Skogplanting som klimatiltak

Transkript

1 2014 Skogplanting som klimatiltak - Litteraturstudie og drøfting med fokus på nordiske tilhøve Heidi Iren Saure NLA Høgskolen Bergen

2 Innhald 1 Føremål Innleiing Metode Skog og klima Karbondynamikk Skogen- eit karbonlager Etablering av «Klimaskog» i eit aktivt skogbruk Utvikling i karbonlageret etter rydding (snauhogst) av skogane Kor lenge bør skogen stå? Kort diskusjon og oppsummering Biofysiske faktorar og netto klimaeffekt Albedo Evapotranspirasjon og aerosolar Ulik effekt i subalpine, boreale, tempererte og tropiske skogar Kort diskusjon og oppsummering Effekt av eit varmare klima på «klimaskogane» Økosystemtenester og skogplanting på nye areal i Noreg Naturmangfald Verknader av treslagsskifte og skogplanting Karplanter, mosar og lav Fauna Soppflora Potensiale for restaurering av tidlegare vegetasjon Rekreasjon Kort diskusjon og oppsummering Val av treslag ved treslagsskifte Negative konsekvensar for biodiversitet og rekreasjon Samanfatting Avsluttande konklusjon Takk til Referansar

3 1 Føremål Føremålet med denne rapporten er å gje ein analyse av den samla klimaeffekten av auka skogplanting i Noreg, basert på eksisterande kunnskap og data frå norske og internasjonale vitskaplege publikasjonar og rapportar. Rapporten er skrive på bestilling frå Finansdepartementet, og tek føre seg effektar både på CO2-utslepp samt andre klimapådriv, og den vurderer effektar både på kort og lang sikt. Andre relevante aspekt er og vurderte, som effektar på naturmangfald og rekreasjon. 2 Innleiing Menneskeskapte klimaendringar er ei av vår tids største utfordringar. Eit varmare klima vil mellom anna ha negativ verknad på global matproduksjon, helse, tryggleik og biologisk mangfald (IPCC, 2014). Det internasjonale samfunnet er difor samde om at ein må hindre at global gjennomsnittstemperatur stig meir enn 2 C innan utgangen av dette århundret. Skal ein nå dette målet må verdas utslepp av klimagassar reduserast med prosent fram mot 2050, samanlikna med utsleppsnivået i 2000 (IPCC 2007). Klimameldinga 2012 (St.meld. nr.21) har togradersmålet som ei overordna målsetting, og trekkjer fram aktivt skogbruk som eitt av satsingsområda i norsk klimapolitikk. FN sitt klimapanel peikar på at skog kan bidra til å redusere klimagassutslepp gjennom tre hovudprinsipp: redusert avskoging, auka opptak av CO2 frå atmosfæren ved skogplanting og skogskjøtsle, og substitusjonseffektar (t.d. å erstatte bruk av fossile energikjelder ved bioenergi og produksjon av treprodukt med lang levetid) (Canadell & Raupach, 2008; St.meld. nr.21, 2012). Miljødirektoratet har sidan utforma eit høyringsforslag (M ) som gir konkrete forslag til korleis skogplanting på nye areal kan vere eitt av Noreg sine tiltak for å redusere den globale oppvarminga (Tekstboks 1). Miljødirektoratets skogplantingsplanar har møtt stor kritikk frå ei rekke fagmiljø (sjå t.d. Bryn & Flø, 2013; Halvorsen & Bryn, 2013; Hjorthol, 2013; Norderhaug et al., 2013; Universitetet i Bergen, 2013; Saure, 2013). Eit hovudankepunkt har til dømes vore at tiltaket vil ha negativ innverknad på naturmangfaldet. Granplantningar reduserer det biologiske mangfaldet i skogane, reduserer potensialet til å restaurere opne naturtypar, og kan verke negativt inn på muligheiter for friluftsliv og naturopplevingar. Miljødirektoratet er spesielt kritisert for å tillate utplanting av sitkagran, eit svartelista treslag 2

4 1. Skogbruket si rolle i norsk klimapolitikk Miljødirektoratet har sendt ut eit høyringsforslag (M ) der staten legg til rette for skogplanting på nye areal som eit klimatiltak. Dette konkretiserer Klimameldinga (St.meld. nr.21, 2012) sine planar for skogbruket si rolle i norsk klimapolitikk. Høyringsforslaget inneber at det skal plantast ny skog på inntil 1 million dekar over ein 20-års periode. Skogplantingstiltaket medfører m.a. eit treslagsskifte på Vestlandet og Nord-Noreg; der bjørkeskog- og annan lauvskog vert erstatta med granplantningar. Miljødirektoratet sin rapport drøftar omsyn til naturmangfald og andre miljøverdiar og det vert peika på usikkerheitsfaktorar knytt til skogplanting som eit klimatiltak. Klimameldinga 2012 (St.meld. nr.21) presenterer eit anna tiltak som vert lagt til grunn i Miljødirektoratet sin rapport, nemleg auka uttak av biomasse frå ståande kulturskogar. Dette kan auke tilgangen på bioenergi og byggjeråvarer og dermed redusere utsleppa i andre sektorar (i.e. auke substitusjonseffekten). Tiltaket inneber 30 % permanent auke i årleg avverking; frå 10 millionar m 3 til 13 millionar m 3, noko som medfører auka klimagassutslepp frå skogbruket. som er kjent for å ha stor spreiingsevne ut frå plantasjane. Men den kanskje mest alvorlege kritikken kjem frå forskarar som reiser problemstillinga om skogplanting i det heile teke er eit eigna klimatiltak i vårt nordlege klima. Dei peikar på at det er store faglege usikkerheitsmoment knytt til skogplanting som klimatiltak i Noreg, m.a. knytt til effektar av redusert albedo og effektar på karbonlager i jorda. Utredningar om skogtiltak i klimasamanheng fremjer dei same problemstillingane (Aarrestad et al., 2013; Dahlberg et al., 2013). Miljødirektoratet kan dermed i verste fall leggje til rette for eit tiltak som har motsett effekt av det som er intensjonen. Underteikna kjem i denne rapporten til å drøfte faktorar som verkar inn på den samla klimaeffekten ved skogplanting på nye areal som eit klimatiltak. Eit viktig prinsipp er altså at det er den netto klimaeffekten som må vurderast inkludert både karbon og andre klimapådriv. Eit anna viktig prinsipp er at klimatiltaket må vurderast i både kortsiktig og langsiktig perspektiv, der togradersmålet set ramma for det kortsiktige perspektivet. Det vert gått inn på faktorar som påverkar netto karbonbinding i planteskogane, t.d. val av planteareal, treslagsskifte og rotasjonslengder. Det vert og drøfta klimaeffektar ved auka hogstrater i norske skogar. Den totale klimaeffekten ved skogplanting vert sett i samanheng med endringar i albedoeffekten og andre biofysiske faktorar. Til sist vert det kort gått inn på skogplantingstiltaket sin verknad på naturmangfald og rekreasjon. 3

5 3 Metode Innhaldet i denne rapporten er basert på studiar av både norsk og internasjonal faglitteratur. Litteratur er m.a. funne fram til gjennom søk i store databasar for internasjonale fagtidsskrift (Web of Science TM ). Figurar i rapporten er nytta etter løyve frå forfattarane. Klimameldinga 2012 (St.meld. nr.21) og Miljødirektoratet sine rapportar (Klima- og forurensningsdirektoratet (Klif), 2011; Haugland et al., 2013, heretter: M ) presenterer dei fleste verdiane eg viser til for CO2- opptak og karbonlagring i norske skogar, og dannar eit viktig drøftingsgrunnlag for desse delane av rapporten. Rapporten inneheld ein litteraturstudie over relevante aspekt ved skogen sin innverknad på klima og klimaendringane. Litteraturstudien presenterer dessutan eit kortfatta kapittel om det norske skogplantingstiltaket sin moglege verknad på økosystemtenester som naturmangfald og rekreasjon. Etter kvart hovudkapittel vert det presentert ei kort drøfting og oppsummering. Rapporten endar så opp med ein avsluttande konklusjon. Kronikkar vert ikkje tekne med i litteraturstudien av skogplanting som klimatiltak, men det er vist til meiningsytringar i innleiinga av rapporten og i kapitlet om rekreasjon. Omfanget av rapporten tillet ikkje å gå i detaljar på moglege substitusjonseffektar og ulike former for skjøtselstiltak i skogane (t.d. gjødsling og tynning), og det vert kun gitt ein kortfatta presentasjon av komande klimaendringar sin betydning for skogane sin klimaeffekt. 4 Skog og klima Skog påverkar klimaet. Karbonlagring i skogens biomasse kan redusere mengdene av CO2 i atmosfæren, noko har vore ei sentral problemstilling når både politikarar og forskarar drøftar skogane si rolle i internasjonal og norsk klimapolitikk. Etter kvart har det vorte større forståing for at andre faktorar, slik som karbonlagring i jordsmonnet og albedo, kan spele ei avgjerande rolle for skogane sitt faktiske potensiale til å regulere klimasystemet og motverke global oppvarming. Dette kapitlet presenterer ein litteraturstudie som belyser skogar, og då særleg nordlege (boreale) skogar, sitt potensiale til å demme opp for klimaendringane. Sentrale problemstillingar vert her drøfta inn mot Miljødirektoratet sitt forslag om skogplanting på nye areal som eit klimatiltak. Første del omhandlar skogane sin karbondynamikk; korleis skogar kan påverke mengdene av karbondioksid i atmosfæren. Andre del går inn på korleis biofysiske 4

6 faktorar, og då særleg albedo, kan modifisere og tilmed snu det positive klimadrivet som ein kan få ved auka karbonlagring i skog. 4.1 Karbondynamikk Utslepp av karbondioksid (CO2) til atmosfæren er ein av dei viktigaste antropogene pådriva til ein menneskeskapt, global oppvarming (IPCC 2007). Antropogene CO2-utslepp er knytt til bruk av fossile energikjelder, men store mengder CO2 vert og sleppt ut i samband med den massive, pågåande, avskoginga i tropiske strok (IPCC 2007). Avskoging utgjer totalt 17 % av verdas samla utslepp av klimagassar (IPCC 2007). Ved å fange opp CO2 frå atmosfæren er skogane «karbonsluk» som reduserer mengdene av denne klimagassen i atmosfæren (Peng et al., 2008). Når trea døyr, t.d. ved hogst av skogane, vert derimot skogane karbonkjelder, då karbonet som var lagra i skogens biomasse vert frigjort og går attende til atmosfæren. Skogen har eit stort potensiale til å binde klimagassen CO2, men menneska si handsaming av skogane og etterbruken av tømmeret bestemmer i stor grad om skogen skal vere eit netto «sluk» eller ein kjelde for utslepp av karbon. Viktige problemstillingar knytt til skogen sin karbondynamikk er difor korleis karbonlageret i skogar endrar seg gjennom livsløpet frå skogplanting til avverking og korleis bruk av biomassen kan redusere fossile utslepp (i.e. substitusjonseffektar). Ei avgjerande problemstilling er korleis ein kan optimalisere planteskogane sitt potensiale for karbonlagring slik at dei kan verte til gode «klimaskogar» Skogen- eit karbonlager I karbonet (C) sitt kretsløp (Figur 1) vert CO2 teke opp av planter gjennom fotosyntesen og karbonet vert lagra i plantene sin biomasse. Respirasjon og nedbryting av daudt plantemateriale fører sidan CO2 attende til atmosfæren. Skogar har evnen til å byggje opp stor biomasse og kan såleis fange store mengder CO2 frå atmosfæren. På verdsbasis utgjer i dag skogane sin biomasse eit betydeleg karbonlager (Tabell 1). I tillegg fører eldre skogar mykje av karbonet til jordsmonnet, og særleg boreale skogar har eit svært karbonrikt jordsmonn (Tabell 1). På verdsbasis er det til saman lagra kring fire gongar meir karbon i jordsmonnet enn det er lagra i vegetasjon på landjorda (Figur 1). Skogar vert gjerne sett på som karbonnøytrale, då mengda av CO2 som vert teke opp frå atmosfæren gjennom fotosyntesen tilsvarar den mengda CO2 som vert sleppt ut ved 5

