Puuton hiilinielu

Median luoma harha ja yksiviivaistaminen  

  Tämän ajan  media-keskustelu käy vilkkaana metsien hiilivarannoista. Biomassaan sitoutuneesta  hiilestä vallitsee konsensus mutta maaperään varastoituneen hiilen suhteen tarinassa on aukkoja. Suomen metsät ovat syntyneet jääkauden jälkeen ja siihen nähden humuskerroksen paksuus on suhteellisesti ottaen ohut verrattuna  vaikka turvesoihin. Niissä kitukasvulla on saavutettu metrien kerrokset puoli-maatunutta turvetta. Sitävastoin metsäpohjissa humuskerron on vain n. 10-30 cm tiiviiden maalajien korpimetsistä aina ilmavampiin kangasmetsäpohjiin.

  Mediassa käydyn keskutelun toinen ongelma on tutkimustulosten virhemarginaalit. Usein vedotaan raportteihin tai tuloksiin ikään kuin luotettavina tuloksina. Tosiasiassa virhemarginaalit voivat olla jopa 50%. Hyvänä esimerkkinä on IPCC n raportti joka ensinnäkin kuvaa ongelmia hyvin yleisellä tasolla ja toiseksi virhemarginaalit puuttuvat tyystin. Sama koskee Suomen Ilmastopaneelin julkaisuja. Alla ote Luken analyyseistä.

Tutkimuksessa hyödynnetty luonnontilaisten metsien aineisto sisälsi pääasiassa vanhoja, uudistuskypsiä metsiä, ja luonnon- ja talousmetsien ikäjakaumat olivat erilaisia, keski-iät olivat 136 ja 73 vuotta. Aineistoista pyrittiin poistamaan maaperältään ohuet kalliomaat, selvästi soistuneet kasvupaikat, taimikot ja hyvin harvapuustoiset metsät ja muut kuin mänty-, kuusi- tai koivuvaltaiset metsät. Rajoituksista huolimatta aineistot eivät täysin vastanneet toisiaan esim. sijainnin, maalajin, topografisen aseman ja historian (metsäpalot, myrskyt, kaskeaminen yms.) suhteen. Toisaalta voidaan kysyä, kuinka hyvin luonnon- ja talousmetsien pitäisi vastata toisiaan tai mihin talousmetsän kehitysvaiheeseen luonnonmetsää pitäisi verrata. Tällaisen tutkimuksen tulokset riippuvat hyvin voimakkaasti sekä luonnon- mutta erityisesti talousmetsiä edustavasta otoksesta. Suhteellisen pienistä otanta-aineistoista tehtyjen tilastoanalyysien tulokset riippuvat usein voimakkaasti laskenta-aineistosta (Tamminen 1993). Siksi nyt saatuihin tuloksiin liittyy melkoinen epävarmuus.
Kuva 1.

Kadonneet hiilivarannot

  Jos metsän keskikasvu per vuosi on n. 4 m3 hehtaarille niin 100 vuodessa syntyy siis 400 m3 biomassaa joka vastaa nykyisen varttuneen talousmetsän tasoa. Jos hehtaarin alalla , 10 000 m2 humuskerroksen paksuus on 20 cm niin humuksen tilavuus on n. 2000 m3. Jääkaudesta nykyaikaan on kulunut n 10 000 v. eli 100 täysikasvuisen tukkipuun kiertoa. Kasvua olisi siis pitänyt olla 100x 400m3 eli 40 000m3 ! Puolitetaan tämä luku koska jääkauden jälkeen kasvu on ollut aluksi olematonta ja se on tasaisesti nopeutunut. Otetaan samalla huomioon että metsän humuskerroksesssa hiilisisältö on n. puolet humuksen tilavuudesta tai painosta. Koska myös biomassan puukuution hiilisisältö on n. puolet sen tilavuudesta niin 1m3 puuta on 1 m3 humusta. Ikimetsissä voidaan päästä n. 700m3 puumassan tilavuuksiin hehtaarille. Se taso voidaan saavuttaa 100-800 vuoden aikana maaperästä ja kasvuoloista riippuen. Talousmetsissä voidaan 100 vuoden perspektiivillä saavuttaa myös samoja hehtaari-tilavuuksia. Maaperään humukseen ja sen alle  voi vaihtelevasti sitoutua biomassan hiilipitoisuuden suuruusluokkaa  vastaava määrä hiiltä.  Kateissa näyttää olevan  kuitenkin 10-20 tuhatta kuutiota hukattua kasvupotentiaalia.  Johtopäätös on että puuta kannattaa hakata varastoihin hiilinieluksi koska ikimetsän hiilinielu  ole pysyvä yli 100-200  v. perspektiivissä.

Vertailun vuoksi turvesuon humuksen määrä per hehtaari on vähintään 10 000 m3 metrin turvekerroksella.

  Tarkastellaan paljonko hiiltä maahan voi sitoutua. Luken tutkimusten mukaan talousmetsissä humuksessa on hiiltä hieman alle 400 g/kg  ja ikimetsissä hieman yli 400 yksikköä. Sen sijaan kivennäis-kerroksessa 0-10 cm talousmetsissä on n. 25 g/ kg ja luonnonmetsissä n. 21 g/kg hiiltä. Noin  120 vuoden jälkeen maaperän hiilivarannot alkavat hyvin hitaasti pienentyä myös kivennäiskerroksessa. Molemmissa tyypeissä hiiltä per hehtaari on n 30 000 kg orgaanisessa humuskerroksessa ja kivennäismaassa yhteensä. Kivennäismaan osuus jää n. kolmannekseen. Tässä on kuitenkin käytännön kentällä runsaasti vaihtelua johon palaan myöhemmin. Kuvan 2 mukaan humuskerroksen hiilipitoisuus vähenee koko kierron ajan mikä on yhtenevä myöhemmin tarkasteltavan metsitetyn pellon hiilen kehityksen kanssa. Kankailla maaperän syvempiin kerroksiin sitoutuu suhteellisesti merkittäviä määriä  hiiltä koska ne ovat ilmavia. Vastaava ilmiö on heikko tiiviillä maalajeilla kuten hiesusavella. Kuvan 2 alemmasta diagrammista nähdään että mänty kasvattaa suhteessa paremmin biomassaansa kuin kuusi metsän kierron aikana. Maaperän hiili pienenee puulajista riippumatta.Kuva 2.

https://docplayer.fi/54035768-Metsien-hyodyntaminen-ja-ilmastonmuutoksen-hillinta.html

Pellon hiilitase menee metsään

  Metsitettyjen  peltojen maaperän hiilivarannot pienenevät ajassa. Tämä selittyy joidenkin viljelykierrossa olevien peltokasvien syvillä juurilla  jotka läpäisevät kastematojen avustuksella tiiviimpää kivennäiskerrosta. Tiiviillä hiesusavella puun juuret kuten koivun ja männyn jäävät pintajuuriksi. Tätä tukevat havaintoni tuulenkaatojen alueista.  Hiesusavilla tehtyjen ojien kaivuu paljastaa tiiviin ja  elottoman kivennäiskerroksen. Tuulenkaatojen  alta paljastuva tiivis kivennäismaa tai kivi-karikko on elotonta pohjamaata.

Kuva 3.

http://jukuri.luke.fi/bitstream/handle/10024/536143/mwp236.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Tiiviin maan ongelma hiilen sidonnassa

Kivennäismailla eli tiiviillä mailla maaperässä on peltoviljelyssä korkeintaan 10 t hiiltä j a metsittymisen edistyessä se tippuu kaikilla metsätyypeillä n. 5 tonniin. Mänty ottaa typpeä myös ilmasta jolloin maaperän hiili ja typpi säilyvät aluksi paremmin. Kuusi puolestaan käyttää heti maaperän hiiltä ja typpeä eli hajottaa humusta. Kuusi viihtyy rehevillä ilmavilla mailla mutta myös tiiveillä maalajeilla. Siellä sen juuristo tosin jää pintaan jolloin maaperään ei myöskään kerry hiiltä. (kuva 4)



Kuva 4.

Näyttää siltä että peltomaissa on sitoutunutta hiiltä metsäpohjaa enemmän ,erityisesti kivennäiskerroksessa. Suomessa parhaat maapohjat on kuitenkin suurelta osin raivattu pelloiksi. Lisäksi on raivattu siirtolais-tilojen ja torpparilaitoksen myötä paljon turvemaita jotka olisi nyt parempi metsittää  koska niiden hiili ei ole stabiilissa muodossa maanmuokkaukseen nähden.

http://www.metla.fi/ohjelma/hms/kokous2004/7-hytonen.pdf

Kuva 5.

Suomen metsäpohjien tiiveys

Maannostyypeissä on CM-tyypin eli tiiviin kivennäismaan kohdalla Häme-Uusimaa metsäkeskuksen alueella selvä painotus joka tukee omia havaintojani. Hiesu-savi tyyppisen maannoksen suhteellinen osuus on n. 15% kun suomi on jaettu 14 alueeseen. Näillä alueilla siis hiilen sidonta  on Suomen keskiarvoa pienempi. Samoja metsöpohjia on myös raivattu pelloiksi ja niiden viljelyä ja erityisesti luomuviljelyä  vaivaavat tiiviin maan ongelmat. Lisäksi tiiviitä maalajeja (CM, GL) on Etelä-Pohjanmaalla ja Lounais-Suomessa. Koko suomen alueella muualla tiiviiden maalajien osuus on merkittävästi vähäisempi . Metsien hiilikato maaperästä yleisettynä koko Suomen metsiin on liioiteltua koska sitä ei tiiveille maalajille koskaan ole syntynytkään samassa määrin kuin kangas- j a turvemailla.

http://www.metla.fi/aikakauskirja/full/ff09/ff091074.pdf

Hakkuu-strategian uusi hiilitase

  Jos elävä energiapuu jätetään kasvamaan sen lähtötaso nostaa hiilitasetta ideaalisti yli 15 t kuvan 5 mukaisesti . Seuraavat 20 vuotta sen kumulatiivinen hiilitase eli hiilivarasto kasvaa taimikon hiilitasetta vastaavasti.  Hakkuun yhteydessä bioenergiassa on noin 15 t hiiltä per hehtaari elävässä biomassassa. Otetaan siitä kuitenkin varmuuden vuoksi 5 t pois pystyyn kuivaneena puuna ja kuiduksi kelpaamaton   osa tukkipuiden latvuksista. Kun tuo biomassa jätetään kasvamaan valoon niin sen kasvu on verrannollinen   taimikon kasvuun. Nämä tekijät yhdistettynä 20 v kuluttua  hakkuusta on jo saavutettu hakkaamattoman metsän hiilivarasto. 10 vuoden päästä oltaisiin 0-tasossa ja n. 10 t jäljessä hakkamatonta metsää. Tämän mallin edellytyksenä on tietysti että päätehakkuussa on vielä jäljellä elävää aluskasvustoa. Tätä tulisikin edistää jo kasvatushakkuiden  vaiheissa jättöpuiden osalta. Näiden aluskasvustojen taloudellinen arvohan on mitätön. Uuden taimikon ensiharvennuksessa tai raivauksessa ne sitten joko kaadetaan maahan tai korjataan energiapuuna. Jos vielä jätettäisiin kaikki tukkimitan alle jäävät kuitupuut kasvamaan nostaisi se hiilitasetta toiset 10 t kuvan 6 perusteella. Koska kuitupuun osuus saannosta avohakkuussa on n. 10 % (Kuva 7) ja hinta alle n. kolmasosa pystykaupassa niin  siitä saatava tulo jää kokonaistulosta laskettuna n. 3 prosenttiin. On perusteltua jättää kuidut pystyyn hiilitasetta korjaamaan. Yhteiskunnan kannattaisi myös korvata tuo 3% metsänomistajalla koska saavutettava hiilihyöty kompensoi reilusti kustannukset.

Kuva 6.

Kuva 7.

  Vastaava tarkastelu voidaan tehdä vuotuisen hiilitaseen eli hiilinielun suhteen kuvan 8 pohjalta. Normaalin metsänkäsittelyn yhteydessä uudistettu metsä saavuttaisi hakkaamattoman metsän hiilensidonnan tehon n. 20 v. kuluttua. Jos elävä energiapuu jätetään kasvamaan eli hiilensidonta vastaisi taimikkoa niin sinisen käyrän arvot voidaan tuplata. Silloin hakkuun jälkeen saavutetaan hakkaamattoman metsän hiilinielu enintään 15 v. paikkeilla. Edelleen jos jätetään kaikki kuitumittaiset elävät rungot niin voitetaan vielä 2-3 vuotta saavutettaessa hakkaamattoman metsän hiilensidonta. On huomattava että vertailu tehdään tilnateeseen jossa hakkuu tehdään ikääntyneeseen metsään ( yli 120 v.) jonka hiilensidonta on hidastumassa.

Kuva 8.

https://arvometsa.fi/blogi/hakkuun-vaikutus-metsan-hiilensidontaan

Päätelmät

  Jättämällä elävät energiapuut ja kuitupuut pystyyn avohakkuissa päästään 20 v. paikeilla lähelle hakkaamattoman metsän hiilitasetta eli sen sinä aikana kertynyttä varaston lisäystä. Tämä tietysti riippuu myös hakkaamattoman metsän kehitysvaiheesta. Vastaavasti hiilensidonnan tehossa eli nielussa saavutetaan hakkaamaton metsä n. 12-15 vuodessa . Tämä pätee erityisesti tiiviille kivennäismaille joista ei ole niin suuria hiilivarastoja maassa koska humuskerros on ohut ja hapettomaan pohjamaahan ei kerry hiiltä juuri lainkaan. Kangasmailla tilanne on toinen.

 Tiiviille maalajeilla humuskerros on ohuempi ( niitä on raivattu pelloiksi viimeisenä torppareiden ja siirtolaisten toimesta koska ne ovat usein kivettömiä) ja kivennäismaahan sitoutuu huomattavasti vähemmän hiiltä kuin kangas- ja turvemaille. Myös peltona niiden hiilen sidonta on heikompaa verrattuna ilmaviin maalajeihin.

 Hyvillä varhain raivatuilla peltomailla on niiden multavuuden ja mikrobitoiminnan myötä hiilen sidonta maaperään keskimäärin Suomessa metsää tehokkaampi.

  Kuusi on joutomaiden paras puulaji metsitykseen hiilen sidonnan kannalta koska sen biomassa on lopulta kaksinkertainen  mäntyyn verrattuna. Se viihtyy myös varjossa ollen siten  jatkuvassa kasvatuksessa elinvoimaisempi aluskasvusto verrattuna vaikka mäntyyn..

  Jatkuva kasvatus ja siinä kuusen suosiminen parantavat hiilitasetta tehokkaimmin mikäli tukkipuut käytetään rakentamiseen (Kuva 3)

  Maanmuokkausta tulee välttää kangasmailla ja turvemailla. Tiiveillä kivennäismailla sen vaikutukset n. 20-50 cm syvyydessä ovat vähäiset koska siellä maa ei lämpene paisteen myötä  ja aine on käytännössä hapeton. Kokonaisuudessaan on syytä muokata  uudisaloja kevyesti jos ollenkaan.

  Siemenpuiksi jätetyt männyt tulisi säästää (Kuva 2).  Mänty alkaa honkaantua vasta yli 100-vuotiaana ja  kasvattaa biomassaansa lahoamatta pitkään.

  Yhteiskunnan olisi kustannustehokasta hiilensidonnan näkökulmasta subventoida  metsänomistajaa jättämään kasvava energia- j a kuitupuu päätehakkuussa pystyyn.

Juhana Kallio Tammikuun pakkasissa

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *