Karin Hansen, Sofie Hellsten (IVL) and Cecilia Akselsson (Lunds University)

Transkript

1 CLEO Project 1.2 Forestry and land use scenarios Deliverable D1.2.2 Regional forestry scenarios finalised Karin Hansen, Sofie Hellsten (IVL) and Cecilia Akselsson (Lunds University) 1

2 1 Content 1 Content Summary General objective of project Introduction Scenario methods Incorporation of scenarios into models Future land use changes Historic forestry telling us about future? Drivers for future change Overarching forestry scenarios Scenarios for the plot scale Cooperation on forestry scenarios with other programs Future work in CLEO Phase II References Summary Due to the increasing demand for biomass from forestry, Swedish forestry practices are currently changing rapidly. This project 1.2 within the CLEO project compiled likely scenarios for future forestry to be used in modelling exercises in CLEO. This is essential when predicting future environmental impacts, and synergies and conflicts between environmental objectives. Future land use changes have also been touched upon in this report. The impact of climate change may affect future land use and forestry management strategies. 3 General objective of project 1.2 To prepare future land use and forestry scenarios in different regions of Sweden, including forest growth, extraction of biomass and growth enhancing measures such as fertilization. 4 Introduction This project within CLEO has worked on defining future relevant forestry management scenarios for all of Sweden and for specific forest sites which are used in further modeling exercises in Cluster 2 and 3. 2

3 This definition of future possible scenarios for forest management is important in order to foresee likely effects of changed forestry practices on environmental consequences as well as on synergies and conflicts between environmental objectives (Cluster 4). A central feature of Sweden s climate strategy is to increase the use of renewable energy, primarily based on forest biomass. Increased forest production will be the key, either promoted by future climate change or caused by changes in forest management. Due to the increasing demand for biomass from forestry, Swedish forestry practices are currently changing rapidly and are likely to do so in the future. An intensified forest growth can be promoted by: forest harvesting can be increased by whole tree harvest and stump extraction as compared to taking out only stems an intensified use of N fertilization the returning of ashes to the forest in order to compensate for the removed nutrients the use of a larger area for forestry land use changes 5 Scenario methods Different scenario methods are described in literature (Duinker and Greig, 2007; Wollenberg et al., 2000). Creative visioning, also called Vision Scenarios or Future Scenarios (Evans et al., 2008), is an approach to challenge existing mental barriers to make use of creative intuition and construct visions or plans for a desirable or preferred future. Techniques for creative visioning include imaging, vision scenarios and futures history writing. This kind of approaches can be characterised as: stories, or movies exploring possible futures, their risks and sensitivities describing images of the future that challenge current assumptions and broaden perspectives. qualitative in its form to facilitate thinking about the ideal future workshop-based activities were people with diverse interests can come together to anticipate, envision, imagine potential outcomes and plan for the future stimulates reflection and dialogue among stakeholders operating within the domain of three questions associated with the future: i) possible futures what may happen? ii) Probable futures what is most likely to happen? iii) Preferable futures what would we prefer to happen? several alternative scenarios are created and analysed, and each should provide significant contrast from the others. They must all be plausible. Creating 2-5 scenarios is considered optimal. This kind of qualitative, narrative methods to promote and provide a forum for discussions are used in Future Forests where four different futures have been described and pros and cons outlined. As opposed to creative visioning, projection and forecasting are techniques that produce relatively precise, quantitative predictions. Techniques for projection and forecasting are Delphi techniques, trend extrapolation, computer modelling and cross impact analysis. Simulation modelling is commonly used as a method to tell about the future in environmental impact assessment. It involves using mathematical relationships to imitate or explain a system and building these relationships into an internally consistent 3

4 set of algorithms used mainly for forecasting environmental impacts. The approaches are characterised by: it requires historical precedents regularities of cause and effect it requires data availability it often aims to answer the question What will happen? provide the numerical information needed for some environmental studies and assessments can be used to check the consistency of qualitative scenarios as described above Scenarios and Projections & forecasting are different approaches to gain information about the future. One is qualitative, one is quantitative. In CLEO, we will need quantitative scenarios to feed into the process-based models being used and therefore, we will mostly work with the Projection and forecasting method. 6 Incorporation of scenarios into models The scenarios within CLEO for phase I should cover a time perspective of 40 years reaching forward in time to year They will comprise outtake of biomass (stems, branches, needles, and stumps), growth history and future growth increases, N fertilization, wood ash recirculation as well as future changes in land use. The scenarios we chose will have to be suited for the process-based models, so that they will be expressed as input to the models. Cluster 1 and 2 have discussed how to adapt the scenarios to the input requirements of the models used in CLEO and the most important piece of information for the models is to obtain knowledge on historic and future net uptake of nutrients in the different forest stands. In CLEO, forestry scenarios are needed in different scales. In Cluster 3 and 4, modeling is scaled up to the regional and national level. The scenario work has therefore been divided into two parts since the scenarios should be applicable both at the site level as well as at a regional and national level. Site-level models (COUP, PROFILE) require plot-scale scenarios where forest management, deposition and climate are described specifically for the nine Prio 1 sites. On the contrary, the catchment-scale and land scale level models require both plot-scale and land scale scenarios on future forest management as well as deposition to the whole catchment or landscape and future climate. 7 Future land use changes The need to look into how land covers change is based on the important role human activities play in environmental quality. We need to understand how land use might evolve in the future. The major land use change cover classes considered in Sweden are urban land, cropland, grassland and forest land. The future trend on intensive use of forest biomass makes it discussable whether or not a new land use category bioenergy crops should be introduced. 4

