Responsible forest management

Investors are increasingly requiring businesses to demonstrate climate action and other sustainability initiatives. Eloquent intentions and checklists of criteria watered down over negotiating tables are no longer necessarily enough – more concrete information is now demanded, for example calculations of how much carbon has successfully been sequestered, or the area of sites protected (Serafeim).

The European Union is currently debating the so-called EU Taxonomy for Sustainable Activities. This includes a requirement for all forest holdings larger than 13 ha to present a climate analysis demonstrating management compatible with climate targets and therefore eligible for funding. One would assume that the mere existence of the calculation will not suffice: it must demonstrate that the chosen management genuinely does not further harm the climate. One can predict that demands for similar analyses measuring effects on e.g. biodiversity or forest social values will soon follow.

As we know, Finland and Sweden have been doing their utmost to dispense with the new proposals (Sweden) claiming reasons that feel bogus to the outside observer. Invoked are the increased bureaucracy, and that the EU doesn’t understand how excellent Finnish and Swedish forest management already is. If this is truly the case, one wonders what exactly is to be feared from the new analyses, even if foreigners, environmental organizations or researchers don’t seem so willing to endorse the industry’s self-proclaimed excellence.

Modern forestry software calculates much more that logging volumes and timber types, including carbon balance, carbon stocks, decaying wood, recreational significance and berry crop forecasts. Climate and sustainability reporting could be integrated into normal forest management plans without bureaucracy increasing at all.

Such calculations are neutral in the sense that they are based on scientifically verified predictive models and algorithms. The calculations contain measurement-based estimates of factors influencing forests’ effects on climate, biodiversity and recreational values. The outputs cannot be watered down by political or lobbyists’ negotiations and definitions of what is supposedly “sustainable”, “renewable” or “carbon neutral” – definitions often closer to hot air than relevant information needed by the responsible investor.

I recently published research (Article) describing a method allowing comparison of the benefits to society of different forest management choices. Such benefits are also a measure of forestry’s overall responsibility and acceptability to society. The research divided forests’ products and services into four categories: timber production, biodiversity, regulatory effects and traditional forest uses such as recreation, berry and mushroom gathering, and hunting. A fifth category was ecosystem resilience, which measures the forest’s ability to recover from disturbances. Strong resilience is a measure of how likely forest products and services can be sustained long into the future.

Regulatory effects refer to forests’ effects on e.g. climate, erosion and groundwater as well as using forests to repel winds, dust and noise. One study estimated that such regulatory effects explain as much as 65-80% of forests’ current value (Kappen). Forests’ commercial use explains only 5–20 %.

Each benefit criterion was described by three indicators that can be computed for Finnish commercial forests using models and methods published in scientific literature. For example, timber production indicators were the net present value (i.e. economic profit to forest landowner from timber sales), the saw timber yield (timber available to the sawmill industry), and the pulpwood yield (timber available to the paper industry). Ecological benefits were measured by factors limiting biodiversity, namely the volume of decaying wood, the volume of aspens, and the volume of other deciduous trees.

The results were calculated separately for the southern and northern boreal regions with a 100-year forecast for four different forest management options: rotation forestry favouring conifers (i.e. clearcuts followed by replanting), rotation forestry favouring mixed stands, continuous cover forestry (i.e. avoidance of clearcuts and using natural regeneration) and any-aged forestry, which allows combinations of even-aged and continuous cover practices (Click this for longer definition). Within their respective categories, all management types were then optimised for net present value at 1, 2 and 4 per cent interest.

The value of the indicators was calculated for 10-year intervals, and their average over 100 years. The 100-year averages were then used to calculate alternative performance indices using methods developed in the decision-making sciences. The calculations assumed that the indicators’ relative significance were either unknown or random. Additionally, the benefits from different product and services were assumed non-compensatory, i.e. that all the forests’ products and services are essential, so that a complete lack of one cannot be compensated for by a high production level in the production of one of the others.

It was not surprising, at least to this author, that rotation forestry favouring conifers did poorly by comparison with the other options (Figs. 1 & 2). The benefits of forestry to society decline the larger the required interest rate of the net present value. An especially dangerous combination is a high interest requirement combined with rotation forestry favouring conifers. High interest demand leads to short rotation times and sparse forests, which in turn leads to lower timber yields, lower carbon sequestration as well as forests of little value to multiple use or biodiversity.