7 respirasjon og nedbryting av biomassen (Klif 2011) (Figur 1). Av den grunn vert også biobrensel frå skog ofte vurdert til å vere klimanøytralt; sidan like store mengder CO2 som vert sleppt ut etter at trea vert hogde og oppbrende, over tid vert teke opp att av nye tre (ref. i Cherubini et al. 2011). Dette synet vert problematisert i denne rapporten (sjå Kap ). Figur 1. Karbonet sitt kretsløp. Karbonet sin flux mellom land, atmosfære og hav er synt i mrd tonn C per år. Gule verdiar synleggjer naturlege endringar. Raude verdiar er antropogen tilførsle av karbon. Kvite verdiar indikerer lagra karbon. Kjelde: Earth Observatory NASA Totalt anslår ein at vi har ca. 2 milliardar tonn C lagra i biomasse (0,45 mrd tonn C) og jordsmonn (1,55 mrd tonn C) i norske skogar (Grønlund et al., 2010). Karbonet er lagra i fire ulike komponentar; levande biomasse (vegetasjon over bakken og røter under bakken), død biomasse (m.a. strø og hogstavfall), humusjord og mineraljord (Seedre et al., 2011). Det er ulike mengder karbon lagra i desse komponentane, og karbonet flyttar seg dessutan mellom dei ulike komponentane etter som ein skog veks til og vert eldre. Faktorar som påverkar karbonlagera er m.a. artssamansetnad, fukttilhøve og næringstilgang, skjøtsel/forstyrring og klima (m.a. lengde på vekstsesongen, nedbør og temperatur) (Seedre et al., 2011). For at skogane skal bidra til karbonbinding, og såleis redusere mengdene av CO2 i atmosfæren, må årleg tilvekst vere større enn avverkinga (Peng et al., 2008), samstundes som karbonlageret i jorda vert oppretthalde eller aukar. Karbonlageret i norske skogar sin biomasse har auka dei siste tiåra (St.meld. nr.21, 2012). Dette skuldast den storstilte skogplantinga som vart gjennomført på Vestlandet og i Nord-Noreg i etterkrigstida, og at hogstraten har lege stabilt 6

8 på kring 10 mill. m 3 per år (utgjer kring 40 % av årleg tilvekst), men også at svært mykje ny skog har kome til som følgje av naturleg attgroing etter nedlagd gardsdrift på innmark og redusert beite i utmark (Bryn et al., 2013a). Årleg nettoopptak i norske skogar har dei siste åra lege kring millionar CO2-ekvivalentar, og dette estimatet inkluderer levande biomasse, død ved og jordsmonn (St.meld. nr.21, 2012). Dette svarer til meir enn halvparten av årlege norske CO2-utslepp (St.meld. nr.21, 2012). Det er likevel ikkje sjølvsagt at skogar er karbonlager: I Danmark har t.d. årleg avverkningsrate vore så stor at skogane i fleire år var ein netto karbonkjelde, og i 2009 var nettoopptaket på kun 1.1 millionar CO2-ekvivalentar (St.meld. nr.21, 2012). Tabell 1 : Globale karbonlager i vegetasjon og jord ned til 1 m djupne (IPCC, 2000) Areal Karbonlager (Gt C) Vegetasjonstypar (10 6 km 2 ) Vegetasjon Jordsmonn Totalt Tropisk skog Temperert skog Boreal skog Tropisk savanne Temp. grasmark Ørken og halvørken Tundra Våtmark (myr) Dyrka mark Totalt Tropiske skogar har mest like store mengder karbon lagra i vegetasjon som i jordsmonn, medan mesteparten av karbonet i boreale og tempererte skogar er lagra i jordsmonnet (Tabell 1). I norske skogar er det estimert at overjordisk biomasse bidreg med 18 %, røter ca. 5 % og jord ca. 77 % av karbonlageret (Grønlund et al., 2010). Storleiken på C-lageret i jordsmonnet avheng av balansen mellom tilført C frå strø og mengder av C som vert frigjort ved nedbryting av strøet. Nedbrytinga av strøet varierer med temperaturtilhøve, jordfukt og type strø og nedbrytinga går etter måten seint i våre kjølege boreale skogar (Seedre et al., 2011). Jordsmonnet her består ofte av eit organisk humussjikt over mineraljorda. Dette humussjiktet er høgst biologisk aktivt. Humus inneheld mange stoff som er motstandsdyktige mot nedbryting og vegetasjonen er i liten grad i stand til å ta opp næringsstoffa som er bundne i mange slike humuskompleks (Seedre et al., 2011). Det ser ut til 7

9 å vere eit positivt høve mellom mengder av C i humus og alder på skogen (Seedre et al., 2011; Clemmensen et al., 2013). Tilførsle av strø er likevel ikkje nok til å forklare mengdene av karbon som er lagra i jordsmonnet (Clemmensen et al., 2013), og her spelar «sopprot» (mykorrhizasopp) ei stor rolle (Clemmensen et al., 2013; Averill et al., 2014). Dette er ein faktor som inntil nyleg har vore underkommunisert (Clemmensen et al., 2013). Mykorrhizasoppane lever i symbiose med fine trerøter; trea tilfører soppane ferskt C frå fotosyntesen, medan soppane sitt utstrekte mycel-nettverk gir trea ei mykje større kontaktflate til å ta opp næring frå jordsmonnet (Wiensczyk et al., 2002; Courty et al., 2010). Sopprot er såleis svært viktig for vekst og produksjon i skog (Fogel, 1980; Wiensczyk et al., 2002; Courty et al., 2010), og utan sopprot ville nok produksjonen vere mykje lågare i norske skogar og tregrensa ville truleg liggje nokre hundre meter lågare enn den gjer i dag (Kernaghan & Harper, 2001; Høiland, 2007). Mykorrhizasoppane (såkalla EEM-soppar; Ecto- og Eriocoid Mycorhiza) gjer at organisk materiale vert brote seint ned i humussjiktet (Averill et al., 2014) og sjølve mycelet består dessutan av karbonsambindingar som det er vanskeleg å bryte ned (Clemmensen et al., 2013). Humussjiktet kan såleis binde C i tusenvis av år (Seedre et al., 2011; Clemmensen et al., 2013). Dei største og mest stabile karbonmengdene er likevel lagra i mineraljorda (de Wit & Kvindesland, 1999; Grønlund et al., 2010; Seedre et al., 2011). Fine trerøter bidreg i større grad enn strø, til C-mengder i mineraljorda, sidan desse vert raskare brotne ned, og dei ulike stoffa kan lettare leke nedover i jordprofilen (Seedre et al., 2011) Etablering av «Klimaskog» i eit aktivt skogbruk Både i Noreg og på verdsbasis er det ein utbreidd praksis å plante skogar for å få tilgang på ressursar som tømmer, papir og energi (Tekstboks 2). I seinare tid har det i tillegg vorte sett fokus på skogen sitt potensiale til å redusere klimaendringar gjennom opptak av CO2 og lagring av karbon i skogen sin biomasse. For å sikre økonomisk utbyte av skogsdrifta består skogane ofte av produktive treslag som toler å stå tett, og planteskogane består ofte av eitt treslag (monokulturar) der alle trea er planta på same tidspunktet. Framande treslag vert ofte nytta i planteskogane, t.d. er Nord-Amerikansk sitkagran (Picea sitchensis) i dag det vanlegaste treslaget i Storbritannia (Peterken, 2001). I norsk samanheng er vanleg gran (Picea abies) det mest nytta treslaget i planteskogane, men i ytre kyststrok er det og planta ut sitkagran. 8

10 2. Skogplantingshistorie Skogen har alltid vore ein viktig ressurs for folk i Noreg. Tømmer har vore nytta til byggjemateriale for båtar og bygningar, det har gitt energi til oppvarming og produksjon av råvarer og har ikkje minst vore ein viktig eksportartikkel. Allereie på 1500-talet var myndigheitene merksame på at skogressursane stod i fare for å verte utarma. Sagbruksindustrien tok av på 1600-talet, og grunna folkeauke, hard beitebruk og intensiv hogst av furuskogane, vart det ein påtrengande mangel på skogressursar i kyst-og fjordstrok mot slutten av 1800-talet (Øyen, 2008a). Den første vellukka skogplantinga fann stad på Nordmøre i 1789, der individ av lerk vart planta (Øyen, 2008a). På 1840-talet vart det danna lokale skog-og treplantingsselskap og planteskular og i 1898 vart Det Norske Skogselskap danna. Det var eit ønskje om å plante skog for komande generasjonar, samstundes som ein tykte at planteskogane gjorde dei snaue fjellsidene vakrare. Skogreising vart sett på som ei nasjonalt prosjekt: «Dette er den største sak som har været oppe i vårt land» vart til dømes sagt av lensmann og skogplantar M.A. Grude i 1898 (Øyen, 2008a). Frå då av auka skogplantinga, og det var gjerne bygdeungdomslag og skuleungdomar som deltok i skogplantinga tidleg på 1900-talet. På dette tidspunktet var det likevel mangel på kunnskap om planteteknikk, bonitet og kva planter (proviniensar) ein skulle nytte, noko som resulterte i mykje «klattplanting» av låg kvalitet (Berg, 1991; Øyen, 2008a). Det store norske skogreisingsprogrammet starta i Motto for plantearbeidet var: «Mest mogleg skog, på best mogleg jord, så fort som råd er!» (Berg, 1991, s. 198). Det vart utarbeidd kommunale planteplanar og gjennomført eit stort treslagsskifte der ein erstatta såkalla «skrapskog» (t.d. bjørkeskog) med gran (Picea abies). Staten finansierte halvparten av kostnadane, i tillegg var det stor kommunal stønad til skogeigarane. Innan midten av 1990-talet var det planta ut 2,79 millionar dekar skog, i hovudsak på Vestlandet og i Nord-Noreg (Øyen, 2008a). Grana toler å verte planta mykje tettare enn det heimehøyrande bartreet furu (Pinus sylvestris), og vart difor det dominerande treslaget i plantefelta i kystfylka (sjå Tekstboks 5). I ytre kyststrok vart det etter kvart planta mest sitkagran (P. sitchensis), totalt 0,5 millionar dekar, då dette er eit treslag som er betre tilpassa kystklimaet med saltsprut, vind og mykje nedbør (Artsdatabanken, 2012). Planteintensiteten vart redusert på 1980-talet, noko som skuldast redusert tilgang på eigna planteareal og minkande interesse hjå bøndene (Øyen, 2008a). På 1980-talet vart det dessutan aukande motstand og skepsis mot granplanting langs norskekysten (Øyen, 2008a). I nyare tid har det vorte auka fokus på biobrensel og karbonlagring i skog, statlege tilskot til nyplanting (som fall bort frå ) er 9 gjeninnførte, og planteaktiviteten er i dag noko stigande (Øyen, 2008a).

11 Skogplanting på open mark Semi-naturleg mark, slik som t.d. tidlegare beitemark, slåttemark og kystlynghei er aktuelle areal for skogplantingstiltaket som er føreslått av Miljødirektoratet (M ). Dette er naturtypar som kjenneteiknar det norske kulturlandskapet langs kysten og som er avhengige av ytre påverknad som til dømes beiting, slått eller regelmessig brenning (Grønlund et al., 2010; Dahlberg et al., 2013; Kaland & Kvamme, 2013). Bortfallet av slik aktivitet dei siste tiåra har ført til at desse opne, og stort sett trelause, kulturlandskapa i dag står i fare for gro til og utvikle seg til skog (Bryn et al., 2013a). Det er ikkje føreslått at skog skal plantast i open røsslyngmark, men skogplanting er aktuelt for kystlynghei i tidleg gjengroingsfase (M ). Vegetasjonen i desse naturtypane har eit stort innslag av fleirårige grasplanter som tilfører mykje karbon til eit omfattande rotsystem under bakken, særleg når dei vert utsett for beite eller slått (Grønlund et al., 2010). Slik kan semi-naturleg mark ha like store, eller større, karbonlager i jordsmonnet enn kva skogane har (Grønlund et al., 2010; Laganière et al., 2010; Dahlberg et al., 2013). Skogplanting, eller naturleg gjengroing på semi-naturleg mark ved opphøyr av slått og beite, kan føre til redusert karbonbinding i jorda i ein periode før karboninnhaldet igjen sakte byrjar å stige (Grønlund et al., 2010; Dahlberg et al., 2013). Skog har derimot mykje større potensiale til å binde karbon i vegetasjonen (Grønlund et al., 2010), og både skogplanting og naturleg gjengroing på desse areala vil såleis ha eit auka karbonlagringspotensiale i eit årsperspektiv (Grønlund et al., 2010; Dahlberg et al., 2013). Det kan verte aktuelt å gjennomføre markberedning før skogplanting, då tett grasdekkje og lyngvegetasjon reduserer overleving og produksjon hjå dei nyplanta trea (M , Dahlberg et al., 2013). Markberedning vil gje umiddelbare utslepp av CO2- frå jordsmonnet til atmosfæren (sjå Kap ). Ein bør særleg vere merksam på at kystlyngheier og myrlendte område består av stadvis fuktige område med mykje torvjord der det kan vere svært store karbonlager i bakken; medan ei grasmark kan ha kring 20 tonn C per dekar (daa), er det i snitt lagra 55 tonn C per daa i myr og torvmark (Grønlund et al., 2010). Forstyrring ved markberedning gjer at oksygen slepp til i jordsmonnet (Grønlund et al., 2010). Då skjer det ei rask nedbryting av det organiske materialet og særleg i torvjord vil store mengder karbon sleppe ut til atmosfæren (de Wit & Kvindesland, 1999). Det vert og endringar i utslepp av klimagassane lystgass (auke) og metan (reduksjon) (Grønlund et al., 2010). Forsking tyder på at den øvre grensa for kor store karbonutslepp frå jorda som nyplanta skog kan kompensere for, ligg kring 0.3 kg/m 2 /år (Cannell et al., 1993; de Wit & Kvindesland, 1999). Det er i dag forbode 10

12 å nygrøfte myr for skogplanting, så Miljødirektoratet planlegg ikkje å plante skog på snau myr eller tresett myr (M ), men det ligg ingen tilsvarande begrensingar på andre fuktige vegetasjonstypar som gjengroande fuktig kystlynghei og grasmark. 3. Skogplanting på nye areal- eit treslagsskifte Miljødirektoratet føreslår at det kan plantast skog på nye areal, helst kring daa per år, over ein 20-års periode (M ). Vestlandet og Nord-Noreg (Nordland og Troms) har størst tilgang på plantbare areal, og utgjer difor hovudmålet for skogplantingstiltaket (M ). Areala som er aktuelle for skogplanting er open mark som ikkje lenger er i hevd, d.v.s. areal som enno ikkje fyller skogdefinisjonen, og uskjøtta lauv- og blandingsskog (i.e. gjengroingsareal som fyller skogdefinisjonen) der ein kan auke skogproduksjonen ved treslagsskifte (M ). Skog er då definert som areal med over 10 prosent krunedekkje. Dette opnar for at kulturmark (t.d. kystlynghei, beitemark og slåttemark) i tidleg gjengroingsfase er aktuelle for skogplanting. Kun 14 prosent av plantearealet har under 10 prosent krunedekkje. Skogplanting på nye areal vil difor i hovudsak medføre eit treslagsskifte der bjørkeskog og annan lauvskog vert erstatta av treslag som har høgare potensiale for karbonbinding (M ). Miljødirektoratet legg til grunn at gran vert det viktigaste treslaget i dei nye planteskogane. Treslaget som vert skifta ut er i hovudsak dunbjørk (Betula pubescens), då bjørkeskog utgjer over halvparten av plantearalet på Vestlandet og dominerer i Nord-Noreg (> 80 % av det skogsette plantearealet). Hogstmogen lauvskog (hogstklasse V) utgjer størsteparten av det tilgjengelege plantearealet, og treslagsskiftet vil i hovudsak skje på lite produktiv mark: Av bjørkeskogar står 71,9 % på lågaste bonitet (6-8) og produksjonsevnen vil berre i noko grad (23,9 %) overstige lågare til midlare bonitet etter treslagsskiftet (M ). Det er ein større andel med gunstige driftstilhøve (lite bratt terreng og kort avstand til transportveg) i Nordland/Troms (36%) enn på Vestlandet (24%). 11

13 Etablering av nye skogar gjennom treslagsskifte Etablering av planteskogar kan skje ved treslagsskifte, der ståande skog vert erstatta med meir produktive treslag. Tilgangen på planteareal på Vestlandet og i Nord-Noreg gjer at det er nettopp eit slikt treslagsskifte som i stor grad kjenneteiknar Miljødirektoratet sine planar for skogplanting på nye areal (M ) (Tekstboks 3). Val av treslag er viktig for å få eit størst mogleg opptak av CO2 og såleis auke karbonlageret i biomassen (Øyen, 2008b). I Storbritannia er det funne at osp-artar (Populus spp.) er optimale for skogplanting dersom ein ønskjer hurtig opptak (over år) av CO2, medan ein bør satse på barskogplantasjar når det er lengre tidsperspektiv (Dewar & Cannell, 1992). Granplantningar har ein markert større evne til å lagre C enn lauv- og furuskog i Noreg (> 65 %, Øyen, 2008b). Vidare har sitkagran (Picea sitchensis) større produksjonsevne enn vanleg gran (Øyen, 2008b). Vanleg gran (P. abies) er det vanlegaste treslaget som vert nytta ved treslagsskiftet, men det vert og opna for å plante ut sitkagran i ytre kyststrok (M ). Sitkagran er ikkje føreslått som eit hovudtreslag i det planlagde treslagsskiftet. Årsaka til dette er at den er eit innført treslag som er svartlista grunna dokumentert evne til å spreie seg ut frå granplantningane og har negativ innverknad på artsmangfaldet i truga kystlyngheier (Gederaas, 2012; Saure, 2012). Dei to nemnde gran-artane kan begge oppnå ein produksjon på over 2,0 m 3 /daa/år, medan lauvtre- og furubestandane vil produsere lågare enn 1,0 m 3 /daa/år, og oftast lågare enn 0,6 m 3 /daa/år (Øyen, 2008b). Ved eit treslagsskifte vil gevinsten i produksjonsevne (m 3 /daa/år) vere størst ved skifte frå dunbjørk til sitkagran og dernest gran, men eit treslagsskifte frå furu (Pinus sylvestris) til sitkagran vil gje omtrent tilsvarande gevinst (Øyen, 2008b). Noko lågare auke i produksjonsevne vil kome ved treslagsskifte frå furu til gran og frå gran til sitkagran. Det vil derimot vere lite å hente på å skifte frå dunbjørk til furu (Øyen, 2008b). Det må nemnast at grana ofte er planta på dei beste bonitetane, noko som truleg overestimerer skilnaden mellom dei ulike skogtypane (Øyen, 2008b). Fleire studiar tyder på at det kan vere tenleg å velje blandingsskogar heller enn monokulturar, når føremålet er å lagre mest mogleg karbon i skogen (Gamfeldt et al., 2013; Hulvey et al., 2013). I ein svensk studie finn t.d. Gamfeldt et al. (2013) ein positiv samanheng mellom talet på treslag og produksjon av biomasse og oppbygging av karbonlager i jordsmonnet. 12

14 4.1.3 Utvikling i karbonlageret etter rydding (snauhogst) av skogane Både treslagsskifte og ordinær drift av planteskogar medfører snauhogst av ståande skog, noko som igjen har stor innverknad på karbonlageret i vegetasjonen og i jordsmonnet. Dette vert gjennomgått i avsnitta nedanfor Karbongjeld og tilbakebetalingstid 4. Karbondynamikk i skog CO2-utsleppa etter hogst kan vi seie at dannar ei karbongjeld og tida det tek for den nyplanta granskogen å binde like mykje karbon som det vart sleppt ut i samband med hogst, kallar vi for tilbakebetalingstida. Karbongjelda aukar dess lenger ut i gjengroingsprosessen ein gjennomfører treslagsskifte, sidan vegetasjonen då vil ha lagra meir karbon som no vert ført attende til atmosfæren. Sidan jordsmonnet innheld mykje karbon vil ikkje karbonrekneskapen starte på «null», og ein annan faktor som må reknast med er substitusjonseffekten. Dersom trevirket t.d. kan nyttast til bioenergi som erstattar bruk av fossile energikjelder kan dette gje reduserte klimagassutslepp. I ein slik situasjon kan substitusjonseffekten vere med på å heve karbongjelda sitt «startnivå» etter hogst (Figur 2 og 3). Storleiken på substitusjonseffekten avheng då av kva type bioenergi som vert produsert og kva den erstattar. Treslagsskiftet som er planlagt på Vestlandet og i Nord-Noreg medfører umiddelbare utslepp av CO2 (M ) (Tekstboks 4). I klimarekneskapen vert utslepp frå heile biomassen bokført som CO2-utslepp etter hogst av skog, sjølv om delar av karbonet kan lagrast i langtlevande treprodukt eller brukast til å erstatte (substituere) bruk av fossile energikjelder (Klif 2011). Ved det planlagde treslagsskiftet vert likevel CO2-utsleppa høgst reelle, då bjørk, som utgjer det vanlegaste treslaget, mest truleg vert nytta til ved og brent opp i løpet av få år (M ). Vedfyring er allereie mykje brukt som energikjelde langs kysten og potensialet for substitusjonseffekt i høve til fossile energikjelder (som t.d. oljefyring) vil nok difor vere 13

15 marginalt. Dersom vedfyringa erstattar bruk av elektrisitet kan det derimot føre til netto auke av CO2-utslepp, sidan elektrisitet i Noreg er henta frå vasskraft (Lyng et al., 2010). Etter snauhogst av ståande skog vert det planta ut nye treplanter, og for norske tilhøve er treslaget helst vanleg gran (M ) (Tekstboks 3 og 5). Dei boreale skogane veks etter måten langsamt, og i Noreg tek det gjerne år før eit nyplanta tre har klart å binde like mykje karbon som det treet som vart avverka (M , Grønlund et al., 2010). Dette går raskare for lauvtrea enn for bartrea (Dewar & Cannell, 1992). I følgje Miljødirektoratet (M ) vil det ta år før dei nyplanta granskogane på Vestlandet og i Nord-Noreg klarer å byggje opp like store karbonlager som stod i bjørkeskog og annan lauvskog i sein gjengroingsfase på middels god bonitet (Figur 4 og 5). Dette er dei vanlegaste gjengroingsskogane (Tekstboks 3), og vidare i denne rapporten vert det difor teke utgangspunkt i desse verdiane. Tilbakebetalingstida vert nokre få år kortare ved treslagsskifte i tidleg gjengroingsfase og nyplanting på open mark (M ). Den totale tilbakebetalingsperioden vert forlenga tilsvarande tidsromet som treslagsskiftet varer (M , Holtsmark, 2012); Dersom tiltaket føregår over ein periode på 20 år vert tilbakebetalingstida for heile skogplantingstiltaket år. Miljødirektoratet sine modellar (M ) tek ikkje omsyn til CO2- utslepp frå jordsmonnet og ev. markberedning etter hogst (sjå Kap ), og dermed må ein rekne med at tilbakebetalingstida vert lengre enn det som er skissert ovanfor. Miljødirektoratet (Klif 2011) sine modellar syner vidare at når ein tek med tap til atmosfæren av karbon lagra i jordsmonnet må andre generasjon granplantning stå lenger enn den første granplantningen gjorde; hogst ved til dømes 90 års alder medførte ei tilbakebetalingstid på meir enn 110 år (Klif 2011). Tilbakebetalingstida kan reduserast med nokre år, avhengig av i kor stor grad biomassen frå den nyhogde skogen vert brukt til å erstatte fossile brennstoff eller til å erstatte meir energikrevjande bygningsmateriale, slik som betong. Ved optimal substitusjonseffekt, som når tømmer erstattar stålbjelkar i bygningar, kan tilbakebetalingstida reduserast med år (Figur 3) (Klif 2011). I dag er det kun ein liten del av norsk tømmer som vert langtidslagra på denne måten (sjå Kap ). 14

16 Figur 2. Prinsippskisse for utviklinga av C-lager i eitt bestand ved treslagsskifte frå bjørk til granskog. Inkluderer substitusjonseffektar frå biomasse som vert teke ut frå området. Forfattaren har lagt til informasjon om tidspunkt for hogst og tilbakebetalingstid, og ein tekstboks med supplerande faktorar som vil påverke tilbakebetalingstida etter hogst. Kjelde: M Figur 3. Utvikling av C-lager (CO 2 per hektar) i levande biomasse, jord, strø og død ved ved gitt avverking med uttak av GROT, kombinert med substitusjon av fossil energi (høg subst.effekt), lagring i treprodukt og substitusjon av stålbjelke. Blå stolpe syner C-nivå ved hogst av 90 år gamal granplantning, og det er teke omsyn til substitusjonseffektar. Svart sirkel: Når grøn line (nyplanta skog) kryssar raud line (skog utan avverking), har den nyplanta skogen tilbakebetalt C-gjelda frå hogst og etter dette tidspunktet, i år 180, vil effekten av avverking gje lågare CO 2-mengder i atmosfæren enn om skogen ikkje hadde vorte hogt. Kjelde: Klif

17 C-dynamikk i levande biomasse Etter at det er planta ut nye treplanter på snauflatene byggjer karbonlageret seg opp etter eit nokon lunde fast mønster i den levande biomassen (i.e. tresjiktet, undervegetasjon og røter) (Figur 6); først lagrast karbon nokså sakte i biomassen, deretter aukar CO2- lagringsraten til den når eit maksimum og byrjar å synke (Seedre et al., 2011). Kor raskt biomassen klarer å lagre C avheng av veksetilhøva på staden, skogskjøtsle og treslaget. Produktive skogar kan raskare oppnå maksimal lagringshastigheit enn mindre produktive skogar (Seedre et al., 2011). Figur 4 og 5 syner modellar over forventa CO2- opptak og oppbygging av karbonlager i første generasjon granplantning etter treslagsskiftet på Vestlandet og i Nord-Noreg. Allereie etter år byrjar det årlege CO2- opptaket å verte større i granskog enn i bjørkeskog og annan lauvskog (Figur 4). Etter 60 år har granskogen bunde 24,7 tonn CO2 -daa meir enn bjørkeskogen ville ha gjort (Figur 5) og etter 90 år har differansen i C-lageret stige til 50,4 tonn (Figur 5). Dette syner klårt at dei planlagde granplantningane har eit stort potensiale til å fange CO2 frå atmosfæren og lagre karbonet i levande biomasse. Figur 4. Utviklingsrate for opptak av CO 2 i levande biomasse i gjengroingsskogar (bjørk og annan lauvskog) og granplantning. Raud vertikal linje indikerer realistisk hogsttidspunkt av granplantningen (innsett av forfattaren). Kjelde: M Figur 5. Utviklingsrate for karbonlager i levande biomasse i gjengroingsskogar (bjørk og annan lauvskog) og granplantning. Raud vertikal linje indikerer realistisk hogsttidspunkt av granplantningen (innsett av forfattaren). Kjelde: M

18 Den potensielle klimaeffekten ved skogplantingstiltaket avheng av tidspunktet for avverking; kor lenge får granplantningen lov til å stå og lagre karbon etter at den har betalt attende karbongjelda frå treslagsskiftet? Kva som vert sett på som ideell rotasjonstid vil ofte avhenge av den økonomiske lønsemda ved å avverke skogen (Van Kooten et al., 1995). Miljødirektoratet (M ) legg til grunn at dei nye granplantningane skal stå i 90 år på Vestlandet og i Nord- Noreg. I kystskogbruket er det derimot vanleg å avverke granplantningane når dei er år, m.a. på grunn av øvre grenser for dimensjonar på trevirket (Kårstad pers.medd., 2013). Eg trur difor at det er realistisk å rekne 60 år som ei vanleg rotasjonslengde for granplantningar, i alle fall på Vestlandet (Øyen & Stensløkken, 2013). På dette tidspunktet er karbongjelda endeleg betalt og karbonlagring føregår no for fullt i granplantningane sin biomasse (sjå Figur 5). Avverking ved 60 år vil difor kraftig redusere skogplantingstiltaket sitt potensiale til å redusere mengdene av CO2 i atmosfæren. Avverking av granplanteskogen markerer på sett og vis sluttpunktet for treslagsskiftet som klimatiltak. Etter hogst vert det bokført store utslepp av CO2 til atmosfæren og 2. generasjon granplantning vil i hovudsak ha som oppgåve å betale attende karbongjelda frå den føregåande granskogen (sjå Figur 3). I klimasamanheng er det difor føremålstenleg å velje ein rotasjonslengde som gir størst mogleg netto karbonopptak i den første generasjonen av granplantningar (Cannell, 1999). Eventuelle substitusjonsverknader frå tømmer og hogstavfall reduserer rett nok denne tilbakebetalingstida (Klif 2011) (Figur 3), noko som vert drøfta i Kap Det er usemje i fagmiljøa kring karbondynamikken i skog som får stå til den vert gamal (Framstad et al., 2013). Sjølv om raten for CO2-opptak frå atmosfæren minkar dess eldre trea vert, kan skogen framleis byggje opp større karbonlager (de Wit & Kvindesland, 1999; Nilsen et al., 2008), men planteskogar der alle trea er like gamle vil truleg ikkje kunne stå like lenge som fleiraldra skogar grunna auka grad av m.a. vindfelling og biologiske åtak frå sopp og insekt (de Wit & Kvindesland, 1999; Jandl et al., 2007; Nilsen et al., 2008). Slik har nokre monokulturar vist seg å verte karbonkjelder (Luyssaert et al., 2008). Stor usikkerheit er knytt til kvifor særleg einsaldra skogar, slik som granplantningar, ikkje klarer å oppretthalde den høge C-lagringsraten. Moglege forklaringar kan vere at: høvet mellom fotosyntese og respirasjon endrar seg, næringsinnhald i jordsmonnet vert redusert, trea er planta for tett, mindre produktive artar vert vanlege utover i suksesjonen og ikkje minst at faren aukar for insekt- og/eller vindskader (referansar i Seedre et al., 2011). Det er og mogleg at etter måten meir av karbonet vert lagra i biomassen under bakken når skogane vert eldre (Seedre et al., 2011). 17

19 Figur 6. Prinsippskisse for endringar av C-lager i levande biomasse i boreale skogar etter snauhogst. Tre= heiltrukken linje. Røter= stipla linje. Utvikla etter: Seedre et al C-dynamikk i jordsmonn Dei boreale skogane inneheld mykje meir karbon i jordsmonnet enn i den levande biomassen, og i det fuktige, norske jordsmonnet, er karbonmengdene særleg store (de Wit & Kvindesland, 1999) (Kap.4.1.1). Det er såleis viktig å vite korleis C-nivået i jordsmonnet endrar seg ved snauhogst av ståande skog (Peng et al., 2008), og mange internasjonale studiar har undersøkt korleis skogsdrifta påverkar mengdene av karbon som er lagra i jorda. Etter at tresjiktet er fjerna endrar miljøtilhøva seg kraftig, med auka lystilgang og større variasjon m.o.t. temperatur, vind og fukt (de Wit & Kvindesland, 1999; Lal, 2005). Auka temperatur og jordfukt kan stimulere til høg aktivitet hjå nedbrytarorganismar, noko som gjer at hogstavfall (strø, greiner og toppar) raskt vert brote ned dersom det vert liggjande att på hogstflata (Das Gupta & DeLuca, 2012). Strø frå lauvtre vert normalt raskare brote ned enn strø frå bartre (Nave et al., 2010; Seedre et al., 2011). Ved snauhogst døyr også trerøtene, og karbonet frå denne underjordiske biomassen, vert til dels lagra i jorda og dels brote ned og sleppt ut til atmosfæren (Seedre et al., 2011). Nedbrytinga av dette hogstavfallet kan gje auka C-mengder i humussjiktet dei 1-3 første åra etter hogst (de Wit & Kvindesland, 1999; Seedre et al., 2011). Deretter vil C-lageret i jordsmonnet truleg minke ein periode, før den nyplanta skogen på nytt tilfører skogbotnen større mengder organisk materiale (Seedre et al., 2011) (Figur 7). Slik kan jordsmonnet verte ein netto kjelde for CO2- utslepp til atmosfæren (Jandl et al., 2007). C-utvikling etter hogst kan vere ulik i humussjiktet og mineraljorda (sjå t.d. Yanai et al., 2003), men det totale tapet av C kan vere stort og langvarig; i ein kronosekvensstudie av granskogar i Canada var C-tapet frå jordsmonnet på 50 % 32 år etter hogst og det tok 100 år før C-lageret vart bygd opp att (Diochon et al., 2009). Eit så stort C-tap er på linje med Covington 18

20 (1981), medan andre studiar finn ein del lågare tap av C (opp til 20 %) ved hogst av barskog (Olsson et al., 1996; Peltoniemi et al., 2004; Nave et al., 2010; Das Gupta & DeLuca, 2012). Dette er studiar som måler effektar i relativt kort tid etter hogst (8-22 år; Olsson et al., 1996; Peltoniemi et al., 2004; Das Gupta & DeLuca, 2012), men ein metaanalyse av tempererte barskogar indikerer at det kan ta år før C-nivået er gjenoppretta (Nave et al., 2010) og ein finsk simuleringsstudie (Liski et al., 1998) resulterte i langtidstap av C (14 %) over ein 200- års periode. Andre studiar, som både inkluderer direkte målingar, metaanalyser og litteraturstudium, peikar på at C-nivået i jordsmonnet kan vere både uendra (Johnson, 1992; Johnson & Curtis, 2001) eller høgare (Johnson & Curtis, 2001; Ilvesniemi et al., 2002) etter snauhogst. Det er vanskeleg å studere jordtilhøva over så lange tidsperiodar som ein her treng å vurdere, difor må ein ofte utføre kronosekvensanalyser (t.d. undersøkje nærståande skogar av ulik alder) eller utvikle simuleringsmodellar for jordsmonnsutviklinga. Desse metodane kan vere nyttige, men inneber og ein del usikkerheitsmoment. Dette kan vere ei av forklaringane på at det er ein manglande konsensus om kva som skjer med C-nivået i jordsmonn etter snauhogst (Peng et al., 2008). Dei raskaste og største C-endringane i jordsmonnet skjer i humussjiktet, nær overflata (sjå t.d. Peltoniemi et al., 2004; Nave et al., 2010), og karbonet i mineraljorda er rekna å endre seg lite etter hogst (Seedre et al., 2011) (Figur 7). Samstundes er det i mineraljorda (ned til 1 m djupne) at dei største og mest stabile mengdene av C er lagra, og kun små endringar i dette C- lageret kan ha stor innverknad på CO2- nivået i atmosfæren (Seedre et al., 2011). Diochon et al. (2009) fann t.d. at store mengder C vart tapt gjennom heile jordprofilen (sjå ovanfor) og at prosessar djupt i mineraljorda kan vere ei viktig forklaring for funna. Dette illustrerer kor viktig det er å undersøke jordsmonnsdynamikken også i djupare jordsjikt etter snauhogst (Diochon et al., 2009). Figur 7. Prinsippskisse for C-lager i jordsmonn i boreale skogar etter snauhogst. Humussjikt= stipla linje. Mineraljord= småprikka linje. Utvikla etter: Seedre et al

21 Manglande konsensus kring jordsmonnsendringar etter hogst (sjå ovanfor) gjer det vanskeleg å vurdere i kor stor grad C-tap frå jordsmonnet vil verke inn på den totale C-rekneskapen ved det føreslåtte treslagsskiftet på Vestlandet og i Nord-Noreg. I norsk samanheng er det føreslått at C-tap i jord vil vare år etter hogst og tilplanting med nye treplanter (de Wit & Kvindesland, 1999; Nilsen et al., 2008) og i følgje Miljødirektoratet (Klif 2011) vil det ta meir enn 50 år før C-innhaldet på snauflata når same nivå som umiddelbart etter hogst av ein granplantning (Figur 3). Jordsmonnsvariablar er ikkje tekne med i modellane for utvikling av C-lager etter treslagsskiftet (Figur 2), men Miljødirektoratet reknar med at rydding av gjengroingsskogane vil føre til ein nedgang i jordsmonnet sitt C- lager (M ). Figur 8. Markberedning før utplanting av gran. Anlagt skogsbilveg i framgrunnen. Hjelmeland, Rogaland. Foto: Vegard Ankarstrand, Fylkesmannen i Rogaland. Andre faktorar, i tillegg til fjerning av tresjiktet, kan og gje CO2-utslepp etter hogst. Dette kan vere mekanisk forstyrring av jordsmonnet ved bruk av hogstmaskiner, markberedning og grøfting/drenering ved nyplanting (Figur 8) og anlegging av nye skogsvegar. Det er ikkje planlagt bruk av hogstmaskiner ved rydding av gjengroingsskogane (M ), men markberedning kan vere aktuelt der sterk lyngdominans og anna undervegetasjon kan hindre etablering av treplantene (M ). Markberedning, t.d. ved å fjerne humussjiktet eller velte om øvste jordlaget, aukar både overleving og produksjon hjå treplantene (Örlander et al., 1998; Jandl et al., 2007), noko som er positivt m.o.t. CO2-opptak i trea. Markberedning er samstundes ugunstig fordi det fører til CO2-utslepp til atmosfæren frå jordsmonnet gjennom 20

22 auka respirasjon av organisk materiale i mineraljorda (Johnson, 1992; Lal, 2005; Jandl et al., 2007; Zummo & Friedland, 2011). Tilsvarande vil forstyrring av jordsmonnet ved skogsmaskiner bidra til auka CO2-utslepp (sjå ref. ovanfor) ved rydding av den første generasjonen av granplantningar i skogplantingstiltaket. Ein vesentleg del av aktuelle planteareal på Vestlandet og i Nord-Noreg ligg i bratt terreng og/ eller det er store transportavstandar (M ) (Tekstboks 3). Dette medfører eit stort behov for anlegging av skogsvegar noko som og vil bidra til auka CO2- utslepp (M ). Livsløpsanalyser (LCA) ved hogst av gjengroingsskogar og granplantningar kan gje oversikt over det totale karbonutsleppet knytt til oppstart og vidareføring av det planlagde skogplantingstiltaket. I følgje Lyng et al. (2010) kan skogsdrifta ha gitt eit utslepp på 6,75 kg CO2- ekvivalentar per fastkubikkmeter (fm 3 ) ved sluttavverking av skogane. Det er vidare stor mangel på kunnskap om kva konsekvensar det vil få når viktige soppog bakteriesamfunn i skogbotnen vert endra i så stor grad som ein trur kan skje ved skogplanting og treslagsskifte (Dahlberg et al., 2013) (sjå Kap og 5.1.4). Fleire artar av karbonbindande mykorrhizasoppar og nedbrytarsoppar forsvinn, medan andre kan kome til (Aarrestad et al., 2013). Viktige spørsmål er difor kor raskt mikroorganismane tilpassar seg endringa i arealbruk (i.e. skogplanting eller etablering av nye treslag), om soppsamfunna i kulturmark og i skog er like effektive til å lagre karbon i jordsmonnet og korleis soppsamfunna endrar seg gjennom suksesjonen frå open mark til mogen skog (Dahlberg et al., 2013) Kor lenge bør skogen stå? For å oppnå maksimal karbonlagring i granplantningane er valet av rotasjonslengde eit avgjerande spørsmål. For å få ein klimagevinst må planteskogar stå ut over tidspunktet for oppnådd karbonnøytralitet. Forlengjer ein rotasjonstida ut over dette får ein netto positiv klimaeffekt ved meiropptak av karbondioksid (Cherubini et al., 2011). Hogst ved økonomisk optimum betyr ofte at skogplantasjar inneheld kun prosent av den karbonmengda som plantasjane ville hatt om dei fekk utvikle seg til mogen skog (Cannell, 1999). Berre dersom treprodukt frå tømmeret har lik, eller høgare levetid enn planteskogen si rotasjonstid, vil det løne seg å hogge skogen på det tidspunktet der C-opptaket har maksimal gjennomsnittleg årleg auke (Cannell, 1999). Dette er imidlertid ikkje tilfelle for mesteparten av norske treprodukt; kun inntil 20 % av avverka 21

23 stammevirke går til lagring i byggjevarer (Klif 2011), og levetida til dei fleste treprodukta er i snitt rekna å vere år (h.h.v. innvendig panel og golv- bjelkar, t.d.) (Wærp et al., 2009). Sjølv når raten for CO2-opptak byrjar å synke (jf. Kap , Figur 4) vil skogane halde fram med å lagre karbon i både jordsmonn og biomasse (de Wit & Kvindesland, 1999; Nilsen et al., 2008), og faglitteraturen tyder på at det kan vere eit godt klimatiltak å late planteskogane stå lenger enn det som hittil har vore vanleg (Liski et al., 2001; Harmon & Marks, 2002; Nilsen et al., 2008; Nunery & Keeton, 2010; Raymer et al., 2011; Holtsmark, 2012). Nilsen et al. (2008) føreslår at granskogar som normalt vert avverka ved 100 års alder kan stå år lenger for å maksimere karbonopptaket. Raymer et al. (2011) føreslår rotasjonslengder for norske granplantningar på inntil 140 år. Ved å inkludere substitusjonseffektar kan det løne seg å ta ut tømmeret 5-20 år tidlegare enn skissert ovanfor (Raymer et al., 2011). Dei fleste studiane om val av rotasjonslengder byggjer på modellar, noko som gir usikkerheit m.o.t. korleis karbonlagringa føregår i røynda. Det er likevel rimeleg godt samsvar mellom resultata i studiane som er nemnt innleiingsvis i dette avsnittet. Ein finsk studie fann likevel at det totale karbonlageret i granplantningar gradvis vart redusert ved auka rotasjonslengde frå 60, 90 til 120 år (Liski et al., 2001), men på den andre side førte kortare rotasjonar til auka utslepp frå fossile energikjelder gjennom rydding og produksjon av meir kortliva treprodukt. Ut frå eit klimaperspektiv rår difor Liski et al. (2001) til at ein forlengjer rotasjonstida for vanleg gran (her: frå 90 år til 120 år). Studiar basert på norske tilhøve, slik som Nilsen et al. (2008) og Raymer et al. (2011), høver godt overeins med modellar utvikla av Skog og landskap (Klif 2011), som syner at karbonlageret i norske granplantningar er høgast ved år (Figur 3) (Klif 2011). Andre modellar indikerer at det vil vere ein god karbonlagringsstrategi å late planteskogane stå heilt til dei vert meir enn 250 år gamle (Holtsmark, 2012). Rotasjonslengder i denne størrelsesorden betyr nemleg at det vert stadig færre snauflater med påfølgjande utslepp av CO2 (Holtsmark, 2012). Nokre studiar (Thornley & Cannell, 2000; Nunery & Keeton, 2010) hevdar tilmed at det beste klimatiltaket er å late skogane verte ståande og lagre karbon, i staden for å felle desse. Jandl et al. (2007) peikar derimot på at i eldre planteskogar vert C-lagring i biomasse over bakken redusert, og at sjansen for t.d. vindfelling aukar. Jandl et al. (2007) etterlyser difor eksperimentelle data som syner kor lenge planteskogane eigentleg kan stå. Fleire studiar peikar nettopp på at vi veit for lite om dødelegheit og fare for naturskader i einsaldra planteskogar (Nilsen et al., 2008; Raymer et al., 2011). 22

24 Karbongjeld ved auka hogstrate i norske granplantningar Miljødirektoratet legg til grunn at den årlege avirkingsraten kjem til å auke med 30 prosent i norske granplantningar, frå 10 mill. m 3 til 13 mill. m 3 (M ). Argumenta for ein auka hogstrate er m.a. ei forventing om at karbonlagera snart byrjar å minke i skogane som vart planta i åra (Klif 2011) (sjå diskusjon ovanfor). Eit anna argument er at auka hogst kan gje større tilgang på biomasse som kan erstatte bruk av fossile brennstoff (Klif 2011). Ein permanent auke i hogstuttaket frå ståande skogar betyr også at CO2- utsleppa til atmosfæren aukar. Større biomasseuttak kvart år framover vil stabilisere karbonlagera i skog på eit lågare nivå, noko som gjer at det vert bygd opp ei karbongjeld som det vil ta lang tid å betale attende (Zanchi et al., 2010; Klif 2011; Holtsmark, 2012). I europeisk samanheng kan ei slik tilbakebetalingstid verte på år (Zanchi et al., 2010). Klif (2011) sin modell går ikkje langt nok fram i tid for å kunne svar på kor lang tilbakebetalingstida vil verte ved permanent auka avverking av norske skogar, men kan etter deira vurdering liggje på opp mot 200 år. Dersom biomassen frå skogane vert nytta til bioenergi finn Holtsmark (2012) at permanent auka hogstrate totalt gir større CO2-utslepp enn det vi «sparar» når pellets eller flytande biodrivstoff erstattar fossile karbonkjelder. Avhengig av korleis tømmeret og hogstavfallet vert nytta kan det ta fleire hundre år ( år) å betale attende denne auken i karbonutslepp (Figur 9) (Holtsmark, 2012). Holtsmark (2012) og Zanchi et al. (2010) sine studiar syner tydeleg at bruk av bioenergi basert på produkt frå skogar ikkje er klimanøytralt, då det kan ta svært lang tid før mengdene av lagra karbon i skogane når attende til nivået det var på før hogst. Problemstillingar knytte til biobrensel frå skog og klimanøytralitet vert og drøfta i t.d. Cherubini et al. (2011). 23

25 Figur 9. Utvikling av gjenverande karbongjeld som skuldast auka avverkingsrate når biomassen er nytta til å erstatte fossile drivstoff. Forfattaren har lagt på raud markering. Kjelde: Holtsmark Interessekonflikt mellom økonomiske og klimamessige behov Studiane det vert referert til i Kap synleggjer ein reell interessekonflikt mellom skogbruksnæringa sitt behov for å ta ut tømmeret på eit økonomisk gunstig tidspunkt og det samfunnsmessige behovet for at «klimaskogane» vert ståande langt ut over tidspunktet for optimal tømmerkvalitet. Dette vert også poengert i Grønlund et al. (2010). Interessekonflikten kan kanskje løysast ved at det vert sett ein pris på karbonlagring og karbonutslepp frå skogar, og frå substitusjonseffektar der ein erstattar utslepp frå fossile energikjelder m.m. (sjå Raymer et al., 2011; Sjølie et al., 2013). Raymer et al. (2011) finn t.d. at det vert økonomisk lønsamt for skogeigarane å late skogane stå lenger (totalt i inntil 140 år) enn kva som er vanleg, dersom dei får betalt for karbonlagring i skogane Kort diskusjon og oppsummering «Klimaskog» i lys av togradersmålet Togradersmålet er ei overordna målsetting i norsk klimapolitikk (St.meld. nr.21, 2012), og det er difor naturleg å vurdere skogplantingstiltaket opp mot dette målet. Ovanfor gjer eg greie for at skogplanting som klimatiltak medfører netto karbonutslepp i den første fasen av tiltaket (jf. treslagsskifte i eldre gjengroingsskog). Dei åra som dette er snakk om korresponderer med den perioden der verda, inkludert Noreg, må setje inn effektive klimatiltak for å få til ein kraftig reduksjon (50-85% reduksjon innan år 2050) av 24

26 klimagassutsleppa for å hindre at global oppvarming overstig 2 grader innan år Etablering av nye skogar ved eit treslagsskifte vert difor ikkje ein del av Noreg sitt bidrag til å nå togradersmålet og er såleis ikkje eit effektivt klimatiltak i Noreg Korleis oppnå langsiktig reduksjon av klimagassutslepp På lang sikt vil dei nye granplantningane ha eit mykje større meiropptak av CO2 frå atmosfæren samanlikna med gjengroingsskogane som i dag står på dei aktuelle planteareala (jf. Figur 4 og 5), noko som kan bidra til å redusere klimaendringane (men sjå drøftinga om albedo i Kap ). For å maksimere karbonlageret i planteskogane må dei nye granplantningane stå i lang tid, frå år og gjerne heilt opp mot år. Dette står i kontrast til dagens kystskogbruk der granplantningane vert avverka allereie etter år. Forlenging av rotasjonslengda ut over det som gir god (i.e. økonomisk gunstig) tømmerkvalitet, skapar såleis ein interessekonflikt mellom skogeigar sitt behov for økonomisk berekraftig skogsdrift og samfunnet sitt behov for skogane sine klimatenester. Styresmaktene må difor stille krav til dei einskilde skogeigarane om minimum rotasjonslengder som sikrar at nye granplantningar får stå lenge nok til å lagre så mykje karbon at dei kan gje eit monaleg bidrag til å redusere mengdene av CO2 i atmosfæren. Dette verkar vanskeleg å gjennomføre i praksis, særleg med tanke på den lange tidshorisonten (>100 år) det her er snakk om. Styresmaktene må vidare leggje føringar for å hindre ein permanent auke i avverkingsraten av norske skogar. Dersom dagens årlege hogstuttak vert auka frå 10 millionar m 3 til 13 millionar m 3 for å nytte biomassen til bioenergi (jf. Klif 2011), må ein rekne med at CO2- utsleppa skapar særs langvarig karbongjeld (Kap ) som vil gje ein kraftig reduksjon også av det positive langsiktige klimadrivet ved karbonlagring frå skogplantingstiltaket på nye areal. Vi treng meir kunnskap om kor store karbonutsleppa frå jordsmonnet vert ved gjennomføring av nyplanting av skog på open mark eller ved treslagsskifte. CO2-utslepp frå det karbonrike jordsmonnet vil med stor sikkerheit bidra til å forlengje tilbakebetalingstida etter treslagsskiftet ut over dei åra som er anslått av Miljødirektoratet. Dette understreker kor viktig det er å ta omsyn til rotasjonslengde og årleg avverkingsrate for granplantningane. Det er behov for studiar som gir meir informasjon om kor lenge ein kan vente at granplantningane på Vestlandet og i Nord-Noreg faktisk kan verte ståande, m.o.t. vindfelling 25

27 og sjukdom (Kap ). Framtidige klimaendringar kan dessutan auke risikoen for vindfelling i granplantningane (Kap.4.3), noko som kan føre til at ein vel å ha kortare rotasjonslengder og dermed får lågare grad av karbonbinding i planteskogane. 4.2 Biofysiske faktorar og netto klimaeffekt Biofysiske faktorar som albedo (overflatealbedo), evapotranspirasjon og aerosolar (skyalbedo) verkar inn på det totale klimadrivet frå vegetasjon (Claussen et al., 2001; Bonan, 2008), og må difor takast med i vurderingane kring skogplanting på nye areal som eit klimatiltak (Jackson et al., 2008). Når vi vurderer boreale skogar sin evne til å redusere global oppvarming bør vi vere medvitne på at endringar i t.d. albedo har vist seg å kunne gje eit like stort klimadriv som endringar i CO2-konsentrasjonar i atmosfæren (O'Halloran et al., 2012), men då med motsett føreteikn i snødekte, boreale strok (O'Halloran et al., 2012). Kunnskap om skogar sin verknad på klimaet er i stor grad basert på modellar. Desse modellane forenklar kompliserte fysiske, kjemiske og biologiske prosessar, noko som gjer at resultata frå desse må sjåast på med eit nøkternt blikk (Bonan, 2008). Når det gjeld klimaeffekt for boreale skogar bør ein og ha kunnskapar om branndynamikk (kor ofte brenn skogane), andre naturlege forstyrringar og alder på skogane (Bonan, 2008) Albedo Albedo er eit uttrykk for overflata (i.e. overflatealbedo) sin evne til å reflektere energirik stråling frå sola (sjå t.d. Anderson et al., 2011), noko som har ein regionalt avkjølande effekt på klimasystemet. Dess høgare overflatealbedo, dess meir sollys vert reflektert. Størst albedoeffekt finn vi i snødekte område (Callaghan et al., 2004). Skogplanting fører til redusert overflatealbedo (Betts, 2000; Claussen et al., 2001), då albedo alltid er høgast i opne, trelause landskap (Bonan, 2008; Jackson et al., 2008). Boreal barskog, og då særleg granskogar, er mørke landskap (Figur 10) som absorberer meir solstråling enn lauvfellande skogar (Bonan, 2008; Lukeš et al., 2013; Bright et al., 2014). Skilnadar i albedo gjeld heile året, men er størst når det er djupt og langvarig snødekkje (Betts, 2000; Claussen et al., 2001; Bonan, 2008). Lauvskogar kan ha godt snødekkje på bakken, og dermed høg albedo, medan krunetaket i barskogane er grønt om vinteren, noko som medfører eit meir fragmentert 26

28 snødekkje (Betts, 2000; Lukeš et al., 2013). Sjølv når bartrekrunene er dekte med snø vil barnålene og forma på trekrunene gjere at mindre stråling vert reflektert enn frå ein lauvskog eller open mark under elles like tilhøve (Betts, 2000; Lukeš et al., 2013). Faglitteraturen peikar i retning av at den låge albedoen i dei boreale barskogane gir ein netto oppvarmande effekt på klimaet noko som motverker klimagevinsten ved karbonlagring (Betts, 2000; Claussen et al., 2001; Bala et al., 2007; Bonan, 2008; Jackson et al., 2008). Dette gjeld og for boreale lauvskogar, men i langt lågare grad enn for barskog (de Wit et al., 2013; Bright et al., 2014) Albedo sin verknad på norske «klimaskogar» Ei viktig problemstilling er i kva grad albedo verkar inn på den potensielle klimaeffekten av skogplanting på nye areal i Noreg. Skogplantingstiltaket føregår i den boreale sonen, men i område som manglar naturleg utbreiing av granskog (Ohlson et al., 2011). Eit treslagsskifte på 1 million dekar, frå lauvskog i gjengroingsfase til tette granplantningar (jf. M ), fører difor til redusert albedo på eit betydeleg areal (sjå ovanfor). Det er ikkje noko sikker kunnskap om kor kraftig reduksjonen i albedo vert etter treslagsskiftet (M ), men det er truleg regionale skilnader mellom planteareala då albedo avheng av kor lenge plantearala er dekte av snø, og då særleg om våren (Claussen et al., 2001), når dagslengda og solvinkelen, og dermed innkomande solstråling, er større. Graden av snødekkje aukar gradvis frå sørlege strok på Vestlandet og opp til Nord-Noreg, frå ytre kyststrok til indre fjordstrok, og med høgd over havet. I Nord-Noreg og i indre fjordstrok på Vestlandet vil ein difor venteleg få størst reduksjon i albedoeffekt ved etablering av nye granplantningar. 27

29 Figur 10. Granplantning, lauvskog og open mark. Ørsta, Møre og Romsdal. Foto: Neil Lancaster. Tiltak som kan auke albedo i nye granplantningar kan vere å etablere blandingsskogar der bjørk utgjer eit betydeleg innslag (d.v.s. over halvparten av skogen) og å etablere granplantningar med låg tettleik (Lukeš et al., 2013). Dette vil sjølvsagt stå i konflikt med økonomiske interesser knytt til tømmerproduksjon i granplantningane og gje lågare C-binding i skogen. Sjølv om boreale skogar kan ha ein netto oppvarmande effekt på grunn av den låge overflatealbedoen (sjå ovanfor), gjer store geografiske variasjonar i m.a. snødekkje, at ein ikkje utan vidare kan overføre desse konklusjonane til alle boreale regionar (Betts, 2000). Betts (2000) finn til dømes at i nordiske land, slik som Noreg, kan kanskje halvparten av klimagevinsten ved skogplanting forsvinne grunna redusert albedo. Internasjonal litteratur om boreal skog og albedo kan nok gjelde for kontinentale strok på t.d. Austlandet og område med langvarig snødekkje i Nord-Noreg og Vestlandet, men det er vanskelegare å overføre funna direkte til planteareala som ein t.d. har i ytre kyststrok på Vestlandet. Funn frå norske studiar tyder likevel på at klimadrivet frå albedo kan vere like sterkt, eller sterkare, enn klimadrivet frå karbonlagring i skog (Sjølie et al., 2013; Bright et al., 2014). Bright et al. (2014) undersøkjer den totale klimaeffekten knytt til drift av granplantningar på Austlandet og finn at i eit hundreårsperspektiv, fram mot år 2100, har endringar i albedo meir å seie for klimaet enn granplantningane sin evne til å ta opp karbondioksid frå atomsfæren. Der føremålet med skogsdrift er å redusere global oppvarming tilrår Bright et al. (2014) difor at ein tillet naturleg 28

30 etablering av bjørkeskog på snauflatene, heller enn å plante nye granplanter. Dette er akkurat det motsette av det Miljødirektoratet føreslår i sine planar om å nytte skogplanting på nye areal som eit klimatiltak (M )! Bright et al. (2014) undersøkjer dessutan om det kan vere klimamessig gunstig å auke dei årlege hogstratene i norske granplantningar. Netto klimaeffekt av ein 30 prosent auke i avverkingsratene, på linje med forventa utvikling (M ), vil gje ein oppvarmande effekt på klimaet fram mot år 2100 (Bright et al., 2014). Dette føreset at snauflatene vert tilplanta med nye granplanter, slik vanleg praksis er. Det er såleis samanfallande konklusjonar mellom studiar som undersøkjer karbonrekneskapen (Kap ) og den totale klimaeffekten, av å auke den årlege hogstraten i norske skogar (Holtsmark, 2012; Bright et al., 2014) Evapotranspirasjon og aerosolar Skogar trekkjer opp vatn frå bakken og ein del av dette vatnet fordampar frå krunetaket (evapotranspirasjon). Evapotranspirasjon gir ein lokalt avkjølande effekt, noko som særleg gir utslag i tropiske strok der fordampinga frå krunetaket er svært stor (Bonan, 2008). Det er komplisert å vurdere totaleffekten av fordamping frå skogane, då den avkjølande verknaden (energi vert brukt) ved fordamping ein stad kan opphevast (energi vert frigjeve) når vatnet kondenserar ein annan stad (Ban-Weiss et al., 2011). Der fordampinga gir låge skyer kan den regionalt avkjølande effekten verte forsterka ved at sollys vert reflektert frå skyene (Bonan, 2008; Jackson et al., 2008), og det er funne sterke indikasjonar på at denne skydanninga ha ein globalt avkjølande effekt (Ban-Weiss et al., 2011). Aerosolar er eit felles omgrep for små partiklar som finst i lufta. Aerosolar kan bidra til avkjøling av klimaet ved at sollys vert spreidd eller gir høgare skyalbedo gjennom auka skydanning. Slike aerosolar er t.d. sulfat- og nitratpartiklar frå antropogene kjelder (sjå t.d.mogo et al., 2012). Karbonpartiklar frå ufullstendig forbrenning av organisk materiale har derimot stor evne til å absorbere solstråling, noko som bidreg til oppvarming av atmosfæren. Det er difor usikkert kva den totale effekten av aerosolar er på klimaet. Boreale skogar (i kontinentale strok) produserer og aerosolar, slik som BVOC-gassar (biogenic volatile compounds), som t.d. kan bestå av monoterpenar (Spracklen et al., 2008). Når BVOC-gassar kondenserer på partiklar i atmosfæren vert det danna aerosolar (SOA) som igjen bidreg til skydanning. Spracklen et al. (2008) sin studie understrekar kor viktig det regionale klimaet, og 29

31 då særleg snødekkje, er for aerosolar sin effekt på klimaet: I område med langvarig snødekkje gir granskogen kraftig reduksjon i albedo og fører til regional oppvarming, medan barskogane kan få ein avkjølande effekt i regionar med eit mildare vinterklima. Dette er imidlertid ikkje sikre funn (Spracklen et al., 2008) Ulik effekt i subalpine, boreale, tempererte og tropiske skogar Effekten av skogplanting varierer med både breiddegrad og høgdelag (h o.h.), ettersom både klimaet og tilbakekoplingsmekanismane endrar seg langs dei same gradientane (Bonan, 2008; de Wit et al., 2013) (Figur 11). I eit kjøleg klima veks vegetasjonen sakte. Vi ser difor at i boreale skogar er det kun moderat karbonbinding og at evapotranspirasjon berre i liten grad medverkar til ein avkjølande effekt på klimaet (Bonan, 2008) (Figur 11). Samstundes gir dei boreale skogane ein sterkt redusert albedo (Bonan, 2008). Situasjonen er annleis i tropiske skogar, der stor karbonbinding og evapotranspirasjon har ein sterkt avkjølande effekt på klimaet, samstundes som albedo spelar ei mindre viktig rolle grunna mangelen på snødekkje i tropiske strok (Bonan, 2008; Jackson et al., 2008). På denne måten spelar både biofysiske (t.d. albedo og evapotranspirasjon) og biogeokjemiske (karbonsyklus) prosessar på lag og gjer at skogplanting i tropiske strok verkar avkjølande på klimaet (Bonan, 2008; Jackson et al., 2008). Skogplanting i boreale strok kan derimot gje eit varmare klima og såleis ha motsett effekt av kva som var målet for plantetiltaket (Claussen et al., 2001; Bonan, 2008). Naturleg gjengroing og skogplanting i subalpine område og i lågarktiske strok, d.v.s. fjellskog med lang snøsesong og liten biomasse, vil og gje eit varmare klima (de Wit et al., 2013). Dette er skog beståande av fjellbjørk, men og med innslag av anten planta eller naturleg gran (de Wit et al., 2013). I tempererte skogar (t.d. austlege USA, Europa og austlege Kina) er det usikkert kva verknad biofysiske effektar frå skogane har på klimaet (Bonan, 2008; Jackson et al., 2008); der albedo verkar sterkast inn kan avskoging gje kjølegare klima, medan andre stadar kan klimaet verte varmare grunna redusert avkjøling frå evapotranspirasjonen (Bonan, 2008). 30

32 Figur 11. Klimaverknad i tropiske (A), tempererte (B) og boreale (C) skogar. Tekstboksane indikerer klimaverknader som er usikre. Forfattaren har sirkla inn einskilde verknader. Kjelde: Bonan Delar av figuren (D) er frå Foley et al Kort diskusjon og oppsummering Albedo reduserer potensialet for ein positiv klimaeffekt Kapittel 4.2 syner at albedo vert redusert ved det føreslåtte treslagsskiftet på Vestlandet og i Nord-Noreg, noko som vil redusere eller i verste fall gje ein negativ klimaeffekt av meiropptak av CO2 frå atmosfæren. Det vil nok vere regionale skilnader her, med lågare klimagevinst dess lenger nord ein kjem. Særleg den austnorske studien ved Bright et al. (2014) understreker at det kan ha stor klimamessig betydning om ein let gjengroande lauvskog verte ståande, eller om ein vel å erstatte desse med produktive granskogar med påfølgjande låg albedo. Stor usikkerheit knytt til albedoeffekten rokkar ved hovudpremisset for skogplanting som eit klimatiltak i Noreg og tvingar fram behovet for studiar av albedo også i landsdelane der ein planlegg det omfattande skogplantingstiltaket. Også andre utredningsrapportar stiller spørsmålsteikn ved den totale klimaeffekten av skogplantingstiltaket ved redusert albedo (Aarrestad et al., 2013; Dahlberg et al., 2013). Miljødirektoratet (Klif 2011 og M ) viser til at albedo kan verke inn på den totale klimaeffekten av skogplantingstiltaket. Sidan ein veit for lite om korleis 31

33 albedoeffekten slår ut i vårt land vel dei likevel å sjå bort frå denne effekten når dei tilrår skogplanting som eit klimatiltak på nye areal. Før ein har sikker kunnskap om reelle klimaeffektar av biofysiske faktorar som albedo bør styresmaktene ikkje setje i gang med skogplantingstiltak, ein konklusjon som er i tråd med tilrådingar frå internasjonal forsking (Anderson et al., 2011) Det nyttar i tropane! Ovanfor har eg peika på mange usikkerheitsmoment knytt til skogplanting som eit klimatiltak. Dette gjeld først og fremst skogplanting i vår nordlege del av verda (Kap )(Claussen et al., 2001; Bonan, 2008). Ein veit derimot at det gir ein sterkt positiv klimaeffekt når ein får redusert avskoging og/ eller plantar ny skog i tropane (Canadell & Raupach, 2008). Det internasjonale REDD + -prosjektet arbeider for å sikre slike aktivitetar i tropiske strok (Agrawal et al., 2011). REDD+ - prosjektet er kunnskapsbasert og vert gjennomført slik at klimaeffekten vert maksimert samstundes som ein tek omsyn til biologisk mangfald og andre økosystemtenester (Regjeringen.no, 2013). Sjølv om dette arbeidet møter utfordringar knytt særleg til politiske og økonomiske tilhøve i dei respektive landa med tropisk skog (Agrawal et al., 2011), vil eg anbefale norske styresmakter til å fortsetje REDD + - prosjektet (Regjeringen.no, 2013) og understreker at dette er ein type klimatiltak som i stor grad kan bidra til at vi når togradersmålet. 4.3 Effekt av eit varmare klima på «klimaskogane» Det er ei relevant problemstilling om dei boreale skogane framleis kjem til å vere gode «sluk» for karbon når CO2- mengdene i atmosfæren aukar og temperaturen stig (Hyvönen et al., 2007). Auka CO2-nivå i atmosfæren kan «gjødsle» plantene sin fotosyntese, slik at biomasseproduksjonen aukar i skogane (Hyvönen et al., 2007). Større karbonopptak er i utgangspunktet positivt for skogen sine karbonlager, men samstundes vil CO2- utslepp frå jordsmonnet auke grunna auka jordtemperatur og påfølgjande nedbryting av organisk materiale (Lal, 2005; Anderson-Teixeira et al., 2013). Nettoeffekten av auka CO2- nivå er difor usikker, men Anderson-Teixeira et al. (2013) held det for lite truleg at karbonlageret i skogens biomasse og jordsmonn skal minke totalt sett. Ein eventuell auke i skogane sitt karbonlager som følgje av høgare CO2-nivå i atmosfæren, kan vere eit nokså kortvarig fenomen (Hyvönen et al., 2007). På sikt kan plantene 32

34 verte «metta» på CO2 slik at auken i fotosyntesen sakkar av, medan respirasjonen vil halde fram med å stige etter som temperaturen aukar (Hyvönen et al., 2007). Eit varmare klima kan såleis gje auka CO2- utslepp til atmosfæren frå både jordsmonn og vegetasjon (Hyvönen et al., 2007; Bonan, 2008). Nokre studiar tyder på at dette allereie skjer, og det i større grad enn forventa ut frå modellane ein har hatt til no (Bonan, 2008). Skilnad i vinteralbedo vert mindre viktig i eit varmare klima, noko som igjen kan auke klimapotensialet ved skogplanting i boreale strok (Bonan, 2008). På den andre side vil truleg LAI (leaf area index) i skogane auke, med påfølgjande aukande absorpsjon av varmestråling frå sola, så albedo kan både auke eller minke i eit varmare klima (Betts, 2000). Evaporativ avkjøling vert samstundes redusert i dei områda av verda der tørke vert meir utbreidd (Bonan, 2008), noko som kan redusere tropiske skogar sitt avkjølande potensiale på klimaendringane. Klimaendringar kan føre til ein auke i forstyrringar som øydelegg delar av skogane, slik som vindfelling, skogbrann og insektåtak (referansar i O'Halloran et al., 2012; Anderson-Teixeira et al., 2013). Vanleg gran er ein kontinental art som er venta å respondere negativt på eit varmare vinterklima; auka skadefrekvens kan redusere biomasseproduksjonen i plantefelt og dette bør kalkulerast med i modellar for biomasseauke (referansar i Aarrestad et al., 2013). Lauvtrea vil truleg tole klimaendringane betre enn vintergrøne artar som gran (Aarrestad et al., 2013). Figur 12. Sitkagran som har spreidd seg frå nærståande leplantningar og etablert seg i kystlynghei. Øygarden, Hordaland. Foto: Heidi I. Saure 33

35 5. Viktige treslag i «klimaskogane» Vanleg gran (Picea abies) (Figur 10) er treslaget som i størst grad er nytta ved skogplanting på Vestlandet og i Nord-Noreg, og gran er i dag planta ut på ca. 2, 5 millionar dekar (Øyen & Nygård, 2007). Gran veks naturleg i Midt-Noreg og på Austlandet, men må i stor grad reknast som ein innført art i områda som i dag er mest aktuelle for skogplanting (Ohlson et al., 2011). Unntaket er nokre lokalitetar i indre delar av Vestlandet, slik som Granvin i Voss kommune (Nedkvitne & Thomter, 1953; Gjerde, 1993). Gran innvandra truleg til Noreg via Sverige kring år sidan, men nye hypoteser opnar for at grana kan ha overlevd i Noreg under siste istid (Kullman, 2002; Parducci et al., 2012b). Det er enno manglande konsensus kring boreale tre sin innvandringshistore (sjå t.d. Birks et al., 2012; Parducci et al., 2012a). Langfjella utgjer i dag vanleg gran si grense mot Nord- Europa (Farjon, 2008; Ohlson et al., 2011). Gran er eit kontinentalt treslag som føretrekkjer høge sommartemperaturar, gode fukttilhøve og står gjerne på næringsrikt jordsmonn i boreale skogar (Giesecke & Bennett, 2004). Vanleg gran vert kjønnsmogen ved års alder og den har gode kongleår ca. kvart 3-5 år (Giesecke & Bennett, 2004). Sitkagran (Picea sitchensis) (Figur 12) er innført frå Nord-Amerika og har si naturlege utbreiing langs vestkysten frå Alaska i nord til California i sør. Sitkagran er verdas største granart (Earle & Frankis, 1998). Den vert vanlegvis m høg, og kan ha ein diameter ved brysthøgde på 500 cm. Den høgaste sitkagrana i Noreg er 46 m (Arboretet og.., 2012). Sitkagran hybridiserer med kvitgran (P. glauca) og dannar lutzgran (Picea x lutzii). I motsetnad til vanleg gran toler sitkagran godt eit kystklima med saltsprut, mykje nedbør og jordfukt, milde vintrar og mykje vind (Artsdatabanken, 2012). Sitkagran er difor planta ut i ytre og til dels midtre kyststrok i Noreg, og dekkjer i dag 0.5 millionar dekar (Øyen & Nygård, 2007; Artsdatabanken, 2012). Sitkagran er og eit mykje nytta plantetre i andre kystnære regionar, m.a. i Storbritannia, Irland og Danmark (Moore, 2011). Sitkagran er svartelista i Noreg fordi den er eit innført treslag som spreier seg ut frå plantningane og har negativ effekt på biologisk mangfald i truga kystlyngheier (Gederaas, 2012; Saure, 2012). Kort generasjonstid (10-20 år) og små og lette frø gjer at sitkagrana kan spreie seg etter måten raskt (Vikane et al., 2013). Snittalderen for sitkagran med kongler er 14.7 år (snitthøgd 4,6 m) i kystlyngheier på Vestlandet (Vikane upubl.) der sitkagrana har spreidd seg og no gir opphav til nye generasjonar «forvilla» sitkagran (Figur 12) (Saure et al., 2013a; Saure et al., 2014). Sitkagran har gode kongleår kvart år (Artsdatabanken, 2012). 34

36 5 Økosystemtenester og skogplanting på nye areal i Noreg 5.1 Naturmangfald Verknader av treslagsskifte og skogplanting Biologisk mangfald er viktig både på landskapsnivå, artsnivå og genetisk nivå, og gjennom Rio-konvensjonen er Noreg forplikta til å oppretthalde det biologiske mangfaldet (St.meld. nr.42, 2001). Kulturlandskap langs Vestlandskysten er vurdert som særleg verdfulle i europeisk samanheng (Dahlberg et al., 2013). Det er m.a. særleg viktig å ta vare på kystlyngheiene våre, då tradisjonell lyngheidrift har overlevd lenger her nord enn elles i det europeiske lyngheilandskapet (Kvamme et al., 2004). På landskapsnivå reduserer granplantningane det totale arealet av norsk kulturlandskap samstundes som desse naturtypane vert meir oppstykka (Dahlberg et al., 2013). Då vert også artane som lever i desse områda meir isolerte, noko som igjen fører til redusert genflyt mellom ulike populasjonar av kulturmarksartar (Dahlberg et al., 2013). På sikt kan dette redusere biologisk mangfald og føre til at fleire artar vert ført opp på raudlista over truga artar (Dahlberg et al., 2013). Motsett kan etablering av nye naturtypar, slik som ein granplantning, gje leveområde til nye artar av dyr og planter, slik at artsmangfaldet aukar på landskapsnivå (sjå t.d. Kap ) (Aarrestad et al., 2013). I ein biotop, som til dømes skog, vert biologisk mangfald knytt både til artstal og samansetnaden av karakteristiske artar. Plantesamfunna i undervegetasjonen er ein nøkkelfaktor for biodiversitet i tempererte og boreale skogar (Ferris et al., 2000), då desse dannar habitat for dyrelivet, t.d. ymse insektsgrupper, som igjen gir grunnlag for populasjonar av fugl (Ferris et al., 2000). For biologisk mangfald er det difor ofte positivt med fleiraldra skogar som inneheld både gamle og døde tre, noko som gir viktige habitat for ulike grupper av dyr og epifyttar. Det kan vere svært artsfattig inne i ein granplantning, og sitkagrana dannar særleg mørke og artsfattige skogar (Hill, 1979; Ferris et al., 2000) (Saure upubl.) (Figur 13). Planting av gran fører dessutan ofte til forsuring av jordsmonnet ved tilførsle av store mengder surt og lite nedbryteleg barstrø (Nihlgård, 1971; Messenger, 1980; Augusto et al., 2002), og Holme (2002) syner korleis granplantningar på Sunnmøre har lågare ph enn nærståande bjørkeskogar. Surare jordsmonn er ein viktig faktor for utvasking av næringsstoff (Nihlgård, 1971; Messenger, 1980; Augusto et al., 2002), og saman med reduserte lystilhøve er dette viktige faktorar som kan endre det biologiske mangfaldet ved treslagsskifte eller skogplanting på open mark. 35

37 Ved gjennomføring av treslagsskiftet som er planlagt på Vestlandet og i Nord-Noreg kan mange artar som er truga av utrydding, såkalla raudlisteartar, verte påverka negativt (Kålås et al., 2010; Aarrestad et al., 2013). Talet på utsette raudlisteartar er usikkert, men det kan liggje på kring 300 artar og dei fleste av desse er truleg sopp (Aarrestad et al., 2013). Figur 13. Sitkagranplantasje. Ilholmane Naturreservat, Rogaland. Foto: Ulrikke Kjær Karplanter, mosar og lav Få studiar har undersøkt effekten av skogplanting på open mark i Noreg (Aarrestad et al., 2013). Verknader av granplanting på artsrikdom og artssamansetnad kjem truleg raskt til synes, t.d. fann Saure (2013a) at det tidleg vart danna små «øyer» av skogssamfunn under enkeltståande tre av sjølvsådd sitkagran i kystlynghei på Vestlandet. Samanlikna med den lysopne kystlyngheia vart det færre artar under sitkagrana sitt tette og låge krunedekkje, og karplanter var meir sensitive enn skuggetolande mosar (Saure et al., 2014) (Tekstboks 6). Treslagsskiftet erstattar lysopne lauvskogar med tett planta granskog, og særleg i konsolideringsfasen (25-50 år) er granplantningen på sitt tettaste og mørkaste (Aarrestad et al., 2013). Samanlikna med bjørkeskogar som står på aktuelle planteareal, går busk- og feltvegetasjon, med lyng, urter og gras, attende i granplantningane (Stabbetorp & Nygaard, 2005; Saure et al., 2013b). Mosar og skuggetolande bregner er dei plantegruppene som klarer 36

38 seg best (Janisova et al., 2007; Saure et al., 2013b), men tette, einsaldra monokulturar med gran kan skugge ut det meste av undervegetasjonen når tresjiktet vert slutta (Hill, 1979; Peterken, 2001; Stabbetorp & Nygaard, 2005) (Saure upubl). I den tettaste fasen kan granplantningane då vere «barstrøørkenar» med svært lågt artsmangfald av planter (Figur 13). Tynning av skogen aukar artsrikdomen og plantedekkjet, og overmogne granplantningar med lysopningar og død ved kan ha mykje større mangfald (Hill, 1979). I eldre granplantningar er det t.d. funne gamalskogsartar av epifyttisk lav (Hilmo et al., 2009) Fauna Det føreslåtte treslagsskiftet frå bjørkeskog til granplantningar kan ha stor verknad på faunaen i jordbotnen (Aarrestad et al., 2013). Tette granplantingar sin artsfattige og homogene vegetasjon kan t.d. føre til sterkt redusert diversitet av løpebiller (Carabidae) (sjå Elek et al., 2001), ei av våre mest artsrike billegrupper. Løpebiller er rovdyr og den viktigaste rolla dei spelar i skogen er å halde nede bestandar av skadedyr. Både artstal og tettleik av løpebiller ser ut til å følgje trenden for diversitet (artstal og sjikting) i undervegetasjonen i granplantningar (Butterfield, 1997), då fleire vegetasjonssjikt gir levegrunnlag for viktige byttedyr (Butterfield, 1997). Spretthalar og meitemarkar er nedbrytarar som spelar ei viktig rolle ved jordsmonnsdanning og ved å gjere næringsstoff frå dødt organisk materiale tilgjengeleg for vegetasjonen (Aarrestad et al., 2013). Samanlikna med bjørkeskogar kan granplantningar ha lågare tettleik av meitemark (Gudleifsson, 2007), men Yoccoz et al. (2005) finn at dette berre gjeld når ein samanliknar granplantningar med dei rikaste bjørkeskogane (lågurt- eller bregnedominerte skogar). Artsrikdomen av spretthalar ser ut til å verte lite påverka ved granplanting, men samansetnaden av artar vert dramatisk endra ved treslagskifte frå bjørk til gran (Fjellberg et al., 2007). Det tjukke strølaget i granskogen gir derimot større mengder av spretthalar totalt sett (Fjellberg et al., 2007). På Vestlandet syner fuglelivet størst artsrikdom og flest hekkande par i lauvskogslier utan innslag av granplantningar (Håland & Mjøs, 2001). Tilsvarande fann Hausner et al. (2002; 2003) at det var færre artar av spurvefugl i granplantningar i Nordland og Troms. På landskapsnivå kan derimot innslag av granplantning gje høgare artsrikdom av fugl, då granplantningane gir habitat til andre fugleartar (Gjerde & Sætersdal, 1997). Tilsvarande kan innslag av lauvtre i granplantningen auke det totale artsmangfaldet av fuglar (Felton et al., 2011). På Vestlandet har ein eit særleg ansvar for å ta vare på raudlistearten kvitryggspett (Dendrocopos leucotos) som er utdøydd i Finland, Sverige og på mesteparten av Austlandet 37

39 (Håland & Mjøs, 2001). Kvitryggspett trivst i gamle skogar der det er innslag av døde tre og syner dårlegare reproduksjon i granplantningar (Håland & Mjøs, 2001). Det er og påvist at kvitryggspett reagerer negativt på auke i granplantningar på landskapsnivå (Gjerde et al., 2005). Skilnader mellom skogtypar m.o.t. tettleik og artsrikdom av fugl kan henge saman med redusert tilgang på byttedyr i granplantningane (Aarrestad et al., 2013). Det er t.d. lågare tilgang på smågnagarar og spissmus i granplantningar enn i bjørkeskogar (Pedersen et al., 2010) Soppflora Aarrestad et al. (2013) presenterer ein litteraturstudie som syner at den viktige soppfloraen i jordsmonnet (sjå Kap.4.1.1) kan endrast ved treslagsskifte og skogplanting på opne areal. Mykorrhizasoppar bidreg til å auke trea sitt næringsopptak, og ein del av desse soppane er artsspesifikke; d.v.s. at dei knyter seg berre til eitt eller nokre få treslag. Gran kan i nokre tilfelle «arve» mykorrhiza frå tre som tidlegare stod på plantearealet, men ein må rekne med at fleire mykorrhizasoppar forsvinn frå jordsmonnet etter treslagsskifte (Aarrestad et al., 2013). Tilsvarande kan skje for nedbrytarsoppar (jordsaprotrofar), sjølv om dei i mindre grad er artsspesifikke (Aarrestad et al., 2013). Ein må rekne med at av tap av soppartar vil verke negativt inn i dei aktuelle naturtypane (Aarrestad et al., 2013). Dei tettaste granplantningane har vanlegvis lågt artsmangfald av mykorrhizasoppar (Aarrestad et al., 2013). Sidan gran og sitkagran ikkje er naturleg heimehøyrande på Vestlandet og i Nord-Noreg, er det mogleg at utplanting av gran-artar kan føre inn heilt nye soppartar til jordsmonnet (Aarrestad et al., 2013). Dette vil ha ukjende konsekvensar for jordsmonnet Potensiale for restaurering av tidlegare vegetasjon Saure et al. (2013b) undersøkte potensialet for å få restaurert vegetasjon og jordsmonnstilhøve etter fjerning av vindfelte granplantningar på Vestlandet. Resultata tyder på at jordsmonnstilhøva kan ta seg opp att etter vindfelling og at det er eit godt potensiale for å få attende naturleg lauvskogsvegetasjon (sekundærskog) etter at det har stått ein generasjon granplantning med vanleg gran. Dette skuldast m.a. ein levande frøbank i jordsmonnet og nærleik til attståande lauvskogar (Saure et al., 2013b). Ved rask nyplanting av gran på dei vindfelte rydningane kan det verte for kort tid til at nye frøbankar får etablere seg. Dermed er det usikkert om restaureringspotensialet for vegetasjon og dessutan jordsmonn vil vere det same etter fjerning av andre generasjonen med granplantningar. 38

40 6. Kystlynghei- eit raudlista/truga kulturlandskap Kystlynghei er eit trelaust, lyngdominert kulturlandskap som er truga grunna bruksendring med påfølgjande gjengroing (Figur 14). Kystlynghei er i dag ein raudlista vegetasjonstype (Lindgaard & Henriksen, 2011) og er tilrådd status som utvald naturtype (Miljødirektoratet, 2013). Det skal ikkje skje skogreising på opa røsslynghei (M ), men dei nye skogreisingsplanane opnar likevel for at det kan plantast skog på kystlynghei som er i tilstrekkeleg gjengroing til å kome inn under skogdefinisjonen (> 10% tredekkje). Ein slik praksis vert imøtegått i ei utredning av Miljødirektoratet (Dahlberg et al., 2013) som peikar på at det er mogleg å restaurere kystlyngheier sjølv om dei er i gjengroingsfase, men at skogplanting medfører ein markert reduksjon i dette restaureringspotensialet. Skogplantingsplanane i M strir og mot klassifiseringa etter Naturtyper i Norge (NiN): Her vert naturtypar i dårleg tilstand, som gjengroing, rekna for å tilhøyre arealet for den opprinnelege naturtypen heilt til den går over til ein annan hovudtype, basert på økosystemfunksjonen til feltsjiktet. Gjengroande lynghei vert då sett på som lynghei, sjølv om tredekkjet er mykje høgare enn 10 %, så lenge arealet har eit tydeleg suksesjonspreg og det enno ikkje er etablert skogsvegetasjon i felt- og botnsjikt (Universitetet i Bergen, 2013). Etablering av sitkagran som spreier seg frå nærståande plantasjar reduserer og potensialet for å kunne restaurere kystlyngheiene, då sitkagran i større grad endrar artssamansetnaden i lyngheia enn kva heimleg furu gjer (Saure, 2012). Figur 14. Kystlynghei. Karmøy, Rogaland. Foto: Heidi I. Saure 39