5 There is only a finite amount of Sweden s surface available for land use activities and the balance of different land uses within a geographical area reflects the competition between the different types. It can be characterised as a higher and lower level of land uses in a definite hierarchy. The areal expansion of a higher order land use type at a given location causes the contraction of a lower order land use at the same location. In northern latitudes like Sweden, forest area already has precedence over agricultural areas (Fig. 1). According to the MINT report (Larsson et al., 2008) intensified biomass outtake is estimated to take place on 3.5 million ha current forest land and also 0.4 million ha former agricultural land will be converted to intensive forest land. We have chosen to use these estimates in the CLEO land use change scenario. As Fig. 1 shows, it is only in south and mid Sweden, that it will be possible to convert agricultural land into forest land. The new land use category we define (bioenergy crops.) would be assumed to increase significantly but mostly in areas where forestry is already taking place. Figure 1. Amount of productive forest land and agricultural land as a percentage of the total land in all counties in Sweden (years ). Data are from Skogsstatistisk Årsbok Historic forestry telling us about future? Work has been performed on establishing the historic knowledge on forestry management in Sweden back to This is partly needed for the models and it is also a very good knowledge background for predicting any future trends. The forest area and the annual fellings were traced back from 1860 to today. Furthermore, actual activities on fertilization (1962-today), ash recycling (2004-today) as well as outtake of branches, 5

6 needles and stumps (1999-today) were established. These historic data are needed for modeling in CLEO. As far as possible these data were retrieved per county and per year. The historic data are documented in Appendix A. From these historic data, we can derive County based (percentages in respect to the total of Sweden) of outtake of biomass, wood ash recycling, fertilization which is shown in the maps in Table 1. Wood ash recycling is only practiced very little (year 2009) on 0.05 % of the total productive forest area in Sweden. It is Västra Götalands County and Skåne County which recycle wood ash to the largest extent. Fertilization is taking part mainly in the northern part of Sweden and especially in Västernorrlands County; however, still only 0.82% of the productive forest land is fertilized (year 2010). The largest outtake of branches, needles and stumps are happening in Jönköpings County (Years ), but the largest outtake per area productive forest land is currently occurring in Södermanlands County where 1269 m 3 /1000 ha is removed from the forest (Fig. 2). Table 4. Amount of wood ash recycling (year 2009), fertilization (year 2010) and outtake of branches and needles (years ) from the different counties in percentage of the total. Data are from Skogsstatistisk Årsbok. County Amount wood ash in Counties Amount fertilization in Counties Amount of fertilization per 1000 ha productive forest land Amount branches + needles in Counties Outtake of branches + needles per 1000 ha productive forest land % % % % m3/1000 ha Norrbottens Västerbottens Jämtlands Västernorrlands Gävleborgs Dalarnas Värmlands Örebro Västmanlands Uppsala Stockholms Södermanlands Östergötlands V.Götalands Jönköpings Kronobergs Kalmar Gotlands Hallands Blekinge Skåne All of Sweden

7 Figure 2. Outtake of branches and needles (years ) from the different counties in percentage of the total. Data are from Skogsstatistisk Årsbok. 9 Drivers for future change The drivers and scenarios are summarized in Table 2. The specific drivers, except for land use change, were thouroughly described in the report Skogsbruksscenarier i CLEO (Fas I) which was deliverable Table 2. The drivers that CLEO is working on in the given scenarios. Each of them are described in detail in the report Skogsbruksscenarier i CLEO (Fas I). Driver Short name Description Climate CLIMTHEN1 The climate as projected in Project 1.1. climate scenario 1 CLIMTHEN2 The climate as projected in Project 1.1. climate scenario 2 N fertilization N0 No N fertilization NREC N according to recommendations NNEED N according to the need of the forest (BAG) Harvesting STEM 99% of stems taken out BRANCH STEM + 60% of branches and tops (GROT)(75% of needles follows the harvest) STUMP BRANCH + 60% stumps are removed Recycling of ashes FUTOUT NASH STEM + 80% branches and tops + 100% needles + 80% stumps No ashes are returned to the forest YASH Ashes are returned according to recommendations Land use LUNOW No change in land use LUINTFOR Intensified wood production according to the MINT report on 3.5 million ha of current forest land million ha of former agricultural land 7

8 10 Overarching forestry scenarios The final overarching forestry scenarios are those scenarios which CLEO intends to use in Phase II. Three scenarios have been formulated which are matrices of different choices of drivers for future forestry operations: Reference scenario with outtake of biomass as today: 99% stems + 30% branches and needles + N fertilization on ha forest. Medium scenario with increased outtake: 99% stems + 60% branches and needles + 2% stumps. We fertilize as in SKA-VB 08 Production scenario on ha forest land according to the recommendations. Maximum scenario with even higher outtake: 99% stems + 80% branches and needles + 60% stumps. We fertilize according to the needs of the stands (BAG) on 10% forest land and recycle ashes according to the recommendations. Intensified biomass outtake on 3.5 million ha current forest land million ha former agricultural land. In the formulation of the scenarios we have mainly used the important sources SKA-VB 08 Skogliga konsekvensanalyser och virkesbalanser (Skogstyrelsen, 2008), Future Forests vision scenarios, the MINTreport (Larsson et al., 2008) and the currently conducted synthesis from Bränsleprogrammet (Energimyndigheten) (de Jong et al., 2012). 11 Scenarios for the plot scale Nine specific small forest catchments are studied (Prio 1 sites - Table 3, Fig. 3) and modeled in Cluster 2. At first, we need scenarios that fit to these nine catchments. The Prio 1 sites are mostly unmanaged forest (Table 3). Forest management at these sites will however be handled as if they were to be managed. Fertilization at the nine Prio 1 sites (Table 4) would follow the recommendations for fertilization which divide Sweden into four regions where the forest in the southwestern area is not to be fertilized at all while forest in the southeastern part of Sweden should be fertilized using 150 kg ammonium nitrate per hectare and rotation (when taking out branches and needles only in spruce forest), 300 kg in the mid part of Sweden and 450 kg in north Sweden (Skogsstyrelsen, 2007). New recommendations are being worked at and will possibly be available 2012 or Three scenarios were decided on as displayed in table 4. These plotwise scenarios are in line with the overall scenarios but adopted according to where in Sweden the sites are situated. 8

9 Table 3. The nine Prio 1 forest catchments which are modeled intensively in Cluster 2. Prio 1 Beståndsålder område Gårdsjön F1 Ca 100 Gårdsjön G2 Ca 90 Markanvändning innan bestånd Skog med selektiv stammuttag Skog med selektiv stammuttag Gallring när? % GROT uttag % Barr uttag Gödsling Kalkning Framtidiga åtgärdar nej nej nej nej nej nej nej nej nej Ja, 40 kg NH 4NO 3 N/ha/yr sedan 1991 Ammarnäs Fjällhed och fjällbjörkskog Fjällhed och fjällbjörkskog Nej 0 0 Nej Nej nej med högörter. Ålder okänd. med högörter. Svartberget 100 Skog Nej 0 0 Nej Nej nej Sniptjärn 5 ha, avverkat 1972 Skog Nej , 75 kg Nej? 35 ha,? N/ha, urea 1974, 150 kg N/ha, NH 4NO 3 Kindla >100 Skog med kol och tjärutvinning Nej 0 0 Nej Nej nej Stubbetorp 30 bestånd i avrinningsområdet ålder varierar var genomsnittsåldern 51 år med mycket gammal skog på 105 år. 81% tall, 13% gran. Aneboda Före 2005 >100 år. 8-9 januari 2005 blåste ca 25% av alla träd (Ø>5 cm) ned dog ca 50% av alla granar (Ø>5 cm) pga barkborreangrepp. Skog Skog med bete Nej. Ett bestånd nära övre vattenlopp et avverkades Se beståndsål der nej 0 0 Nej Nej nej 0 0 Nej Nej nej Berg 110 Betesmark troligtvis ljunghed Nej 0 0 Nej Nej nej Ja, kanske avverkning år Figure 3. The nine Prio 1 sites on the map of the recommended fertilization scheme in Sweden. Pink = no fertilization, green = 150 kg ammonium nitrate per hectare and rotation, yellow = 300 kg ammonium nitrate per hectare and rotation and blue = 450 kg ammonium nitrate per hectare and rotation. 9

10 Table 4. The nine Prio 1 forest catchments and the scenarios which we will apply in Phase II. Scenario Site Stem outtake (%) Branches and needles outtake (%) Stump outtake (%) Fertilization (kg/ha) Need fertilisation (kg/ha) Wood ash recycling (t dry substance) Reference Gårdsjön (F1) Gårdsjön (G2) Ammarnäs Svartberget Sniptjärn Kindla Stubbetorp Aneboda Berg Medium Gårdsjön (F1) Gårdsjön (G2) Ammarnäs Svartberget Sniptjärn Kindla Stubbetorp Aneboda Berg Maximum Gårdsjön (F1) Gårdsjön (G2) Ammarnäs Svartberget Sniptjärn Kindla Stubbetorp Aneboda Berg

11 12 Cooperation on forestry scenarios with other programs More programs than CLEO are working on forestry scenarios. CLEO has through a common meeting on forestry scenarios (held at IVL in Stockholm on the 5 th of December 2011) initiated cooperation with other national research programs in Sweden: ForWater (Martyn Futter, Cecilia Akselsson, Kevin Bishop) Mistra-SWECIA (Anna Maria Jönsson, Fredrik Lagergren, Cecilia Akselsson) SK-VB 08 (Anders Lundström, Johan Bergh, Urban Nilsson) Future Forests (Hjalmar Laudon, Kevin Bishop, Johan Bergh, Urban Nilsson) We initiated the meeting with the aim to inform each other on what is on-going within the different programs related to forestry scenarios and to find out how we can benefit from each other s work. The scenarios that have been chosen in CLEO were presented and discussed in detail along with scenarios formulated by the other programs. After the meeting the scenarios were further developed. Minutes from this meeting are available in Appendix B. 13 Future work in CLEO Phase II Cooperation with other research groups on future forestry and land use scenarios should be continued in phase II of CLEO. It has been decided that forestry scenarios will be incorporated in process-based modeling only during phase II of CLEO. In doing so, the outlined scenarios need to be treated in a stand management tool to project the future growth. Once the stand management scenarios have been run, it should be possible to use the biomass estimates from the stand simulators and what we know about element concentrations in different tree species and components to estimate nutrient uptake and removal needed for the modeling. In a future phase II of the project the scenarios need to be defined geographically in order to estimate which forest management methods forests in different Counties and areas are treated. 14 References De Jong J., Akselsson C., Berglund H., Egnell G., Gerhardt K., Lönnberg L., Olsson B., von Stedingk H., Konsekvenser av ett ökat uttag av skogsbränsle. En syntes från Energimyndighetens bränsleprogram Energimyndigheten, Eskilstuna. Duinker P.N., Greig L.A., Scenario analysis in environmental impact assessment: Improving explorations of the future. Environmental Impact Assessment Review 27: Evans K., de Jong W., Cronkleton P., Future scenarios as a tool for collaboration in forest communities. S.A.P.I.EN.S 1.2 Larsson S., Lundmark T., Ståhl G., Möjligheter till intensivodling av skog. Slutrapport från regeringsuppdrag Jo 2008/1885. Naturvårdsverket, Nationell plan för kalkning Rapport ISBN Skogsstyrelsen, Kvävegödsling av skogsmark. Meddelande ISSN Skogsstyrelsen, Skogliga konsekvensanalyser 2008 SKA-VB 08. Rapport 25. ISSN

12 Wollenberg E., Edmunds D., Buck L., Using scenarios to make decisions about the future: anticipatory learning for the adaptive co-management of community forests. Landscape and Urban Planning 47:

13 APPENDIX A Historic data on forest area, fellings, fertilization, wood ash recycling, and outtake of stems, branches, needles and stumps. Forest area Forest area in Sweden in 1000 ha. Data A and B are from Historisk Statistik för Sverige, Statistiska Centralbyrån, Data C are from Riksskogstaxeringen. A: B: C: 56% of the productive forest area is in northern Sweden while the rest (44%) is in southern Sweden. Data (1000 ha) are from Riksskogstaxeringen 13