Fig. 1. The benefits, in order of merit, in South Finland of different forest management choices sorted by three different performance measures. “Conifer” is rotation forestry favouring conifers, ”Mixed” is rotation forestry favouring mixed stands, ”CCF” is continuous cover forestry and ”AAF” is any-aged forestry. After each abbreviation is the interest rate at which the net present value was maximized.
Fig. 2. The benefits, in order of merit, in North Finland of different forest management choices sorted by three different performance options.

The net present value at 4% interest was better in continuous cover forestry (CCF) than in rotation forestry favouring conifers (Fig. 3). The volume of timber to industry was also better in in CCF (Fig. 4). CCF bettered rotation forestry also in carbon sequestration (Fig. 5), in mushroom and berry harvests (Fig. 6), and in terms of the mix of tree species and trunk sizes within individual stands (Fig. 7). Using a lower discount interest would improve the ability of rotation forestry to compete, and lessens the differences between it and other forest management methods.

Fig. 3. Net present value of forest management methods at 4 % interest. “Conifer” is even-aged forestry that favours conifers.
Fig. 4. Annual average timber accruement from different forest management choices over 100 years.
Fig. 5. Forest management choices’ effects on the average forest carbon balance over 100 years divided into the balances of the live trees, dead organic matter (“DOM”) and wood products. A positive balance means that the management sequestered carbon from the atmosphere. Most of the carbon balance of a commercial forest is explained by substitution, i.e. timber use reducing fossil emissions. The carbon balance is, however, only half of what would be attained by not logging the forest at all.
Fig. 6. Average annual berry and mushroom yield for different forest management choices.
Fig. 7. Average tree species richness (Shannon index) and tree size diversity (Gini index) for different forest management options. The indices were calculated for each stand over a 10-year period and these results averaged for 100 years. The figure shows the average of the indices for all stands weighted by area.

The results did not produce any notable surprises, as the estimates of different forest management approaches on forest products and services were much the same as for earlier research results. Some parties may nonetheless find the results worrying, with various possible reactions: (1) to work all the harder to get current Finnish forest management classified in favourable categories; (2) to continue to lobby hard against climate analyses and other neutral studies; or (3) to develop forest management in such a way as to guarantee the preservation of all forest products and services.

Timo Pukkala

Metsätalouden vastuullisuus

Sijoittajat edellyttävät yrityksiltä yhä useammin ilmastotoimia ja muuta vastuullisuutta. Vastuullisuuden takeeksi eivät enää välttämättä riitä ylevät aikomukset tai etujärjestöjen neuvottelemien kriteeristöjen täyttyminen. Yrityksiltä odotetaan konkreettisempaa tietoa, esimerkiksi laskelmia, joista näkyy, paljonko hiiltä on poistettu ilmakehästä tai elinympäristöjä suojeltu (Serafeim).

Euroopan unioni puuhaa parhaillaan ns. EU-taksonomiaa, jossa säädetään, että vähintään 13 hehtaarin metsätiloilla olisi oltava ns. ilmastoselvitys, jotta toiminta voitaisiin katsoa kestäväksi ja rahoituskelpoiseksi. Voisi kuvitella, että laskelman olemassaolo ei riitä, vaan laskelman on osoitettava, että metsätalous ei aiheuta ilmastohaittaa. On helppo ennustaa, että vastaavia selvityksiä, jotka liittyvät esimerkiksi monimuotoisuuteen ja metsien virkistysarvoihin, tullaan vaatimaan enenevästi.

Kuten tunnettua, Suomi ja Ruotsi haraavat kaikin voimin tämäntapaisia pyrkimyksiä vastaan (Ruotsi) vedoten syihin, jotka maallikosta vaikuttavat tekaistuilta. Vedotaan mm. byrokratiaan sekä siihen, että EU:ssa ei ymmärretä, kuinka hyvää Suomen ja Ruotsin metsätalous on. Herää kysymys, mikä näissä selvityksissä oikein pelottaa, jos metsätalous on Suomessa niin erinomaista kuin meille kerrotaan, vaikka tosin ulkomaalaiset, luontojärjestöt ja tutkijat eivät sitä ymmärräkään.

