Lyhytkiertoviljelmän kasvumalli.

21 graphs, 2 tables74 ref. Summaries (En, Fi

Low Carbon Finland 2050 -platform: skenaariot metsäsektorille

Taitto: Anne Siika/MetlaEuroopan Unioni tavoittelee siirtymistä kilpailukykyiseen vähähiiliseen yhteiskuntaan, jossa vuosittaiset kasvihuonekaasupäästöt on onnistuttu supistamaan 10 20 prosenttiin vuoden 1990 tasosta vuoteen 2050 mennessä. Taustalla on globaali tavoite hillitä ilmaston lämpenemistä. VTT:n, VATT:in, Metlan ja GTK:n yhteishankkessa Low Carbon Finland 2050 platform tarkasteltiin vaihtoehtoisia tulevaisuuden kehityspolkuja, joiden puitteissa Suomi voisi vastata tähän haasteeseen. Tämä raportti esittelee näiden skenaarioiden metsäsektoria koskevat lähtöoletukset ja tulokset pääpiirteissään.Suomen metsien puuston määrä on ollut jo pitkään vahvassa kasvussa. Metsäteollisuuden kotimaisen puun kysyntä ei ole kuitenkaan 2000-luvun puolivälin jälkeen juurikaan kasvanut. Kotimaisen kuitupuun käyttö on pysynyt jokseenkin ennallaan ja tukkipuun käyttö jopa supistunut metsäteollisuuden rakennemuutoksen myötä. Tulevaisuudessa metsäteollisuuden odotetaan jälleen vahvistuvan ja uusiutuvan ja käyttävän aiempaa enemmän puuta. Skenaarioissa erityisesti kuitupuun ja energiapuun käyttö kasvaa voimakkaasti, kun tukkipuun kysynnän kasvu on maltillisempaa. Puuenergian käyttö onkin yksi Suomen vahvuuksista siirryttäessä kohti vähähiilistä yhteiskuntaa. Vaikka kotimaisen puun käyttö lisääntyy nykytasosta sekä metsäteollisuudessa että energiasektorilla, kokonaishakkuut jäävät skenaarioissa lähivuosikymmenien aikana metsien kasvua pienemmiksi hakkuiden painottuessa entistä enemmän harvennushakkuisiin. Tukkipuun hakkuut ja käyttö voisivat olla vielä selvästi suuremmatkin kuin mitä skenaarioissa oletettiin. Tämä parantaisi myös metsähakkeen tarjontaa energiapuuksi.Jos metsien kestävästä hakkuupotentiaalista jää merkittävä osa hyödyntämättä seuraavan parin vuosikymmenen aikana, kuten skenaarioissa oletettiin, samalla kun ilmastonmuutos kiihdyttää metsien kasvua, puuston volyymi karttuu edelleen. Skenaariolaskelmissa puuston määrä on jopa 1,5-kertainen nykytilanteeseen verrattuna vuonna 2050. Puustoon ja maaperään sitoutuu enemmän uutta hiiltä kuin mitä hakkuiden ja luonnonpoistuman myötä häviää. Siten maankäyttösektorin nielutavoitteen mahdollinen kiristyminenkään tulevaisuudessa ei rajoittaisi energiapuun käytön voimakasta lisäämistä. Tällä hetkellä Suomen metsät sitovat vuosittain ilmakehästä määrän, joka on noin puolet Suomen muiden sektorien kasvihuonekaasupäästöistä. Kun muiden sektorien päästöt edelleen pienenevät ja metsien hiilinielut jatkavat kasvuaan, Suomesta voi tulla nielut mukaan lukien täysin hiilineutraali. Metsien nielujen kertymiseen ja pysyvyyteen sisältyy kuitenkin epävarmuuksia. Metsätuhoriskien on ennustettu lisääntyvän ilmastonmuutoksen mukana. Niiden toteutuminen voi vaikuttaa varastoihin ja nieluihin vähentäväst

Metsät biotalouden raaka-aineena ja hiilinieluna

201

Quantitative characterization of clumping in Scots pine crowns

Peer reviewe

Computational analysis of the effects of light gradients and neighbouring species on foliar nitrogen