14 The forest area in Sweden is divided into different counties (2005). Data are from Land use in Sweden. Statistics Sweden

15 Forest fellings Fellings in forests in Sweden during the years are found in Swedish Forest Agency. The units are given as millions m3 standing volume incl. bark. The data from are annual while the rest from are floating five-year averages. 58% are felled in Southern Sweden, 42% in Northern Sweden (10 year average from ). Stems: 1% is left for biodiversity reasons (hensynsåtgärd) Tabell 5.1 Årlig avverkning fördelad på landsdelar. Alla ägoslag / /10. Source: Statistisk Centralbyrå Avverk- Område Område nings- Norra Södra Hela Norra Södra Hela Northern Southern säsong Norrland Norrland Svealand Götaland landet Norrland Norrland Svealand Götaland landet Sweden Sweden milj. m³sk % av hela landet 1999/ / / / / / / / / / / Average Exklusive ägoslagen fjäll och bebyggd mark Anm: Observera att avverkningsuppgifterna är osäkra med ett medelfel på ca 9 % (Hela landet). Anm: Ny beräkningsmetod med korrigering för systematisk underskattning. 15

16 Tabell 7.10 Årlig bruttoavverkning fördelad på ägarkategori och län, Anual gross fellings per county/region and ownership category, Län/landsdel County/region Staten och övriga allmänna State and other public forest Privatägda Enskilda AB och ägare övriga Individual privata Private companies and other private ownership Summa Total m³sk, 1,000 m³ standing volume inc. bark Stockholms Uppsala Södermanlands Östergötlands Jönköpings Kronobergs Kalmar Gotlands Blekinge Skåne Hallands Västra Götalands Värmlands Örebro Västmanlands Dalarnas Gävleborgs Västernorrlands Jämtlands Västerbottens Norrbottens Norra Norrland Södra Norrland Svealand Götaland Hela landet Entire country Källa: Skogsstyrelsen och SCB. Source; Swedish Forest Agency, Statitics Sweden. 16

17 Forest fertilization In Sweden forest fertilization first began around year During the years fertilization has been registered in the Swedish forests (Skogsstatistiska årsböcker). During the years fertilization was as highest with more than ha being fertilized. For a number of years ( ) fertilization has been almost negliable (only approximately ha in total, but after 2005 fertilization has started to increase again. The future amount of fertilization is expected to increase as a consequence of intensive outtake of forest biomass. 76.8% fertilization happened in northern Sweden while only 23.2% of the total fertilization took place in southern Sweden. The use of fertilization at different counties for 2010 (Statistisk Årsbok) has been used to calculate these percentages. 17

18 Tabell 6.17 Skogsgödslingens fördelning på fastmark och torvmark länsvis Forestry fertilization on solid ground and peat bogs, by county during year Län / landsdel County / region Fastmark Solid ground Torvmark Peat bogs Summa Total ha 1,000 hectare 1000 ha % Norrbottens Norra S Västerbottens Jämtlands Västernorrlands Gävleborgs Dalarnas Södra S Värmlands Örebro Västmanlands Uppsala Stockholms Södermanlands Östergötlands V Götalands Jönköpings Kronobergs Kalmar Gotlands Hallands Blekinge Skåne N Norrland S Norrland Svealand Götaland Hela landet Entire country

19 Wood ash recycling Wood ash recycling in forests in Sweden has been registered for the years by the Swedish Forest Agency through questions to forest contractors working with ash recycling. A three-fold increase is apparent during 5 years. No ash recycling is performed in northern Sweden except for 80 ha in Jämtlands County. 19

20 GROT and Stump outtake GROT and Stump outtake from forests in Sweden has been reported during the years by forest companies to the Swedish Environmental Protection Agency. The figure is copied from a Report No from the Nature Protection Agency. In 2010, stump outtake was performed on 5000 ha forest land. In 2000, GROT outtake was on while it increased to be taken out on the double area (55000 ha) ten years later (2010). It was thought (anmält uttag) that the outtake would have been double as high as it was in reality. 77% GROT was taken out in southern Sweden and 23% in northern Sweden. Grot-uttag, 3-års medeltal, , 1000 m 3 s Removals of forest fuel, 3-year average, , 1000 m 3 loose volume Län 2 County Grot i slutavverkning Grot 1 final fellings Grot i gallring Grot 1 thinning Grot i slutavverkning Grot 1 final fellings Grot i gallring Grot 1 thinning Grot i slutavverkning Grot 1 final fellings Grot i gallring Grot 1 thinning Grot totalt Grot 1 total Stockholms Uppsala Södermanlands Östergötlands Jönköpings Kronobergs Kalmar Gotlands Blekinge Skåne Hallands Västra Götalands Värmlands Örebro Västmanlands m3 % Dalarnas Southern counties Sweden Gävleborgs Västernorrlands Jämtlands Västerbotten Norrbotten Northern counties Sweden Hela landet Entire country År Year Småskaligt skogsbruk Small scale forestry Storskaligt skogsbruk Large scale forestry Totalt Total 1 Grot="Tops and branches" 2 Uppgifterna baseras på statistiska urvalsundersökningar och är behäftade med ett visst medelfel Källa: Skogsstyrelsens undersökningar om åtgärder i stor- och småskaligt skogsbruk Source: Swedish Forest Agency, Surveys on measures in large- and smallscale forestry 20

21 APPENDIX B Forestry scenario meeting December 5, 2011 at IVL Stockholm, Valhallavägen 81, Stockholm Programme 10:00-10:30 Welcome and coffee 10:30-12:00 Short presentations from different research programmes where the following is considered? 10:30-10:50 Future Forests 10:50-11:10 ForWater 11:10-11:30 Mistra-SWECIA 11:30-11:50 CLEO What are the questions that the program works on (that we need forestry scenarios for)? What models are the scenarios used in? Which scenarios have been developed (or description of the work in progress if no scenarios have been developed yet)? Also description of resolution in time and space of the scenarios. Reflections about the scenario work so far (problems, what would need to be improved, etc.) Johan Bergh, Urban Nilsson, Martyn Futter, Kevin Bishop Martyn Futter, Cecilia Akselsson, Kevin Bishop Anna Maria Jönsson and Fredrik Lagergren Karin Hansen, Cecilia Akselsson, Kevin Bishop, Veronika Kronnäs 11:50-12:10 SKA VB 08 and Naturvårdsverket project on forestry scenarios 12:10-13:00 Lunch Anders Lundström 13:00-16:00 Questions to discuss: What do the different research programs have in common? How can we help each other to produce forest scenarios? How can we benefit from each other s work? What do we need to know to run the scenarios in our models? And how do we derive this knowledge? Should we strive for a standard set of forest scenarios in Sweden, or just the opposite? Do we need the historical background for forest management to project the future? 21

22 Möte om skogsbruksscenarier , IVL Stockholm Minnesanteckningar Deltagare: Cecilia Akselsson, Johan Bergh, Kevin Bishop, Martyn Futter, Karin Hansen, Anna Maria Jönsson, Per Erik Karlsson, Veronika Kronnäs, Fredrik Lagergren, Hjalmar Laudon, Anders Lundström & Urban Nilsson Inledning Karin välkomnade alla till mötet och inledde med frågan: Vad är skogsbruksscenarier? Har vi samma uppfattning av begreppet och använder ordet scenarier på samma eller olika vis? Måste det vara sannolika scenarier för framtiden eller kan man använda extrema scenarier creative visioning? Future forests Future forests representerades av Johan Bergh, Urban Nilsson, Martyn Futter och Kevin Bishop. Johan presenterade scenario-arbetet i Future forests. Johan inledde med en av grundfrågorna: Hur kan man anpassa skogsskötseln för att minimera risker och få mycket tillväxt, sköta skogen för biologisk mångfald, klimatnytta osv... Han visade sedan på granifiering i södra Sverige, där granen har brett ut sig (1955- i dag) och kommer att fortsätta bre ut sig på bekostnad av tallen (fram till 2110). Detta är inte optimalt med avseende på risker, men bra för tillväxten. Därefter tog han upp frågan om byte av trädslag och ändrad skötsel för att minska risker för stormskador och barkborreangrepp. Enligt deras beräkningar kan det ge en ekonomisk vinst att inte gallra granbestånd, eftersom de då klarar sig bättre i stormar. Ännu mer lönsamt kunde det vara, enligt beräkningarna, att byta trädslag till hybridasp eller hybridlärk. Bok och björk gav däremot liten ekonomisk vinst i de här beräkningarna, bland annat beroende på kostnaderna för hägn. Johan fortsatte med att jämföra skogens roll för klimatet för olika scenarier; MINT, SKA-VB 08 produktion och SKA-VB 08 referens. MINT ger mest tillväxt och kolinlagring och ref-scenarier ger minst. Klimateffekten är inkluderad. Även om substitution räknas med är MINT bäst, därefter prod. och ref. Miljö är sämst m a p kolbalansen. Markkolet är medräknat. Beräkningarna är gjorda med Hugin. Johan sammanfattade att skogen kan vara till klimatnytta genom att öka tillväxten, använda skogsråvaran och öka substitutionseffekten (speciellt genom att ersätta kol i stället för naturgas). Detta står i konflikt med biologisk mångfald där ökad hänsyn, planering på landskapsnivå och ökade avsättningar krävs. En viktig fråga är hur man ska mildra negativa effekter av den ökande tillväxten. Diskussion kopplad till presentationen om Future Forests Per Erik undrade om vi redan idag har börjat gå mot ett mer diversifierat skogsbruk där olika skogar får olika uppgifter. Johan tyckte att det skulle vara en överkomlig väg att gå. Miljörörelsen tycker att det visas för lite hänsyn i produktionsskog och att det behövs mer avsättningar. Skogsindustrin tycker de tar lagom hänsyn och har för mycket avsättningar. Men än är det ingen diversifiering, bara diskussioner. ForWater Forwater representerades av Martyn Futter, Cecilia Akselsson och Kevin Bishop. Martyn presenterade hur man tänker kring scenarier i ForWater. Martyn visade exempel på hur skogsbruksscenarier används för att förutspå möjliga effekter på baskatjonbalanser i skogen. 22

23 Baskatjonbalanser räknas som deposition + vittring - skörd - utlakning. Kan resultat från Heureka användas för att beräkna baskatjonförluster för olika scenarier? Fem scenarier testades för ett bestånd: Business as usual, ingen skörd, MINT, renskötsel och naturvård. En slutsats var att vittring + deposition kan vara otillräcklig i det studerade beståndet för att ersätta baskatjonuttagen även för Business as usual. I de flesta fall förs mer baskatjoner bort via skörd och utlakning än vad som vittrar och deponeras. Scenarier är användbara, men vi behöver dem nedskalade och omsatta i siffror som kan användas i modelleringar för faktiska ytor. Tillväxtscenarier är mer användbara än tankescenarier. Diskussion kopplad till Martyns presentation En diskussion fördes kring vad den negativa balansen egentligen innebär. Urban menade att en negativ balans inte behöver innebära att det råder brist på baskatjoner. Det verkar aldrig bli brist på kalcium, skogen skulle förmodligen kunna brukas under väldigt lång tid med negativa kalciumbalanser, utan att det skulle innebära några problem. Han menade att det måste vara viktigt att även titta på hur mycket som finns i marken. Veronika och Cecilia påpekade att det kan bli problem för avrinnande vatten, och höll med om att markpoolens storlek har betydelse, är poolen liten, som den ofta är i södra Sverige på grund av försurningshistoriken, innebär en negativ balans större problem än om poolen är stor. Johan påpekade att det är ett problem att träden tar upp mer kalcium än de behöver, vilket innebär att förlusterna vid skörd blir stora. Hjalmar menade att det aldrig blir brist från ett trädperspektiv, och ifrågasatte om ytvatten kommer att påverkas på samma sätt som vid försurningen som orsakades av luftföroreningar. Han påpekade att skogsbruk inte är samma sak som tillförsel av sulfatsvavel, och frågade om effekterna av skogsbruk på ytvatten i relation till effekten av sulfatsvavel har testats. Martyn sa att det var mycket diskussioner kring detta på 80-talet, men att det inte följts upp. Johan påpekade att vi vet att vi förlorar lite tillväxt vid GROT-uttag, på grund av kväve bortforsling. Mistra-SWECIA Mistra-SWECIA representerades av Anna Maria Jönsson och Fredrik Lagergren. Anna Maria presenterade scenario-arbetet i Mistra-SWECIA. I Mistra-SWECIA modelleras risk för skogsskador med förändrat klimat med process-modellen LPJ-GUESS. Fokus har varit på risk för stormskador och efterföljande granbarkborreangrepp. Om granbarkborrarna är många, som efter en storm, angriper de levande träd, inte annars. LPJ-GUESS simulerar skogens tillväxt, koldynamik i mark, migration, mm. Modellen drivs av temperatur, vind mm. Input är även skogsskötsel, stormskador och insektsskador. Resultaten är utvärderade gentemot stormskadorna med ganska bra resultat, men det kan bli bättre. Modellen överskattar stormskador på torr mark och underskattar på fuktig mark. En hypotes som satts upp är att ökad frekvens av stormar och torkstress ökar risken för granbarkborreangrepp, särskilt om vi får två generationer barkborrar per år som i Danmark. Fem skogsskötselscenarier används: nuvarande skogsbruk där man ofta inte hugger vid det optimala tillfället med avseende på produktion, avverkning vid optimal tid, kortare generationstider på grund av förändrat klimat, ökad lövandel och kontinuitetsskogsbruk. Med kontinutetsskogsbruk får man enligt modellen högre stående volym och man avverkar lite mindre. Kontinutetsskogsbruket sticker ut med tydligare risk för skogsskador pga. storm. For torkstress visade LPJ-GUESS ingen större förändring, vilket dock modeller gör. Däremot spelar tjäle en roll där man får värre stormskador där man inte har tjäle. Man måste dock titta mer på olika årstider för sig. Inom Mistra-SWECIA har man varit ute och pratat med skogsägare och intresserade och arbetet har gjorts i samarbete med Johan och Urban för att räkna de ekonomiska resultaten. Kortare rotationsperiod sticker ut åt andra hållet. 23

24 Sammanfattningsvis ger klimatförändringen ökad risk för två generationer barkborrar. Efter en storm ökar populationen och risken för angrepp på stående träd. Effekten av klimatförändringen på framtida stormfrekvenser är ytterst osäker, men minskad frost kommer leda till ökade stormskador. Nästa fas av Mistra-SWECIA börjar nästa år. Diskussion kopplad till Anna Marias presentation Kevin konstaterade att flera program håller på med liknande saker med olika modeller och att det finns stora möjligheter till samarbete. Karin undrade hur olika tillväxten i Hugin och LPJ-Guess är och frågade vad som hänt om man använt Hugin istället. Johan förklarade att Hugin är en empirisk modell medan LPJ-GUESS är processbaserad. Klimateffekter är till exempel inbyggda på olika sätt. De har inte jämförts men det konstaterades att resultaten nog inte är så totalt olika ändå. Enbart LPJ-GUESS har använts i Mistra-SWECIA men indata från många klimatmodeller och många klimatscenarier har ingått. Det diskuterades hur man hade valt scenarierna i Mistra-SWECIA och i Future Forests och om de är lika eller olika och på bestånds- eller landskapsnivå. Vi borde jämföra dem och i så fall får man hitta jämförbara parametrar. CLEO CLEO representerades av Karin Hansen, Cecilia Akselsson, Kevin Bishop, Veronika Kronnäs och Per Erik Karlsson. Scenarioarbetet i CLEO och i anknytande projekt presenterades av Karin, Veronika och Cecilia. Karin presenterade mål, fokus och innehåll i CLEO projektet ( Projektet består av 5 klusters, inom vilka en rad olika projekt utförs. Främst Projekt 1.2, 2.2, 3.2 och 4.2 kommer att jobba med skogsbruksscenarier. I Projekt 1.2 ligger själva arbetet i att bestämma vilka skogsbruksscenarier CLEO ska arbeta med medan de övriga projekten kommer att använda sig av dessa i modellarbetet. I CLEO används en rad modeller (både på beståndsnivå och på landskapsnivå) för att hitta den bästa strategin för modellering av avrinning från mindre skogsdominerade avrinningsområden samt för att testa olika process-modellers förmåga att bestämma och prognosticera klimatförändringens effekt på avrinningens kvalitet. Modellerna testas på 9 områden i Sverige: Ammarnäs, Svartberget, Sniptjärn, Kindla, Stubbetorp, Aneboda, Gårdsjön (F1 and G2) och Berg. Skogsbruksscenarierna behövs därför både på beståndsnivå och på landskapsnivå och ska beskrivas så att de kan användas i modellarbetet. Naturvårdsverket önskar att scenarierna ska gå till 2050, då miljökvalitetsmålen ska följas upp. En rad drivkrafter beskrevs (se tabellen). Tre scenarier har byggts upp av olika drivkrafter som följer: Referensscenarie med uttag av biomassa som i dag: 99 % stamved + 30 % grenar och toppar (GROT) på 20 % skogsareal. N-gödsling på ha skogsmark. Mellanscenarie med ökat uttag av biomassa: 99 % stamved + 60 % grenar och toppar (GROT) + 2 % uttag av stubbar. N-gödsling som i SKA-VB 08 Produktionsscenario på ha skogsmark efter dagens rekommendationer. Enbart på dagens skogsareal. Maxscenarie med högt uttag av biomassa: 99 % stamved + 80 % grenar och toppar (GROT) + 60 % av stubbar. BAG-gödsling på 10 % skogsmark och återföring av aska enligt rekommendationerna. Intensiferat biomassauttag på 3,5 miljon ha på nuvarande skogsmark + 0,4 miljon ha på tidigare jordbruksmark. 24

25 Driver Short name Description Climate CLIMTHEN1 The climate as projected in Project 1.1. climate scenario 1 CLIMTHEN2 The climate as projected in Project 1.1. climate scenario 2 N fertilization N0 No N fertilization NREC N according to recommendations NNEED N according to the need of the forest (BAG) Harvesting STEM 99% of stems taken out BRANCH STEM + 60% of branches and tops (GROT)(75% of needles follows the harvest) STUMP BRANCH + 60% stumps are removed Recycling of ashes FUTOUT NASH STEM + 80% branches and tops + 100% needles + 80% stumps No ashes are returned to the forest YASH Ashes are returned according to recommendations Land use LUNOW No change in land use LUINTFOR Intensified wood production according to the MINT report on 3.5 million ha of current forest land million ha of former agricultural land Veronika beskrev ett projekt, finansierat av Naturvårdsverket, om utlakning av kväve från skogsmark på landskapsnivå i södra Sverige (till tre vattendistrikt: Skagerrak och Kattegat, norra och södra Baltiska havet). I projektet ingår 40 scenarier med olika N-gödsling (som i dag; som i SKA-VB 08 Produktionsscenarie; som i SKA-VB 08 Produktionsscenarie + 5 % BAG gödsling; som i SKA-VB 08 Produktionsscenarie + 10 % BAG gödsling; som i SKA-VB 08 Produktionsscenarie + 15 % BAG gödsling), skörd (som i dag; helträdsskörd på gödslat mark + stamved på ogödslat mark; Kontinuitetsskogsbruk) och dikning (som i dag; ökad dikning). Arealen för olika typer av skog beräknas i de olika distrikten, typvärden för utlakning av kväve från skogsmark bestäms för de olika typerna av scenarier. Cecilia berättade om Bränsleprogrammets syntesarbete där man har diskuterat olika uttagsandelar av GROT och stubbar på bestånds- och landskapsnivå. För varje uttagsalternativ har inverkan på olika miljökvalitetsmål (Levande skogar, Försurning, Övergödning, Giftfri miljö) värderats och energimängden man får ut har beräknats i TWh. Diskussion kopplat till Karin mfls presentation Kevin påpekade att med CLEO har vi gått från skog till hur vatten påverkas. Vi har fler scenarier men vi har mindre på fötterna. Kevin ifrågasatte om det är rimligt att titta på så många. Urban tyckte att det blir svårt att förstå om man har så många scenarier. Cecilia förklarade varför det behövdes många i Bränsleprogrammet, där vill vi kunna väga substitutionseffekten mot miljöeffekten, och hur stort uttag man gör av GROT och stubbar har stor betydelse för substitutionseffekten. Veronika poängterade att man inte måste presentera alla bara för att man räknar på dem. Hjalmar undrade varför vi tittar på så många när osäkerheterna är så stora. Cecilia tyckte att det är ett bra tillvägagångssätt att börja med många men att sedan begränsa antalet, många av dem kommer inte att skilja sig så mycket och det är bra att veta vilka åtgärder som har stor påverkan och vilka som påverkar mindre. SKA-VB 08 och Naturvårdsverksprojektet om skogsbruksscenarier Arbetet med SKA-VB 08 och anknytande projekt presenterades av Anders Lundström. Frågeställningen var från början att fastställa den högsta uthålliga avverkningsnivån. I Sverige har det gjorts skogliga konsekvensberäkningar sedan 1920-talet (SKA-VB). Bra data från Riksskogstaxeringen finns därför över avverkningens storlek, sammansättning, hur skogen förändras över tiden. Från början var det ett skogsskötselprogram hur vill man att skogen ska skötas? På sistone har det kommit mer 25

26 fokus på miljöaspekterna - hur har man tänkt sig att miljöavsättningar ska vara? Hur mycket biobränsle kan man ta ut på uthålligt sätt? Hittills har Hugin använts i SKA-VB. Output från Hugin ger skogstillståndet och avverkad volym per tioårsperiod. Heureka är en vidareutveckling av Hugin. Inom Heureka finns PlanWise och StandWise också för företags skogsinnehav och för bestånd. Femårsperioder, data om enskilda träd om döda träd, levande träd, avverkade träd. Detaljerad information om träden finns, t ex massa i olika träddelar. Kolpoolerna modelleras inte utan räknas ut från tillväxten i diameter och höjd. SKA-VB 08 har 4 scenarier: referens - det som fanns beslutat till klimatförändring, Sweclims B-scenario. Det räknas med 4 % reservat i referens scenariot; miljö ökad miljöambition så att de övergripande miljömålen uppnås med större avsättningar och mer hänsyn, som kontinuitetsskogsbruk. Det räknas med 8 % reservat; produktion åtgärder som bedömdes rimliga med anblick på kostnader t ex bättre föryngring, bättre trädslagsval, mer kontorta, kortare hyggesvila. BAG gödsling av viss skog och beskogning av viss åkermark; miljö+produktion. Alla beräkningar antar business as usual, att det inte tillkommer eller försvinner produktiv skogsmark. Om ett träd växer 30 % bättre behöver den 30 % mer näring och ev. begränsningar i det finns inte med i beräkningarna. Ökad avverkningspotential kommer i slutet av seklet i referens scenariot. Vi ser ett trendbrott i tillväxten eftersom virkesförrådet inte ökar lika fort som det gjort från 1930-talet och framåt. Till 2020 ses en 2 % ökad tillväxt vilket innebär 8 TWh biobränsle per år. Utifrån SKA-VB 08 har man räknat på kolbalansen och kommit fram till att skogen i Sverige bidrar till -24 Mton CO2. Anders visade att klimateffekten blir större ju längre fram man kommer. Cecilia frågade var i landet ökningen är och hur stora osäkerheterna är? Procentuellt är ökningen störst i norr men det är mycket osäkert. Ökning sker i söder också, men det kan hända att torrperioder eller annat får större påverkan än man tror, eller så behöver träden så mycket mindre vatten när de får mer CO2 att det inte blir något problem. Men allt detta är spekulationer som inte är med i de här modellerna. Diskussion kopplat till Anders presentation En diskussion fördes om varför alla de bättre åtgärderna inte redan görs och svaret är förmodligen att det kostar och man får inte tillbaka investeringarna förrän om 80 år eller så. Urban berättade att man på Nya Zealand får pengar när man binder in kol i skogen och får betala när man avverkar vilket distribuerar om vinsten till hela skogsgenerationen. Karin kommenterade att detta var ett bra exempel på begreppet ekosystemtjänster där man vill kvantifiera och värdesätta alla tjänster som skogen bjuder på och väga dem mot varandra. Hjalmar undrade hur skogen kommer se ut om man fortsätter öka produktionsmarken som SKA-VB 08 säger? Anders svarade att skogarna blir lite tätare med stora skillnaden i den halvgamla skogen som i dag är rätt gles, särskilt i norra Sverige. Kevin och Martyn berättade att man i Heureka kan visualisera hur bestånden skulle komma att se ut på ett förvånansvärt realistiskt sätt. Cecilia frågade hur mycket det har räknats in negativa klimatförändringar, som t ex mer stormskador? Johan sa att det räknar vi med (i det han redovisade) men Anders har inte detta med i SKA-VB 08 men man ska försöka få med det i kommande SKA-VB 13/SKA_VB 14. Det anses dock inte vara så bråttom för det har inte hänt någon stor förändring och allt pekar på att de har gissat rätt bra i SKA-VB

27 Fredrik berättade att de i deras kontakter med markägare har märkt att de tänker mycket på hur man ska anpassa, men inte gör det i praktiken, eftersom det verkar så osäkert. Anna Maria tog upp frågan om certifiering där många har skrivit på certifieringsregler, men möjligen inte är medvetna om vad det innebär, med anblick på lövandel osv. Urban tyckte att reglerna ändras rätt planlöst hela tiden vid förhandlingar och det är svårt att veta hur de kommer utvecklas i framtiden. Men de går längre än skogsvårdslagen. Urban höll med om att markägarna inte verkar ha mycket hum om vad de har skrivit på, de ökar inte lövandelen i praktiken. Diskussion Jämförelser mellan våra olika val av scenarier (vad bygger de på, hur många, etc.) Hjalmar sa att dom inte gjort så mycket scenarier själva i Future Forests, dom använder de som finns i SKA-VB 08 och MINT. Det finns kvantifieringar för dem som gör att de kan användas i modeller. Anders påpekade att MINT bygger på SKA-VB 08, fast man la på 10 % intensivodling. Det är inte med i SKA-VB 08, där är bara tillåtna åtgärder med (BAG är tillåtet, fast följer inte rekommendationerna, resten i MINT är inte tillåtet). En diskussion följde om huruvida man bör ha många eller få scenarier. Anna Maria påpekade att man bör skilja på scenarier och känslighetsanalys. Cecilia förklarade varför vi behöver många scenarier i CLEO. Om vi vill se effekten av t ex BAG och uttag då kan fler scenarier visa vilken effekt som beror på vilken åtgärd. Kevin tyckte att det snarare är känslighetsanalys än scenarier, och poängterade att vi inte kan visa alla. Cecilia föreslog att det kanske är för att vi har modeller som är uppbyggda på olika sätt som vi tänker olika om vad som är känslighetsanalys och vad som är olika scenarier. Kevin poängterade att osäkerheten i klimatscenarierna, speciellt när det gäller nederbörd och hur den fördelas under året, får stor betydelse i resultaten. Osäkerheten orsakad av osäkerheten i hur temperaturen förändras är mindre. Hur ser vi på scenarier? Karin återkopplade till sin första fråga tänker vi på scenarier på samma sätt? Urban tyckte att presentationerna för de olika programmen visade på att vi tänker på ungefär samma sätt, det vill säga att vi behöver kvantifierade scenarier. Karin påpekade att även om olika program använder olika scenarier har alla hängt upp sina scenarier på SKA-VB 08, och att en sådan gemensam grund är bra. Kevin menade att det vore bra om scenarier beskrevs på samma sätt, i samma termer, med SKA-VB 08 som utgångspunkt. Karin tyckte att det är svårt att beskriva scenarier på ett lättbegripligt sätt. Fredrik poängterade att det är viktigt att skilja på scenarier för olika skalor. Uttags- och gödslingsscenarier i olika delar av landet Cecilia tog upp frågan om hur man regionaliserar. Vad betyder exempelvis max 5 % BAG på landskapsnivå? I praktiken kommer det att koncentreras till mellan-sverige, men det syns inte i den andelen. Anders påpekade att det finns beskrivet var olika åtgärder tillämpas i SKA-VB 08. Urban la till att det finns även i MINT. Urban, Johan och Anders var överens om att som det ser ut nu är intresset för stubbuttag mycket svalt. Det är så mycket motstånd till det. Urban och Anders menade att det inte går att säga exakt var olika åtgärder skulle sättas in. Hjalmar tyckte att vi missar att små områden och stora områden inte alls beter sig lika. Vi borde studera ett landskap väldigt väl så vi vet hur det fungerar där i alla fall. Reflektioner från dagen hur kan vi dra nytta av varandra? Cecilia nämnde några olika områden där CLEO kan dra nytta av det som görs i övriga program. I CLEO 27