Nykyaikaiset metsäohjelmistot laskevat puuston tilavuuden ja hakkuukertymän lisäksi jo kaikenlaista muutakin, mm. hiilitaseen, hiilivaraston, lahopuun määrään, metsän ulkoiluarvon ja marjasatoennusteita. Ilmasto- ja vastuullisuusraportit voitaisiin periaatteessa tuottaa automaattisesti metsäsuunnitelmien laadinnan yhteydessä ilman että byrokratia lisääntyisi lainkaan.

Näin tehdyt laskelmat olisivat siinä mielessä neutraaleja, että ne perustuisivat tieteellisesti tarkastettuihin ennustemalleihin ja laskentamenetelmiin. Laskelmat sisältäisivät määrällisiä arvioita tunnuksista, jotka liittyvät metsätalouden ilmastovaikutuksiin, monimuotoisuuteen ja virkistysarvoihin. Laskelmia ei voisi vesittää poliitikkojen ja edunvalvojien neuvottelemilla luokituksilla ”kestävä”, ”uusiutuva”, ”hiilineutraali ”, jotka usein ovat lähempänä sanahelinää kuin vastuulliselle sijoittajalle relevanttia informaatiota.

Itse olen vastikään julkaissut tutkimuksen (Tutkimus), jossa kuvataan menetelmä, jolla voidaan vertailla metsänkasvatusvaihtoehtojen yhteiskunnallista hyötyä. Yhteiskunnallinen hyöty kuvaa myös metsätalouden vastuullisuutta ja hyväksyttävyyttä. Tutkimuksessa metsän ekosysteemipalvelut jaettiin neljään ryhmään: puuntuotanto, monimuotoisuus, säätelyvaikutukset ja metsän perinteiset käyttömuodot, joita ovat mm. ulkoilu, marjastus, sienestys ja metsästys. Viidentenä kriteerinä oli metsäekosysteemin resilienssi, joka tarkoittaa metsän kykyä sietää häiriöitä. Hyvä resilienssi mittaa varmuutta, jolla ekosysteemipalvelut voidaan taata pitkälle tulevaisuuteen.

Säätelyvaikutukset tarkoittavat mm. metsien vaikutusta ilmastoon, eroosioon ja pohjaveteen sekä metsien käyttöä tuulen, pölyn ja melun torjuntaan. Erään arvion mukaan säätelytehtävät selittävät jopa 65–90 % maailman metsien tämänhetkisestä arvosta (Kappen). Metsien taloudellinen käyttö selittää metsien arvosta vain 5–20 %.

Kutakin kriteeriä kuvattiin kolmella indikaattorilla, jotka ovat laskettavissa suomalaisille talousmetsille tutkimuskirjallisuudessa esitettyjen mallien ja menetelmien avulla. Esimerkiksi puuntuotannon indikaattoreita olivat puuntuotannon nettonykyarvo (metsänomistajan saama taloudellinen hyöty), tukkipuukertymä (sahateollisuuden puunsaanti) ja kuitupuukertymä (selluteollisuuden puunsaanti). Ekologista hyötyä indikoivat monimuotoisuutta rajoittavat tekijät, joita olivat lahopuun, haavan ja muun lehtipuun tilavuus.

Tulokset laskettiin kahdelle alueelle, joista ensimmäinen edustaa boreaalisen havumetsävyöhykkeen eteläosia ja toinen sen pohjoisosia. Tulokset laskettiin sadan vuoden ajalle neljälle metsänhoitomenetelmälle: havupuita suosiva tasaikäismetsätalous, sekametsiä suosiva tasaikäismetsätalous, jatkuva kasvatus ja vapaan tyylin metsätalous (Vapaa tyyli). Laskelmissa oletettiin, että metsänomistaja maksimoi nettonykyarvoa 1, 2 tai 4 prosentin korolla.

Indikaattorien arvot laskettiin ensin 10 vuoden jaksoille ja niistä laskettiin edelleen keskiarvo 100 vuoden ajalle. Indikaattorien 100-vuotiskeskiarvoista laskettiin vaihtoehtoisia suoriutumismittareita päätöksentekotieteessä kehitettyjä menetelmiä käyttäen. Laskennassa oletettiin, että eri indikaattorien painoja ei joko tiedetä tai ne ovat satunnaisia. Lisäksi lähtökohtana oli ei-kompensoitavuus eli ajateltiin, että kaikki ekosysteemipalvelut ovat välttämättömiä eikä yhden palvelun puuttumista voi korvata hyvällä menestyksellä jonkin toisen ekosysteemipalvelun tuotannossa.

Ei ollut yllättävää, ainakaan minulle, että havupuita suosiva tasaikäismetsätalous ei menestynyt vertailussa (kuvat 1 ja 2). Metsätalouden yhteiskunnallinen hyöty oli sitä pienempi, mitä suuremmalla korolla nettonykyarvoa maksimoitiin. Erityisen vaarallinen yhdistelmä oli suuri korko ja havupuita suosiva tasaikäismetsätalous. Suuri korko johtaa lyhyisiin kiertoaikoihin ja harvapuustoisiin metsiin, mikä edelleen johtaa puuntuotannon ja hiilensidonnan vähenemiseen sekä monikäytön ja monimuotoisuuden kannalta huonoihin metsiin.

Kuva 1. Metsänhoitomenetelmien paremmuusjärjestys Etelä-Suomessa kolmen järjestämistavan mukaan. ”Tasa” on havupuita suosiva tasaikäismetsätalous, ”Seka” sekametsiä suosiva tasaikäismetsätalous, ”Jatkuva” jatkuva kasvatus ja ”Vapaa” vapaan tyylin metsätalous. Luku lyhenteen jäljessä on korko, jolla nettonykyarvoa maksimoitiin.
Kuva 2. Metsänhoitomenetelmien paremmuusjärjestys Pohjois-Suomessa kolmen järjestämistavan mukaan.

Neljällä prosentilla laskettu nettonykyarvo oli parempi jatkuvassa kasvatuksessa kuin havupuita suosivassa tasaikäismetsätaloudessa (kuva 3). Myös ainespuun tarjonta metsäteollisuudelle oli jatkuvassa kasvatuksessa suurempi (kuva 4). Jatkuva kasvatus peittosi tasaikäismetsätalouden myös mm. hiilensidonnassa (kuva 5), marja- ja sienisadoissa (kuva 6) sekä puulajin ja puiden koon vaihtelevuudessa metsäkuvioiden sisällä (kuva 7). Pienemmän koron käyttö nettonykyarvon maksimoinnissa parantaisi erityisesti tasaikäismetsätalouden suoriutumista ja pienentäisi samalla tasaikäismetsätalouden ja muiden metsänhoitomenetelmien välistä eroa.

Kuva 3. Metsänhoitomenetelmien nettonykyarvo 4 % korolla.
Kuva 4. Metsänhoitomenetelmien keskimääräinen vuotuinen hakkuukertymä 100 vuoden aikana.
Kuva 5. Metsänhoitomenetelmien keskimääräinen vuotuinen hiilitase 100 vuoden aikana jaoteltuna elävän puuston, kuolleen orgaanisen aineksen (Maa) ja puutuotteiden taseisiin. Positiivinen tase tarkoittaa, että metsätalous poistaa hiiltä ilmakehästä. Suurin osa talousmetsän hiilitaseesta selittyy korvausvaikutuksilla eli sillä, että puun käyttö vähentää fossiilipäästöjä. Hiilitase on kuitenkin vain puolet siitä, joka saataisiin, jos metsää ei hakattaisi lainkaan.
Kuva 6. Metsänhoitomenetelmien keskimääräinen vuotuinen marja- ja sienisato.
Kuva 7. Metsänhoitomenetelmien keskimääräinen puulajidiversiteetti (Shannon) ja puiden kokodiversiteetti (Gini). Indeksit on laskettu jokaiselle metsikölle 10 vuoden välein ja niistä on laskettu 100 vuoden keskiarvo. Kuvassa on esitetty eri metsiköiden indeksien keskiarvo (metsikön pinta-alalla painottaen).

Tuloksissa ei ollut varsinaisesti mitään yllättävää, ja arviot ekosysteemipalvelujen määristä eri metsänkasvatusmenetelmissä olivat samansuuntaisia useiden muiden tutkimusten kanssa. Joitakin tahoja tulokset saattavat silti huolestuttaa. Tuloksiin voikin reagoida muutamalla eri tavalla: (1) tekemällä entistä ponnekkaammin töitä sen eteen, että Suomen metsätalous saadaan loksahtelemaan suotuisiin luokkiin, (2) vastustamalla ankarasti ilmastoselvityksiä ja muita vastaavia puolueettomia laskelmia tai (3) kehittämällä metsien käsittelymenetelmiä niin, että kaikki metsien ekosysteemipalvelut säilyvät.

