Skogs och myrmark som kolkälla och/eller kolsänka. November 2016 Mats Olsson Mats.Olsson@slu.se
Konsumtionsbaserade utsläpp av växthusgaser M ton CO2 Utsläpp i Sverige Utsläpp i andra länder
Upptag av CO2 i mark och skog; Mton CO2/år data enl den nationella skogs- och markinventeringen 10 0-10 -20-30 -40-50 Organic soils Dead org matter Mineral soil Living biomass Total, net -60
Växthusgaser som påverkas av markanvändning, och deras uppvärmningspotential CO 2 N 2 O CH 4 Växthusgaserna och deras uppvärmningspotential (GWP)
Decline of one pulse of gas over time Time
Decline of one pulse of a gas over time, rel values g /m2 yr, relative values 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 50 100 150 200 Year CO2 CH4 N2O
Warming potential (radiative forcing) of 1 g of a gas CH4 N2O CO2 1gCO2ekv 121gCO2ekv 219gCO2ekv
Växthusgaser som påverkas av markanvändning, och deras uppvärmningspotential GWP = Global Warming Potential, 100 år CO 2 (GWP 1) N 2 O (GWP 298) CH 4 (GWP 34) Växthusgaserna och deras uppvärmningspotential (GWP)
The global perspective
Fate of anthropogenic CO2 emissions 2006-2015
Forestry and land use/management
Fotosyntesprocessen: 6CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Oxidationsprocessen (respiration): C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6 H 2 O
CO2 Measurement of net ecosystem exchange Photosynthesis Respiration
Example on net ecosystem exchange of CO 2 Net ecosystem CO -2-1 2 flux (g m -2 d -1 ) CO 2 flux, g m -2 d -1 30 20 10 0-10 -20-30 Cumulative CO -2 2 flux (g m -2 ) Cumul. CO 2 flux, g m -2 0-1000 -2000-3000 -518 g m -2-2 -701 g m -2-2 - 232 g m -2-2 -530 g m -2-2 -366 g m -2-2 -330 g m -2-2 -518 g m -2-2 Flakaliden, Västerbotten From: Achim Grelle -4000 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Kolflöden, g C per m2 och år Från Berggren Kleja Mmfl 2008
Natural disturbancies, eg fires
Hur mycket C finns i marken var???
Mängd C, frisk mark, per ha O horisont 42 % C, 25 ton C E horisont 0,5% C, 5 ton C B horisont 2 % C 50 ton C Summa, 80 ton mark-c
Distribution of organic matter in a naturally drained forest, ton C per ha Vegetation 50%, C 40 ton C (100m3 stemwood) O horizon 42%, 25 ton C E horisont 0,5%, 5 ton C B horisont 2 %, 50 ton C Summa, 80 ton mark-c
Soil to 1m depth Tree (above and below ground) Carbon in forest ecosystems Ton C ha -1 0 70 70-90 90 110 110 130 130 175 No Data Ton C ha -1 0 30 30-40 40 50 50 60 60 No Data From Lustra Progress Report, 2002
Torv Djup 1,7 m Volymvikt 0,1 g/cm3 C% 50 C-mängd 850 ton/ha
Frequency of peatlands in Sweden
Torvarealer i Sverige, Mha Torvtäckt mark: 10 Mha Torvmark: 6,4 Mha Dikningspåverkad torvmark:2,6 Mha
C-förråd i levande skogsbiomassa och mineraljordar, samt torvmark. Mton C 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Torv Mineraljordar Skogsbiomassa
Emissioner från mark
C sequestration in forest soils in Sweden Calculated with the N balance method (Akselsson, 2005).
Forest land - Dead org. matter & Mineral soils M ton CO2-eq 14 12 10 8 6 4-2 02-4 -10-8 -6-12 -14 Dead org. matter Mineral soils
Torvmarker vår största kolpool
Växthusgaser från torvmark N 2 O CH 4 CO 2
Metan Fermentering C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 COOH + 2CO 2 + CH 4 + H 2 Oxidation CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2 H 2 O
Dikväveoxid Denitrifikation 2NO 3 - + 8e - + 10H + N 2 O + 5H 2 O 2NO 3 - + 10e - + 12H + N 2 + 6H 2 O 24NO 3 - + 4C 6 H 12 O 6 + 24H + 24CO 2 + 12 N 2 O + 36H 2 O
Ur: Torvutvinningens och torvanvändningens klimat- och miljöpåverkan. Sammanställning från Naturvårdsverket, juni 2016
Emissionen från 1 ha dränerad torvmark motsvarar 1 varv runt jorden med medelstor bil!
