Effects of forest management and climate change on energy biomass and timber production with implications for carbon stocks and net CO2 exchange in boreal forest ecosystems
Alam A. (2011). Effects of forest management and climate change on energy biomass and timber production with implications for carbon stocks and net CO2 exchange in boreal forest ecosystems. https://doi.org/10.14214/df.117
Tiivistelmä
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastella metsänhoidon ja ilmastonmuutoksen vaikutuksia energiabiomassan ja ainespuun tuotantoon boreaalisissa metsäekosysteemeissä Suomessa. Tämän lisäksi tutkittiin sekä metsänhoidon että ilmastonmuutoksen vaikutuksia metsäekosysteemien hiilivarastoihin ja hiilidioksidivaihtoon. Ensiksi tarkasteltiin ekosysteemimallin avulla eri harvennuskäsittelyjen vaikutuksia metsien kasvuun, ainespuun tuotantoon ja hiilen varastoihin sekä nykyilmastossa että muuttuneessa ilmastossa 90 vuoden ajanjaksolla (Artikkeli I). Samalla tavalla tutkittiin energiabiomassan potentiaalia ja harvennusten ja muuttuneiden ilmasto-olosuhteiden vaikutuksia samanaikaisesti ainespuun tuotantoon ja hiilen varastoihin (Artikkeli II). Työssä kehitettiin myös elinkaarityökalu, jolla voidaan arvioida metsätuotannon CO2-vaihtoa (Artikkeli III). Työkalua käytettiin ekosysteemimallisimulointien yhteydessä eri metsänhoitotoimenpiteiden (istutustiheys ja harvennuskäsittelyt) vaikutuksien arvioimiseen energiabiomassan tuotannossa ja tuotannon CO2-päästöjen arvioimisessa 80 vuoden kiertoaikaa käyttäen (Artikkeli III&IV). Tulosten perusteella muuttuneet ilmasto-olosuhteet lisäsivät energiabiomassapotentiaalia, ainespuun tuotantoa ja hiilen sitoutumista ja hiilen varastoja metsäekosysteemeissä koko Suomessa. Vaikutukset olivat suhteellisesti suurempia Pohjois-Suomessa kuin Etelä-Suomessa (Artikkelit I&II). Kun harvennusrajojen pohjapinta-aloja laskettiin nykysuosituksista, ainespuun hakkuut ylittivät kasvun, ja metsäekosysteemien hiilen varastot pienenivät (Artikkeli I). Kun rajoja puolestaan nostettiin, tämä lisäsi samanaikaisesti energiabiomassaa, ainespuuta ja hiilen varastoja sekä nykyilmastossa että muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa (Artikkeli II). Tässä työssä kehitetty elinkaarityökalu mahdollisti myös metsätuotannon CO2-vaihdon tarkastelut (Artikkeli III). Kun työkalua käytettiin ekosysteemimallisimulointien yhteydessä, havaittiin, että muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa lisääntynyt biomassan kasvu ei kompensoinut hajotuksen ja biomassan polton päästöjä Etelä-Suomessa. Tämän lisäksi metsänhoitotoimenpiteiden aiheuttamien päästöjen vaikutus CO2-vaihtoon oli pieni verrattuna ekosysteemin aiheuttamiin vaikutuksiin (Artikkeli III). Näiden lisäksi havaittiin, että istutustiheyden lisääminen yleisesti käytetystä tiheydestä, 2000 tainta ha−1, lisäsi energiabiomassan tuotantoa energiapuuharvennuksessa, mutta se vähensi myös metsänhoitotoimenpiteistä johtuvia CO2-päästöjä (Artikkeli IV). Tulosten perusteella voidaan sanoa, että metsänhoidolla voidaan vaikuttaa ratkaisevasti metsäekosysteemien tuotannon ilmastovaikutuksiin. Yhdistetyt ekosysteemimallisimuloinnit ja elinkaaritarkastelut mahdollistavat ekologisesti kestävän energiabiomassan ja ainespuun tuotannon tarkastelut yhdessä metsien muiden ilmastonmuutoksen sopeutumisvaihtoehtojen kanssa.
Avainsanat
ilmastonmuutos;
metsänhoito;
boreaaliset metsät;
ekosysteemimalli;
energiabiomassa;
CO2-vaihto
-
Alam,
University of Eastern Finland, School of Forest Sciences
Sähköposti
ashraful.alam@uef.fi
Julkaistu 2.5.2011
Katselukerrat 4608
Saatavilla https://doi.org/10.14214/df.117 | Lataa PDF
Osajulkaisut
Alam, A., Kilpeläinen, A. & Kellomäki, S. 2008. Impacts of thinning on growth, timber production and carbon stocks in Finland under changing climate. Scandinavian Journal of Forest Research 23: 501–512.
https://doi.org/10.1080/02827580802545564
Alam, A., Kilpeläinen, A. & Kellomäki, S. 2010. Potential energy wood production with implications to timber recovery and carbon stocks under varying thinning and climate scenarios in Finland. BioEnergy Research 3: 362–372.
https://doi.org/10.1007/s12155-010-9095-1
Kilpeläinen, A., Alam, A., Strandman, H., & Kellomäki, S. 2011. Life cycle assessment tool for estimating net CO2 exchange of forest production. Global Change Biology Bioenergy. In print.
https://doi.org/10.1111/j.1757-1707.2011.01101.x
Alam, A., Kilpeläinen, A. & Kellomäki, S. 2011. Impacts of initial stand density and thinning regimes on energy wood production and management related CO2 emissions in boreal ecosystems.
http://www.springerlink.com/content/y814423345776844/fulltext.pdf