 

Timo Pukkala

Kuolleena syntyneitä ajatuksia

Tässä kirjoituksessa olisi tarkoitus kertoa ns. vapaan tyylin metsätaloudesta. Se on saanut jo jonkin verran mediahuomiota (Karjalainen, SMY), mutta useimmille metsäammattilaisille termi lienee silti vieras.

Menetelmän perusidea on, että metsätaloutta ei luokitella joko tasaikäismetsätaloudeksi tai jatkuvaksi kasvatukseksi vaan metsän kulloisenkin rakenteen annetaan määrätä, kuinka metsää käsitellään. Koska mitään käsittelyä ei ole suljettu pois, optimaalisesti sovellettu vapaa tyyli tuottaa eniten niitä ekosysteemipalveluja, joita metsiltä halutaan. Kyseessä on itsestäänselvyys, eli väittämää ei kannata yrittää osoittaa vääräksi.

Koska kirjoituksen otsikoksi tuli kuitenkin valittua tuo mikä tuli, listaan tähän alkajaisiksi muutaman kuolleena syntyneen ajatuksen (jonka virallinen lyhenne on KSA):

KSA 1: Laaditaan erilliset käsittelyohjeet tasaikäismetsätaloudelle ja jatkuvalle kasvatukselle.

KSA 2: Laaditaan erilliset kasvumallit tasaikäismetsätaloudelle ja jatkuvalle kasvatukselle.

KSA 3: Vaaditaan, että hakkuuilmoituksessa kerrotaan, onko kyseessä tasaikäismetsätalous vai jatkuva kasvatus.

KSA 4: Säädetään erilainen minimipuusto tasaikäismetsätaloudelle ja jatkuvalle kasvatukselle.

Metsäasioista perillä oleva huomaa, että useimmat listatuista ajatuksista ovat toteutuneet, vaikka niiden olisi kuulunut kuolla jo idea-asteella.

Vapaa tyyli ja kuolleet ajatukset liittyvät sikäli toisiinsa, että vapaa tyyli, joka siis on parasta metsätaloutta, on jyrkässä ristiriidassa listassa mainittujen pyrkimysten kanssa. Vapaa tyyli sallii yksi-, kaksi ja monijaksoiset metsät sekä siirtymiset rakenteesta toiseen. Mitä malleja ja ohjeita pitäisi käyttää metsissä, jotka eivät edusta tasaikäisiä metsiä eivätkä myöskään jatkuvapeitteistä metsätaloutta? Suomen metsät ovat harvemmin selvästi tasarakentesia tai selvästi erirakenteisia vaan kaikenlaista sekamelskaa siltä väliltä (ja hyvä niin).

Tasaikäistä jatkuvan kasvatuksen metsää. Mitä kasvumalleja pitäisi käyttää?
Jatkuvan kasvatuksen metsää, jossa on tehty alaharvennus (poistettu pienimpiä puita). Miten hakkuu kirjataan metsänkäyttöilmoitukseen, jossa ei ole mahdollista ilmoittaa jatkuvan kasvatuksen alaharvennusta?
Tässä metsässä on tehty juuri yläharvennus (poistettu suurimpia puita). Metsässä kannattaa ilmielvästi ja laskelmienkin mukaan tehdä vielä lisää yläharvennuksia, eli metsän käsittely muistuttaa jatkuvaa kasvatusta. Jossakin vaiheessa metsä voi kuitenkin olla perusteltua uudistaa päätehakkuun kautta, jos metsä muuttu puhtaaksi kuusikoksi, joka ei kasva tai uudistu riittävän hyvin. Onko kyseessä tasaikäismetsätalous vai jatkuva kasvatus?

Kun halutaan tehdä laskennallisia vertailuja metsänkasvatusvaihtoehtojen välillä ja optimoida metsän käsittelyä, tarvitaan kasvumalleja, jotka sopivat kaikenlaisiin metsiin. Kasvun ennustajana ei voi käyttää metsikön ikää tai valtapituuteen ja ikään perustuvaa boniteettia, koska nämä termit soveltuvat yksinomaan tasaikäismetsätalouteen. Lisäksi mallin tulee puiden kasvun ja elossaolon lisäksi ennustaa, minkä verran metsään syntyy luontaista taimiainesta. Hyvä uutinen on, että uudet kasvumallit vapaan tyylin metsätalouden analyysiin on juuri julkaista Forestry-nimisessä tieteellisessä lehdessä (Tutkimus 1). Tutkimus sattuu olemaan toimittajan valinta Forestry-lehden kyseisen numeron kärkiartikkeliksi.

