Mielipide: Suomen metsät ja metsätalous eivät aiheuta ilmastonmuutosta

Tiivistelmä:

Maan hiilivarastojen muutoksesta ei todellisuudessa saada sen enempää mittaamalla, mallittamalla tai kaasutaseita tarkastelemalla tarkkoja estimaatteja. Näin ollen ilmastopolitiikan näkökulmasta olisikin tarkoituksenmukaista, että kvantitatiivisiin lukuihin perustuvasta raportointikäytännöstä luovuttaisiin ja siirryttäisiin kuvailevampiin tarkasteluihin.

Kansainvälisessä viitekehyksessä hiilivarastojen muutoksesta on tasavertaisuuden nimissä tärkeää, että kaikki keskusteluun ja päätöksentekoon osallistuvat osapuolet käyttävät vertailukelpoisia menetelmiä.

Suomen metsät ja metsätalous eivät aiheuta ilmastonmuutosta. Julkinen häly on noussut siitä, voiko Suomi saavuttaa itse itselleen asettaman laskennallisen hiilineutraalisuustavoitteen, jos laskennan osana käytetään maaperän hiilivaraston muutoksen kuvaajana nykyistä maaperämallia.

Ilmastonmuutoksen ja siihen vaikuttavien tekijöiden kanssa hälyllä ei ole juurikaan tekemistä. Metsät kasvavat edelleen enemmän kuin niitä hakataan, eikä maahan aikaisempina vuosina kertyneen hiilivaraston mahdollisesti hieman nopeampi tai hitaampi hajoaminen ole pidemmän aikavälin yli tarkasteltaessa hiilitaseiden kannalta relevanttia.

Koska kasvihuonekaasujen raportointi on osa poliittista työkalupakkia, on tarkoituksenmukaista käyttää sitä – sen puutteet tiedostaen – nimenomaan politiikan teon työkaluna, ei luonnontieteellisenä totuutena.

Koko artikkeli:

Käsissämme oleva ongelma: Maaperän hiilen määrää ja sen vaihtelua selittäviä/aiheuttavia tekijöitä tunnetaan joissakin spesifeissä tutkimuskohteissa hyvinkin kattavasti, mutta työvälineitä sille, että niistä voitaisiin tehdä alueellisesti tarkasteltavissa olevia laskelmia ei tunneta siten, että kvantitatiiviset arviot maan hiilivaraston muutoksesta olisivat mahdollisia.

Suomalaisessa kivennäismaametsien maaperän hiilivaraston muutoksen raportoinnissa (KHK) käytettävä malli laskee maan hiilivaraston muutoksen käyttämällä syöttötietona mm. vuotuista karikemäärää sekä tietoja lahopuun määrästä. Vuotuinen karikemäärästä estimoidaan käyttämällä hyväksi mitattua puuston läpimitta ja pituustietoa.

Karikkeen määrän ja karikkeen laadun estimaatissa on jo itsessään vaikeasti arvioitavissa olevaa epätarkkuutta, mutta varsinainen haaste liittyy siihen, että maaperä on hyvin monimutkaisista vuorovaikutussuhteista koostuva vuorovaikutusten verkosto, jonka pelkistäminen malliksi, joka ottaa huomioon tärkeimmät eri eliöryhmien väliset vuorovaikutukset, niitä ohjaavat prosessit ja prosessien nopeutta säätelevät ympäristötekijät kuten lämpötila ja vesitalous siten, että laskennallisesti voitaisiin tuottaa vuositasolla kvantitatiivisesti todettavissa oleva pieni muutos maan suuressa hiilivarastossa on  miltei ylivoimainen tehtävä. Mallin tulosten verifioiminen empiirisiin tuloksiin vertaamalla on vaikeaa, koska myös empiiriset mittaukset muutoksesta ovat epätarkkoja. Yksi tapa tarkastella mallien tuottamaien estimaattien epävarmuutta on vertailla eri malliversioiden samalle ajanjaksolle tuottamia varastomuutoksen arvoja.

Suomalaiselle metsämaan hiilivarastolle ja varaston muutokselle on tyypillistä hyvin suuri, pienien etäisyyksien sisällä ilmenevä vaihtelu. Tämän vaihtelun ovat aiheuttaneet erilaiset, sekä bioottiset että abioottiset tekijät, joiden vaikutusmekanismeja juuri siihen maastokohtaan syntyneeseen hiilivarastoon emme valitettavasti tunne. Esimerkiksi rinneaseman ja moreenimaille tyypillisen kivisyyden vaikutusta hiilen kertymiseen ei tunneta.

Mallinnuksen sijasta tai rinnalla voimme maan hiilivaraston muutoksen estimoinnissa käyttää myös suoraa mittausta. Tällöin tuotetaan arvio maan hiilivaraston koosta ottamalla maasta pinta-alaltaan ja tilavuudeltaan tarkkoja näytteitä, joista mitataan hiilen määrä. Näytteet otetaan niin, että ne edustavat päällekkäin toinen toisensa alapuolella olevaa syvyyttä maassa. Laskemalla eri syvyydellä olevien maakerrosten tulokset yhteen, voidaan ilmoittaa valittua pinta-alayksikköä ja maapatsaan paksuutta kohden mitattu hiilimäärä. Yleensä yhtä erillistä tutkimusmetsää edustava näyte kerätään niin, että esimerkiksi 10 metrin säteisen ympyrän kehältä kerätään säännöllisen välimatkan päässä toisistaan 20 osanäytettä, jotka yhdistetään yhdeksi kokoomanäytteeksi. Näin saadaan tulokseksi mittaustulos, joka on keskiarvo osanäytteistä ja joka pitää sisällään pienipiirteisestä vaihtelusta aiheutuvan suuren keskiarvon keskivirheen.

Kun näytteitä keräämällä saadusta havaintoaineistosta halutaan laskea maan hiilivaraston muutos, toteutetaan samanlainen näytteenkeräys ja analysointi toistamiseen halutun ajanjakson jälkeen, lasketaan näiden kahden mittausajankohdan välinen erotus ja jaetaan tämä luku mittausten välissä olleiden vuosien määrällä.  Jotta tämän erotuksen tilastollista merkitsevyyttä voidaan arvioida, täytyy tuntea keskiarvoestimaatiin lisäksi havainnon taustavalla oleva hajonta. Yleensä tietoa hajonnasta ei ole käytettävissä kohdekohtaisesti, vaan se joudutaan arvioimaan muihin aineistoihin perustuen. Pienipiirteisestä vaihtelusta johtuen hajonta maan hiilivaraston kokoa kuvaavassa mittaustuloksessa on suuri ja siten myös kahden perättäisen mittauksen välillä havaittavan eron pitäisi olla suuri, jotta havaittu ero olisi tilastollisesti merkittävä.  

Maan hiilivaraston muutos on hankala tutkittava myös sen takia, että suuren paikallisen vaihtelun lisäksi tapahtuvaksi oletetun varaston muutos on hyvin pieni varaston kokoon verrattuna. Tämä korostaa näytteenotolle ja otannalle asetettavia vaatimuksia ja asettaa tuloksien tulkitsijalle vakavan haasteen arvioida, mitä saatu havainto todellisuudessa tarkoittaa. Pelkkiä lukuarvoja tarkasteltaessa ylitulkinnan riski muutoksesta ja sen suunnasta on ilmeinen.

Maan hiilivarastoista ja niiden muutoksesta keskusteltaessa on ratkaisevaa määritellä, minkä pituisen aikaikkunan ylitse tarkastelua halutaan tehdä.

Jos aikaväli, jota tarkastellaan, on pitkä, erilaiset hiilivaraston muutokseen vaikuttavat tekijät usein tasoittavat toistensa vaikutuksia, ja ilmiöstä saadaan näin melko selkeä yleiskuva. Suomalaisessa metsäekosysteemissä yksi järkevä tarkastelun aikajänne on viimeisestä jääkaudesta kulunut noin 10 000 vuoden aika. Jos oletamme, että maan paljastuessa jään alta siinä oli vain vähän hiiltä, saamme suuruusluokka-arvion hiilen kertymisestä maahan pitkän ajan kuluessa. Eteläisessä Suomessa kivennäismaan keskimääräinen hiilivarasto on n. 5 kg C/m², pohjoisessa hieman alhaisempi. Yksinkertaisella jakolaskutoimituksella voidaan tuottaa estimaatti varaston vuotuisesta muutoksesta, joka näin ollen olisi 0,5 g C/m²/v. Hehtaaria kohden laskettuna vastaava luku on 5 kg C/ha/v.

Jos oletetaan, että runkopuun tilavuuskasvu vuodessa on 5 m³/ha/v saadaan puun tiheyttä (0,45 kg/dm3) ja puun hiilipitoisuutta (0,5 kg C/kg runkopuuta) käyttäen arvio, jonka mukaan syntyneeseen uuteen runkopuuhun sitoutuu 1 125 kg hiiltä hehtaarille vuodessa. Pitkän ajan ylitse ulottuva keskimääräinen maan hiilivaraston muutos, 5 kiloa hiiltä hehtaarilla vuodessa, on tästä määrästä 0,45 prosenttia. Lisäksi on syytä huomioida, että tästä laskelmasta puuttuu oksien, neulasten juurten ja kannon vuotuinen kasvu, mikä tarkoittaa, että todellisuudessa tuo maahan pitkän ajan yli kertyvä osuus vuodessa metsähehtaarille syntyvästä biomassasta on vielä tuota jo valmiiksi pientä prosenttilukua pienempi. Tämä johtopäätös itse asiassa vastaa sitä luonnossa yleisesti vallitsevaa periaatetta, että kaikki fotosynteesissä sidottu hiili palautuu jollain aikavälillä takaisin ilmakehään. Ilman tällaista jatkuvaa hiilen kiertohan ilman hiilidioksidi fotosynteesin lähtöaineena loppuisi varsin pian.

Jos maan hiilivaraston koon muutosta tarkastellaan yhden puusukupolven mittaisen ajanjakson yli, meillä ei ole tiedossa sitä maan hiilivaraston kokoa, joka maassa oli edellisen puusukupolven syntyessä, mutta koska pohjoisten havupuumetsien tyypilliseen sukkessioon kuuluvat ajoittaiset, varsinkin ikääntyneiden metsien puustoa polttavat metsäpalot, voimme olettaa, että varsin iso osa puustoon ja metsämaan humuskerrokseen mahdollisesti kertyneestä hiilivarastosta vapautuu takaisin ilmakehään palamisen seurauksena. Vaikka metsä ei palaisikaan, puuston ja muun kasvillisuuden kasvun seurauksena syntynyt biomassa on kemialliselta koostumukseltaan sellaista, että pidemmän ajan kuluessa erilaiset maaperäeliöt käyttävät biomassaan varastoituneen auringon valoenergian omiin elintoimintoihinsa, eli hajottavat biomassan takaisin vedeksi, hiilidioksidiksi ja mineraaleiksi. Maassa on siis aina vaihtuvaa ja pysyvämpää hiilivarastoa eli sellaisia karikkeita, jotka ovat syntyneet hiljattain ja sisältää runsaasti mikrobeille hyvin energianlähteeksi soveltuvia hiiliyhdisteitä, kuin myös yhdisteitä, jotka ovat jo hajonneet niin pitkälle, että niiden kemiallisesta rakenteesta ei ole enää helposti irrotettavissa mikrobien elintoiminnoille tarpeellista energiaa ja yhdisteitä.

Lyhyellä, esimerkiksi vuoden aikavälillä maan hiilivarastojen muutoksiin vaikuttavat voimakkaastikin monet erilaiset ympäristötekijät kuten kosteus ja lämpötila, sekä tarkasteltavan alueen kasvillisuus, maaperäeläimet, sienet ja bakteerit. Vuosittaiset vaihtelut karikkeen synnyn ja hajotuksen ajoittumisessa voivat olla suuria, mutta voidaan olla melko varmoja siitä, että maaperässä, jossa hapen puute ei rajoita hajotustoimintaa, hajotus ja kariketuotanto asettuvat lähelle tasapainotilaa.

Suomen maapinta-alasta noin 1/3 on turvemaita. Turvemailla, joissa hapen puute rajoittaa hajoamista, maaperään kertyy koko ajan lisää biomassaan sitoutunutta hiiltä niin kauan kuin suon vesitalous pysyy sellaisena, että maaperä pysyy hapettomana.  Tästä syystä valtaosa maaperämme hiilivarastoista onkin turpeessa. Turpeen hiilivaraston koon ja sen muutoksen mittaaminen ajassa peräkkäisten näytteiden ottoon ei ole mahdollista. Suon pinnalta tehtävä kaasutaseiden mittaus huomio vain osan soiden hiilitaseeseen vaikuttavista tekijöistä ja soiden hiilivaraston muutoksen arvioiminen tällaisiin mittauksiin ja mallinnukseen perustuen on vielä kivennäismaakohteitakin haastavampaa.

Koska kasvihuonekaasujen raportointi ja raportointia varten laadittu järjestelmä ovat osa poliittista työkalupakkia, on tarkoituksenmukaista, että sitä myös käytetään sen puutteet tiedostaen nimenomaan tällaisena politiikan teon työkaluna, ei luonnontieteellisenä totuutena.

Paremman puutteessa tuloksia metsämaan pienipiirteisestä spatiaalisesta saman kokeen sisällä havaitusta pienipiirteisestä vaihtelusta.

		Paksuus	Paino
Koeala	Putki	Humus, mm	Humus, 0,001g
1	7	33	4,645
1	9	35	11,016
1	13	33	7,164
1	17	10	4,12
1	19	12	6,134
2	7	59	11,687
2	9	40	14,025
2	13	34	7,551
2	17	59	11,478
2	19	47	11,405
3	7	25	7,401
3	9	26	4,682
3	13	34	8,476
3	17	32	11,252
3	19	34	9,738
4	7
4	9	26	9,759
4	13	29	7,468
4	17	19	6,385
4	19	45	15,788
5	7	43	5,457
5	9	22	4,679
5	13	15	1,65
5	17	17	4,693
5	19	42	16,007
6	7	40	13,669
6	9	34	8,628
6	13	43	6,971
6	17	23	7,337
6	19	42	8,816
7	7	44	11,857
7	9	45	14,945
7	13	52	19,525
7	17	41	15,109
7	19	75	15,714
8	7	44	15,379
8	9	30	9,393
8	13	25	8,817
8	17	7	3,773
8	19	25	5,073
9	7	57	12,933
9	9	58	18,072
9	13	71	15,437
9	17	35	8,192
9	19	60	12,43
10	7	20	4,54
10	9	47	14,607
10	13	34	9,798
10	17	18	5,184
10	19	61	11,593
11	7	52	16,148
11	9	55	12,947
11	13	50	13,8
11	17	46	15,24
11	19	42	18,201
12	7	35	6,859
12	9	25	4,78
12	13	22	8,651
12	17	75	15,695
12	19	45	8,195
13	7	30	6,271
13	9	35	6,408
13	13	37	10,095
13	17	39	11,62
13	19	33	8,128
14	7	46	11,317
14	9	40	6,464
14	13	39	7,924
14	17	45	9,778
14	19	50	9,044
15	7	37	16,149
15	9	29	6,592
15	13	39	21,848
15	17	20	7,915
15	19	19	15,964
16	7	43	22,132
16	9	65	11,599
16	13	57	14,447
16	17	55	14,258
16	19	55	16,972
		38,75949367	10,58092405
		14,73840689	4,510055855

Jos ajankohtaiset metsäasiat kiinnostavat, tilaa Metsälehti tästä.