Torvarealer i Sverige, Mha Torvtäckt mark: 10 Mha Torvmark: 6,4 Mha Dikningspåverkad torvmark:2,6 Mha
Orörda myrar (3,8 Mha, 59% ) Höga naturvärden Nettoupptag av koldioxid genom torvtillväxt Dock utsläpp av metan
Dikningspåverkad torvmark i Sverige (2,6 Mha) 15 24 Mton CO2 per år CO2, CH4 N2O Sveriges rapporterade utsläpp 2014; 54 Mton CO2ekv varav nationella transporter 18 Mton CO2ekv
Påverkad torvmark: Fördelning av sammanlagda emissioner på markanvändning: Dikad myr (8%) Jordbruks mark (17%) Skogsmark (75%) Skogsmark Dikad myr Jordbruk
Drainage leads to peat oxidation and loss of peat Depth in soil Ground water level Time
Kvarvarande mängd, % Torvmängdsförändringar på dikad skogsbevuxen torvmark. (2,1 Mha) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 200 400 600 År Förutsättningar: Initiell emission: 500g CO2/m2 år = 3,2 mm/år Urspungligt torvdjup: 1,7m Ursprunglig dränering: 50cm Volymvikt: 0,094 g/cm3 C-halt 45% Här bromsas förlusterna upp på grund av låg kvarvarande mängd torv
Återvätning
3. Rewetting increased groundwater level Net accumulation Cumulative CO2eqv, g/m2 10000 8000 6000 4000 2000 0 Uptake of CO2 0 50 100 150 200 Year Emission of CH4 and N2O Accumulation of CH4 and N2O in the atmosphere, versus uptake and peat accumulation, prerequsite annual growth amounting to 92gCO2/m2*yr
Långsiktiga klimatförändringar effekter på kolflöden
Ond loop 1 för ekosystemprocess/klimat Ökad atm konc av GHG Mindre kol i marken Ökad temp/ torrare Lägre primär biomassaproduktion
Ond loop 2 för ekosystemprocess/klimat Ökad atm konc av GHG Ökande emissioner Ökad temperatur Smältande permafrost
Ond loop 3 för ekosystemprocess/klimat Ökad atm konc av GHG Mindre mängd CO2 i haven Ökad temperatur Lägre CO2 löslighet i haven
Ond loop 4 för ekosystemprocess/klimat Ökad instrålning Mindre reflekterad instrålning Ökad temperatur Smältande glaciärer
Koppling till förvaltning Hydrologisk regim Skogsskötsel biomassaprod/förna Kväve Klimatförändringar
Hydrologi: Nettoeffekt av koldioxid & metan från torvmark beroende på grundvattenytan Från Jungkunst & Fiedler 2007
Markberedningseffekter Långliggande försök vid Fläda. Analyser efter 27 år (1984-2011) C, ton/ha C, ton/ha C, ton/ha Total Prod m3/ha Mineraljord O sum Kontroll 18,9 6,6 25,5 118 Harvning 15,1 5,4 20,5 135 Högläggning 15,3 7,9 23,2 164 Hyggesplöjning 14,8 14,7 29,5 178
Avskogning C-förrådsförändringar vid avskogning och uppodling, Etiopien From Leminih et al 2004
Ökning i C- förråd i marken [ton ha -1 ] 25 20 Kvävegödsling 15 10 5 C = 0.0087 N-giva, p<0.001 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Sammanlagd N-giva [kg ha -1 ] Från Eriksson m.fl. 1999 (SKA-analyser)
Mark-C för gran och tall Linear relationship between soil organic C stock in the 0 100 cm soil layer and temperature sum. Scots pine: plots points:, fitted line: --- Norway spruce: Plot points: o, Fitted line: ). The difference in slope was significant (R2 = 0.319, p < 0.001) Från Stendahl m fl 2010
Skogsskötsel måste ses i ett långsiktigt perspektiv Mg Carbon ha -1 Eliasson P, Svensson M, Olsson M & Ågren GI Swedish University of Agricultural Sciences Years
Skogsbränder
Humus brinner delvis upp/förkolnas (2015)
SLUT