Jos metsän käsittelypäätöksille halutaan tukea ilman mutkallisia kasvusimulointeja ja vertailulaskelmia, voidaan käyttää käsittelyohjeita, jotka ilmoittavat, kuinka tiheänä puustoa on perusteltua kasvattaa ja missä tilanteessa avohakkuu on paikallaan. Toinen hyvä uutinen on, että käsittelyohjeisto vapaan tyylin metsätaloudelle on myös olemassa (Tutkimus 2). Ohjeista on valmisteilla päivitetty versio, joka perustuu yllä mainituun uuteen kasvumalliin.

Vapaan tyylin metsätalouden ohjeisto koostuu kolmesta osa-ohjeesta, joista ensimmäinen kertoo, onko metsikkö taloudellisessa mielessä ”kypsä” hakattavaksi. Taloudellinen hakkuukypsyys tarkoittaa, että puuston arvokasvu ei ole riittävän hyvä suhteessa puuston ja maapohjan arvoon, eli tuotantoon sidottu pääoma tuottaa pienemmän koron kuin metsänomistaja haluaa.

Jos metsikkö on hakkuukypsä, katsotaan toisesta osaohjeesta, onko paras hakkuutapa harventaminen vai avohakkuu. Jos suositus on harvennushakkuu, kolmas osaohje kertoo, kuinka voimakkaasti puuston eri kokoluokkia tulee harventaa.

Vapaan tyylin ohjeiden käyttö johtaa siihen, että avohakkuun määrä vähenee olennaisesti nykymetsätalouteen verrattuna, ja suurin osa hakkuista on yläharvennuksia. Ohjeet eivät kuitenkaan missään vaiheessa kerro sitä, onko metsä tasaikäismetsätalouden vai jatkuvan kasvatuksen piirissä. Ohjeiden käyttö voi johtaa siihen, että järeä tasakokoinen puusto avohakataan kerran, mutta seuraavaa puusukupolvea käsitellään pitkiä aikoja toistuvin yläharvennuksin. Voi myös käydä niin, että metsää harvennetaan ensin pitkiä aikoja, mutta lopulta metsän rakenne muuttuu sellaiseksi, että avohakkuu on taloudellisessa mielessä perusteltu käsittely.

Vapaan tyylin metsätalouden hyötyvaikutus on, että joutava kiistely tasaikäismetsätalouden ja jatkuvan kasvatuksen paremmuudesta käy tarpeettomaksi, koska vapaan tyylin metsätalous ei ole näistä kumpaakaan. Vielä painavampi syy vapaan tyylin käytölle on kuitenkin se, että se maksimoi metsien ekosysteemipalvelut.

 

Timo Pukkala

Hiilikeskustelussa unohtuu aikajänne

Suomen pitäisi olla hiilineutraali vuoteen 2035 mennessä. Maailmanlaajuiseen ilmastokriisiin pitäisi löytyä ratkaisuja myös vuoteen 2035 mennessä. Näyttää kuitenkin siltä, että monet niistä ratkaisuista, joita Suomessa esitetään, vaikuttavat vasta vuoden 2035 jälkeen eli silloin kun ollaan jo myöhässä.

Tuore esimerkki keinosta, joka vaikuttaa liian myöhään, on joutomaiden metsitystuki. Kyseisen tuen on sanottu edistävän hiilineutraaliuden saavuttamista vuoteen 2035 mennessä (Yle). Valitettavasti vain ne joutomaat, jotka metsitetään nyt, alkavat sitoa mainittavia määriä hiiltä vasta vuoden 2035 jälkeen. Jos metsitettävä joutomaa on pusikoitunut pelto, maan pitäminen pusikkona olisi vuoteen 2035 saakka ilmaston kannalta parempi ratkaisu kuin se, että pusikko raivataan pois ja sen tilalle istutetaan uusia puun taimia.

