Hiilidioksidi on näkymätön kaasu, mutta monella tavalla välttämätön osa elämälle maapallollamme. Kasvavat metsät sitovat hiiltä, joten metsän hoidolla on merkitystä siihen, miten hyvin metsä pystyy toimimaan hiilinieluna.
Miksi metsä sitoo hiiltä?
Hiilidioksidi on yksi elämän edellytyksistä. Metsät sitovat hiilidioksidia ja tuottavat happea. Kaikki kasvit sitovat hiilidioksidia fotosynteesin eli yhteyttämisen avulla ja varastoivat sen itseensä ja maaperään. Kasvien biomassan kuivapainosta noin puolet on hiiltä.
Yhteyttäminen tapahtuu auringonvalon, veden ja hiilidioksidin avulla ja se kiihtyy huomattavasti valon määrän voimistuessa. Yhteyttäessään puut muodostavat rakennusaineita kasvulleen ja olemassa olevien osien elintoimintojen ylläpitoon. Yhteyttämästään hiilestä puut käyttävät noin puolet kasvuun ja se jakautuu runkoon, oksiin ja paksuihin juuriin. Toinen osa hiilestä käytetään nopeasti lakastuviin osiin kuten lehtiin, hienojuuriin ja kuoreen. Osa yhteytystuotoksesta vapautuu hiilidioksidina ilmaan kasvihengityksen seurauksena. Puun hengityksen vapauttama hiilidioksidimäärä on noin puolet yhteyttämällä sidotusta hiilestä. Kun puun lehdet aikanaan lakastuvat ja runko sekä oksat lahoavat, niihin varastoitunut hiili vapautuu takaisin ilmakehään.
Edetessään kohti metsän pohjaa auringonvalo imeytyy puiden lehtiin ja runkoon. Tämän vuoksi esimerkiksi tiheän latvuksen sisälle valoa ei tule yhtä paljon kuin pinnoille. Mitä syvemmällä puunlatvuksessa lehti on, sitä todennäköisemmin se on varjossa. Pimeässä kasvit eivät voi yhteyttää, mutta myöskään valon määrän kasvu ei kiihdytä yhteyttämisnopeutta loputtomasti. Talveksi puiden yhteyttäminen loppuu ja myös ikivihreät, kuten havupuut, lopettavat yhteyttämisen kokonaan, kun pakkasta on alle 10 astetta. Puiden talvinen lepotila on seurausta siitä, että valon määrä vähenee huomattavasti, vesi ja ravinteet ovat jäässä ja puiden on suojeltava solujaan jääkiteiden muodostumiselta.
Jos puu ei yhteytä lainkaan, se ei myöskään kasva. Puu saa energian kasvuunsa ja elintoimintoihinsa auringonvalon, hiilidioksidin, veden ja ravinteiden yhteisvaikutuksesta. Ei siis riitä, että esimerkiksi alikasvoksella on ravinnerikas maa - kasvuun on oltava tarjolla myös riittävästi valoa.
Mitä eroa on hiilen sidonnalla ja varastoinnilla?
Hiilen sidonnalla tarkoitetaan aktiivista prosessia, jossa ilmassa olevaa hiilidioksidia siirtyy kasviin yhteyttämisen avulla. Maapallon metsän sitovat vuosittain 8.8 miljardia tonnia hiilidioksidia, mikä vastaa suurin piirtein kolmasosaa vuosittaisesta fossiilisten polttoaineiden hiilidioksidipäästömäärästä.
Hiilen varastoinnilla tarkoitetaan pitkäaikaisesti puun runkoon tai maaperään sitoutunutta hiiltä.
Vaikka hiilidioksidia sitoutuu ja vapautuu jatkuvasti, eikä ihmisellä ole mahdollisuuksia kaikkiin luonnollisiin prosesseihin puuttua, on tärkeää ymmärtää millä toimilla voimme lisätä hiilen sidontaa ja vähentää sen vapautumista ilmakehään.
Mitä metsänomistaja voi tehdä hiilensidonnan parantamiseksi?
Pelkkä puiden määrä ei ratkaise hiilensidontaa, vaan merkitystä on myös sillä, miten elinvoimainen ja kasvukykyinen metsä on. Siksi metsänhoidossa kannattaa huolehtia siitä, että puusto saa kasvaa sille sopivalla tavalla metsän eri vaiheissa. Metsänhoidon suositukset pureutuvat juuri tähän tavoitteeseen, miten hoitamalla metsää sen elinkaaren vaiheissa kasvusta ja terveydestä pidetään huolta.
Uudistushakkuun jälkeen uuden metsän istutus ja taimikonhoito antavat puhtia uuden metsän kasvulle. Nuoren metsän hoito tiheäksi päässeelle metsälle parantaa puiden kasvukykyä ja antaa puitteet terveelle kasvulle. Harvennuksilla tehdään tilaa kasvupotentiaalia omaaville puille poistamalla huonolaatuisia ja -kuntoisia puita sekä suurimpia tukkikoon saavuttaneita puita.
On hyvä myös huomioida, että liian voimakkaat toimenpiteet, kuten voimakas harvennus, voivat vaikuttaa epäedullisesti metsän hiilensidontakykyyn. Eri puulajit reagoivat eri tavoin harvennuksiin, mikä on otettava toimenpiteitä tehdessä huomioon.
Elinkaarensa loppupäässä oleva vanha puu toimii tyypillisesti lähinnä hiilivarastona, sillä se ei juurikaan enää kasva - toisin sanoen se ei enää sido merkittävästi lisää hiiltä. Kun lahoaminen sitten aikanaan alkaa, puu päästää vähitellen sitomansa hiilen ilmakehään. Lahopuuta ei nykyisten metsänhoidon suositusten mukaan haluta kokonaan poistaa metsästä, sillä ekosysteemissä sillä on oma tehtävänsä luonnon monimuotoisuuden ylläpitäjänä.
Kituliaasti kasvavan puun kyky toimia hiilinieluna ja varastona on pienempi kuin hyvissä olosuhteissa kasvavan puun. Kituliaisuus voi johtua esimerkiksi huonosta kasvupaikasta, liiallisesta kilpailusta, kuivuudesta tai varjosta, jotka vaikuttavat puun kasvumahdollisuuksiin negatiivisesti.
Metsäsertifioinneilla voi vaikuttaa siihen, millaisia toimia metsässä toteutetaan. Sertifikaatit FSC (Forest Stewardship Council) ja PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) tuovat metsänhoitoon vaatimuksia, joissa huomioidaan myös ympäristöön liittyviä näkökulmia.
Kuva 1. Liian tiheässä metsässä on hämärää jopa keskellä kirkasta päivää. Voi olla, että vain ylin latvus saa valoa riittävästi, jolloin puiden kasvu on vaatimatonta. Näin ollen myöskään hiiltä ei kovin merkittävästi sitoudu puustoon.
Puutuotteet hiilivarastoina
Puutuotteet toimivat hiilivarastoina sen jälkeen, kun puu on korjattu metsästä. Hiili on varastoituneena esimerkiksi puurakennuksissa ja erilaisissa puukalusteissa. Mitä pidempään puusta valmistetut tuotteet ovat käytössä, sitä pidempään hiilidioksidi pysyy varastoituna. Esimerkiksi puutalon rakenteissa hiili säilyy parhaimmillaan jopa satoja vuosia.
Puutuotteiden käyttöä rakentamisessa perustellaan myös sillä, että materiaalivalinnoilla voi olla vaikutusta rakentamisen päästöihin. Noin kolmannes Suomen hiilidioksidipäästöistä johtuu nimittäin asumisesta ja rakentamisesta. Puusta valmistetut tuotteet ja rakennusosat ovat myös korjattavissa sekä uudelleen käytettävissä - esimerkiksi näillä keinoin puutuotteen elinkaarta saadaan pidennettyä entisestään.
Miten metsän kasvua vauhditetaan?
Puiden kasvuun ja samalla hiilensidontakykyyn voi vaikuttaa metsänhoidon toimenpiteiden avulla. Metsänhoidon suosituksissa on lukuisa määrä toimenpiteitä, joilla puuston kasvua pyritään tehostamaan metsän elinkaaren eri vaiheissa.
Puiden ja kaikkien muidenkin kasvien kasvu perustuu yhteyttämiseen, jonka keskeisenä energiana on auringon valo. Kun puustolle on tarjolla enemmän valoa, myös kasvuedellytykset voivat parantua. Yksi keino lisätä valoa kasvatusmetsään on harventaa puustoa.
Metsän jokaiseen eri elinkaaren vaiheeseen ja metsätyyppiin omat harvennussuosituksensa, joita metsäalan ammattilaiset osaavat soveltaa tapauskohtaisesti. Metsänhoidon suosituksia seuraamalla ja soveltamalla puuston kehitystä voidaan ohjata juuri haluttuun suuntaan, kuten edistää järeytymistä ja elinvoimaisuutta.
Muutamien viime vuosien aikana on ryhdytty keskustelemaan enemmän metsänhoidosta, joka jäljittelee luonnon omia prosesseja. Tämä tarkoittaa monimuotoisuuden säilyttämistä esimerkiksi kasvattamalla sekametsiä aiempien yksipuulajisten metsien sijaan ja jättämällä luontoon enemmän lahopuuta. Tiheästi kasvavissa metsissä voi jättää esimerkiksi tietyn kohdan käsittelemättä, jotta se antaa varjoisan piilopaikan eläimille. Tätä kutsutaan muun muassa riistatiheiköksi. Kun metsä aikanaan uudistetaan, riistatiheiköstä muodostuu luonnollisesti säästöpuuryhmä, joka jää monipuolistamaan metsikön rakennetta sekä luo vaihtelua maisemaan. Myös puuston terveys ja tuhonkestävyys puhututtavat metsänomistajia, sillä heikkokuntoinen metsä on altis kirjanpainaja- ja myrskytuhoille.
Tiedä mistä puhutaan: hiilensidontaan liittyvää sanastoa
Metsien hiilensidontaan liittyen törmää sanastoon, jonka aiheet voivat äkkiseltään kuulostaa kovin samanlaisilta. Tässä selitykset sanoille, joita hiilensidontaan liittyy.
Hiilensidonta
Ilmassa oleva hiilidioksidi sitoutuu kasviin tai puuhun yhteyttämisprosessissa.
Hiilinielu
Kasvava metsä, joka sitoo itseensä hiilidioksidia. Kasvun lakattua hiilidioksidin sitominen loppuu.
Hiilivarasto
Metsä ja sen maaperä, johon hiilidioksidia on sitoutunut vuosikymmenien saatossa. Kasvava metsä on sekä hiilinielu että -varasto. Kun metsän kasvu hidastuu minimiin tai lakkaa, se säilyy pelkkänä hiilivarastona.
Hiilitase
Hiilensidonnan ja hiilen vapautumisen erotus tietyllä aikavälillä. Positiivinen hiilitase on silloin, kun hiiltä on sitoutunut enemmän kuin vapautunut. Negatiivinen hiilitase puolestaan silloin, kun hiiltä on vapautunut enemmän kuin sitoutunut. Metsän kasvu lisää hiilensidontaa ja hakkuut hiilen vapautumista.
Hiilenpoisto
Keinoja, joilla voidaan poistaa hiilidioksidia ilmakehästä. Esimerkiksi maa- ja metsätalouden tai teknologian keinoja.
Hiiliviljely
Keino, jolla hiiltä voidaan sitoa ilmakehästä. Esimerkiksi metsittäminen, maatalouden toimenpiteet hiiltä sitovaan viljelyyn ja soiden ennallistaminen.
Hiilidioksidiekvivalentti
Kasvihuonekaasupäästöjen yhteenlaskettu ilmastoa lämmittävä vaikutus. Eri kasvihuonepäästöillä on erilainen vaikutus ilmaston lämpenemiseen.
Haluatko tutustua metsien hiilensidontaan syvällisemmin? Hiilipuu-sivusto on Helsingin yliopiston Ilmakehätieteiden keskuksen (INAR), Fysiikan ja Metsätieteiden yksiköiden sekä ohjelmistoyritys Simosolin ja kuvataiteilija Terike Haapojan yhteistyöhanke. Metsätieteiden osasto käynnisti Hiilipuu-hankkeen osana monitieteistä toimintaa, jonka tavoitteena on edistää metsien sekä metsä- ja suoympäristöjen ekologisesti, taloudellisesti ja sosiaalisesti kestävää käyttöä. Käy tutustumassa Hiilipuu-sivustoon.