Foliar nitrogen is one of the key traits determining the photosynthetic capacity of trees. It is influenced by many environmental factors that are often confounded with the photosynthetic photon flux density (PPFD), which alone strongly modifies the nitrogen content and other foliar traits. We combined field measurements and computational estimates of light transmittance in 3D stands with different combinations of Scots pine (Pinus sylvestris) and silver birch (Betula pendula) to decouple the effect of PPFD from other potential effects exerted by the species of neighbouring trees on the leaf nitrogen content per unit leaf area (Narea) and leaf mass per area (LMA). Independent of the level of PPFD, silver birch had a significantly lower Narea and LMA when Scots pine was abundant in its neighbourhood compared with the presence of conspecific neighbours. In Scots pine, Narea and LMA were only dependent on PPFD and the branching order of shoots. In both species, the relationships between PPFD and Narea or LMA were nonlinear, especially at intermediate levels of PPFD. The levels of PPFD did not show any dependence on the species of the neighbouring trees. The responses of silver birch suggest that the species composition of the surrounding stand can influence foliar nitrogen, independent of the level of PPFD within the canopy.Foliar nitrogen is one of the key traits determining the photosynthetic capacity of trees. It is influenced by many environmental factors that are often confounded with the photosynthetic photon flux density (PPFD), which alone strongly modifies the nitrogen content and other foliar traits. We combined field measurements and computational estimates of light transmittance in 3D stands with different combinations of Scots pine (Pinus sylvestris) and silver birch (Betula pendula) to decouple the effect of PPFD from other potential effects exerted by the species of neighbouring trees on the leaf nitrogen content per unit leaf area (Narea) and leaf mass per area (LMA). Independent of the level of PPFD, silver birch had a significantly lower Narea and LMA when Scots pine was abundant in its neighbourhood compared with the presence of conspecific neighbours. In Scots pine, Narea and LMA were only dependent on PPFD and the branching order of shoots. In both species, the relationships between PPFD and Narea or LMA were nonlinear, especially at intermediate levels of PPFD. The levels of PPFD did not show any dependence on the species of the neighbouring trees. The responses of silver birch suggest that the species composition of the surrounding stand can influence foliar nitrogen, independent of the level of PPFD within the canopy.Foliar nitrogen is one of the key traits determining the photosynthetic capacity of trees. It is influenced by many environmental factors that are often confounded with the photosynthetic photon flux density (PPFD), which alone strongly modifies the nitrogen content and other foliar traits. We combined field measurements and computational estimates of light transmittance in 3D stands with different combinations of Scots pine (Pinus sylvestris) and silver birch (Betula pendula) to decouple the effect of PPFD from other potential effects exerted by the species of neighbouring trees on the leaf nitrogen content per unit leaf area (Narea) and leaf mass per area (LMA). Independent of the level of PPFD, silver birch had a significantly lower Narea and LMA when Scots pine was abundant in its neighbourhood compared with the presence of conspecific neighbours. In Scots pine, Narea and LMA were only dependent on PPFD and the branching order of shoots. In both species, the relationships between PPFD and Narea or LMA were nonlinear, especially at intermediate levels of PPFD. The levels of PPFD did not show any dependence on the species of the neighbouring trees. The responses of silver birch suggest that the species composition of the surrounding stand can influence foliar nitrogen, independent of the level of PPFD within the canopy.Peer reviewe

Skenaariolaskelmiin perustuva puuston ja metsien kasvihuonekaasutaseen kehitys vuoteen 2045 : Selvitys maa- ja metsätalousministeriölle vuoden 2016 energia- ja ilmastostrategian valmistelua varten

Maa- ja metsätalosministeriön toimeksiannosta Luononvarakeskus (Luke) laski vuoden 2016 energiaja ilmastostrategian valmistelua varten kolmelle eri puunkäytön tasolle (MMM Perus, MMM Politiikka ja Kestävä hakkuupotentiaali) arviot puuston ja metsien kasvihuonekaasutaseen kehityksestä vuosille 2015-2045. Tässä raportissa kuvataan laskelmien perusteet ja keskeisimmät tulokset. Puuston kehitysarviot laskettiin Luonnonvarakeskuksen MELA-ohjelmistolla valtakunnan metsien 11. inventoinnin (VMI11) aineistoon perustuen. Kangasmaiden maaperän kasvihuonekaasujen nielut ja päästöt arvioitiin Yasso07 maaperämallin avulla. Ojitetuilta orgaanisilta metsämailta laskettiin maaperän hiilidioksidi-, metaani- ja typpisoksiduulipäästöt kasvihuonekaasuinventaarion menetelmien mukaan. Tässä mallilaskelmiin perustuvassa skenaarioselvityksessä ei otettu huomion ilmastonmuutoksen vaikutuksia puuston kasvuun vaan kasvun ja maaperän orgaanisen aineen hajoamisen oletettiin jatkuvan pitkän ajan toteutuneen ilmaston (1984–2013) keskimääräisellä tasolla. Oletus on konservatiivinen, sillä VMI11 mitattu kasvu on 2–10 % ko. pitkän aikavälin indeksikorjattuja kasvuja korkeampi. Laskelmat käsittivät metsä- ja kitumaan, mutta niihin ei sisällytetty maankäytön muutosta. Raportissa tarkastellaan kuitenkin lyhyesti maankäytöstä aiheutuvaa metsäpinta-alan muutosta. Ainespuukertymä kasvoi vuosien 2013–2014 tasosta (56 milj. m³/v) vuoteen 2035 mennessä Perusskenaariossa n. 10 %, Politiikkaskenaariossa n. 20 % ja Kestävän hakkuupotentiaalin skenaariossa n. 40 %. Perus- ja Politiikkaskenaarioissa metsähakkeen käytön oletettiin kehittyvä vuoden 2013 Kansallisen energia- ja ilmastostrategiassa asetetun tavoitteen (13,5 milj. m³/v) mukaisesti. Yhdessä kotitalouksien polttopuunkäytön kanssa puun ensiasteinen energiakäyttö kasvoi vuoteen 2020 mennessä 19,5 milj. m³:iin/v pysyen tällä tasolla tarkastelujakson loppuun. Kestävän hakkuupotentiaalin skenaariossa energiapuukertymä vakiintui tarkastelujakson aikana 18 milj. m³/v. Tulosten mukaan metsien nielu säilyi vertailutasoa (noin 20 milj. t CO2 ekv/v) suurempana, kun metsien käyttö oli Perusskenaarion mukainen. Perusskenaariossa metsien nielu kasvoi voimakkaasti vuoden 2035 jälkeen. Politiikkaskenaariossa nielu pienenee kaudella 2025-2034 hakkuiden kasvaessa, saavuttaen kuitenkin vertailutason jo seuraavana kautena (2035-2044). Kestävän hakkuupotentiaalin skenaario eroaa selvästi perus- ja politiikkaskenaarioista: jo kauden 2015–2024 puolivälissä metsät ovat vain pieni nielu, joka muuttuu päästöksi jaksolla 2025–2034, palaten taas pieneksi nieluksi kauden lopussa.201

Application of the functional-structural tree model LIGNUM to sugar maple saplings (Acer saccharum Marsh) growing in forest gaps

LIGNUM is a functional-structural model that represents a tree using four modelling units which closely resemble the real structure of trees: tree segments, tree axes, branching points and buds. Metabolic processes are explicitly related to the structural units in which they take place. Here we adapt earlier versions of LIGNUM designed to model growth of conifers for use with broad-leaved trees. Two primary changes are involved. First, the tree segment for broad-leaved trees consists of enclosed cylinders of heartwood, sapwood and bark. Leaves consisting of petioles and blades are attached to the segments. Secondly, axillary buds and rules governing their dormancy are included in the model. This modified version of LIGNUM is used to simulate the growth and form of sugar maple saplings in forest gaps. The annual growth of the model tree is driven by net production after respiration losses are taken into account. The production rate of each leaf depends on the amount of photosynthetically active radiation it receives. The radiation regime is tracked explicitly in different parts of the tree crown using a model of mutual shading of the leaves. Forest gaps are represented by changing the radiation intensity in different parts of the model sky. This version of LIGNUM modified for use with broad-leaf, deciduous trees and parameterized for sugar maple, yields good simulations of growth and form in saplings from different forest gap environments

Effects of biomass utilization on the carbon balance of Finnish forests

EGU2015-13237201

Early root growth and architecture of fast- and slow-growing Norway spruce (Picea abies) families differ-potential for functional adaptation

The relationship between the growth rate of aboveground parts of trees and fine root development is largely unknown. We investigated the early root development of fast-and slow-growing Norway spruce (Picea abies (L.) H. Karst.) families at a developmental stage when the difference in size is not yet observed. Seedling root architecture data, describing root branching, were collected with the WinRHIZO (TM) image analysis system, and mixed models were used to determine possible differences between the two growth phenotypes. A new approach was used to investigate the spatial extent of root properties along the whole sample root from the base of 1-year-old seedlings to the most distal part of a root. The root architecture of seedlings representing fastgrowing phenotypes showed similar to 30% higher numbers of root branches and tips, which resulted in larger root extensions and potentially a better ability to acquire nutrients. Seedlings of fast-growing phenotypes oriented and allocated root tips and bio-mass further away from the base of the seedling than those growing slowly, a possible advantage in nutrient-limited and heterogeneous boreal forest soils. We conclude that a higher long-term growth rate of the aboveground parts in Norway spruce may relate to greater allocation of resources to explorative roots that confers a competitive edge during early growth phases in forest ecosystems.Peer reviewe