Toinen esimerkki aikajänteen unohtamisesta on se, että puuenergia oletetaan politiikkapiireissä ilmastoneutraaliksi. Tässä siis oletetaan, että puun poltosta ei muka aiheudu ilmastohaittaa, vaikka kaikki poltettavan puun hiili vapautuukin ilmakehään. Itse asiassa megawattituntia kohti laskettuna bioenergia tuottaa enemmän päästöjä kuin kivihiilen käyttö energiaksi.

Bioenergian laskennallinen hiilineutraalius perustuu oletukseen, että hakattujen puiden tilalle kasvaa aikanaan uusia puita, jotka sitovat poltossa vapautuneen hiilidioksidin takaisin puubiomassaan. Valitettavasti vain nyt päästeltävä hiili sidotaan takaisin vasta 50–100 vuoden kuluttua, eli ilmasto-ongelmien ratkaisun kannalta liian myöhään.

Puuenergian osuus energian kokonaiskulutuksesta on Suomessa noin 28 %. Puuenergian sisällyttäminen hiilineutraaliin energiaan on laskennallinen temppu, joka saa Suomen ilmastotoimet näyttämään paremmilta kuin ne oikeasti ovat. Näin tehdyissä laskelmissa energian käyttö voi näyttäytyä hiilineutraalina siitä huolimatta, että energian käyttö vapauttaa ilmakehään suuria määriä hiilidioksidia.

Kyseessä ei kenties ole tahallinen harhautus vaan tavoite yksinkertaistaa laskelmia. Nykytilanteessa, jossa ilmastotoimilla on kiire, sidonnan ja päästön eriaikaisuuden sivuuttaminen on kuitenkin kyseenalaista. Poliitikkoja voi jymäyttää, ja poliitikot voivat jymäytellä toisiaan ja kansalaisia, mutta ilmasto ei valitettavasti ole jymäytettävissä.

Kolmas esimerkki sidonnan ja päästöjen ajoittumisesta liittyy metsien hakkuuseen. Etenkin avohakkuut johtavat suuriin päästöihin, jotka johtuvat mm. siitä, että suuri osa hakattujen puiden biomassasta käytetään energiaksi. Puusta valmistetut massatuotteet pitävät hiilen poissa ilmakehästä vain lyhyen ajan. Avohakkuu johtaa myös metsämaan hiilivaraston pienenemiseen.

Avohakatulle alueelle istutetaan uusia puita, jotka sitovat aikanaan suunnilleen saman verran hiiltä kuin mikä avohakkuun seurauksena vapautuu. Merkittävää tässäkin on se, että vapautuminen tapahtuu heti tai melkein heti mutta sitominen vasta kaukana tulevaisuudessa. Jokainen avohakattu alue on hiilen lähde koko sen ajan, jona hiilen poisto ilmakehästä olisi kaikkein tärkeintä. Jos taas metsikköä ei hakattaisi, se olisi koko tämän kriittisen ajan hiilinielu.

Alla oleva kuva havainnollistaa hakkuun vaikutusta keskisuomalaisen tuoreen kankaan kuusikon hiilivarastoon vuoteen 2035 saakka, kun hakkuu tehdään vuonna 2022 ja uusi metsä istutetaan vuotta myöhemmin. Avohakkuussa elävän puuston hiili siirtyy kuolleen orgaanisen aineksen ja tuotteiden hiilivarastoihin, joista se alkaa vapautua välittömästi, kun puubiomassaa poltetaan, lyhytaikaisia tuotteita hylätään ja hakkuutähteet sekä muu metsämaan orgaaninen aines lahoavat. Vuonna 2035 hiilivarasto on alle puolet hakkuuta edeltävästä hiilivarastosta, eli yli puolet hiilestä on päästelty ilmakehään.

Harventaminen vaikuttaa samojen mekanismien kautta kuin avohakkuu, mutta vaikutukset ovat pienempiä, ja puusto toipuu sitomaan hiiltä paljon nopeammin kuin avohakkuualalle istutettu kuusen taimikko. Yläharvennus on tässä esimerkissä hiilineutraali vaihtoehto, kun tarkasteltava aikajänne on 15 vuotta.

Avohakkuun ja yläharvennuksen vaikutus metsän synnyttämiin hiilivarastoihin keskisuomalaisessa tuoreen kankaan kuusikossa. Yksikkö on tonnia hiiltä hehtaarilla.

Toisaalta puun käyttö vähentää fossiilipäästöjä, mikä voidaan ottaa huomioon hiilitaselaskelmissa. