa hiilitase on vain yksi elementti, kun yleisemmin pohditaan metsien ilmastoa viilentävää tai lämmittävää vaikutusta. Onhan jopa esitetty, että boreaaliset metsät lämmittävät ilmastoa hiilensidonnastaan ja -varastoinnistaan huolimatta juuri suuren albedon takia. Tätä ajattelua tuodaan jatkossa varmasti myös metsänhoitosuosituksiin esimerkiksi suosimalla nopean kiertoajan lehtipuita, jotka keväällä ovat lehdettömiä mahdollistaen takaisinsäteilyn lumisesta metsänpohjasta toisin kuin havupuut. Tähän kaikkeen tarvitaan kuitenkin vielä lisätietoa, mutta siis ainakin tutkijapiireissä metsät nähdään muinakin kuin hiilensitojina ja -varastoijina.

    Kysymystä metsien kasvun kehityksestä on käsitelty monissa yhteyksissä. Muun muassa YK:n metsäfoorumin mukaan ilmastonmuutos voi hävittää metsien merkityksen massiivisena hiilensitojana ja -varastona, sillä lämpeneminen aiheuttanee metsille lopulta mittavia tuhoja, joiden seurauksena metsät alkavatkin vapauttaa enemmän hiiltä maaperästä ja tuhoutuneesta puustosta kuin mitä ne ehtivät sitoa.

    Kohoava lämpötila sekä nopeuttaa hiilensidontaa ja pidentää kasvukautta että parantaa ravinteiden saatavuutta maasta, joten kasvun uskotaan paranevan myös nimenomaan typpirajoitteisilla paikoilla tulevaisuudessa toisin kuin seminaarissa on keskusteltu. Toisaalta hyönteistuhot, metsäpalot tai pitkät kuivuusjaksot voivat parantuneista kasvuolosuhteista huolimatta äkkiä muuttaa tilanteen hiilensidonnalle negatiiviseksi. Lisäksi tosiaan myös maan orgaaninen aines hajoaa nopeammin kohoavissa lämpötiloissa vapauttaen siihen sidotun hiilen ja pienentäen näin metsämaan hiilivarastoa.

  5. Theo C Kurten
    Posted 17.12.2009 at 11:17 | Permalink

    Hei,
    tarkoitin “pilvisyydellä” tässä aika löyhästi kaikkia pilvien ominaisuuksia (ml heijastuvuus, elinikä, jne), mutta Janne on toki oikeassa että se helposti tulkitaan tarkoittamaan “pilvipeitettä”, jolloin virke ei välttämättä pidä paikkaansa. Jannen korjaukseen vielä sellainen lisäys että tiivistymisytimien määrä vaikuttaa pilvien eliniän lisäksi myös niiden heijastuvuuteen: suurempi määrä tiivistymisytimiä tarkoittaa (kaiken muun pysyessä vakiona) valkoisempia eli enemmän heijastavia pilviä. Heijastuvuus- ja elinikä – vaikutukset maapallon energiataseeseen ovat kai suunnilleen samaa suuruusluokkaa. Turvemaista ei tässä yhteydessä hirveästi puhuttu mutta joissakin muissa side event – tapahtumissa kylläkin, kts esimerkiksi aiempi merkintä N2O – päästöistä.

    Liisa: kiitos asiantuntevista lisäyksistä!

Post a Comment

Your email is never shared. Required fields are marked *

*
*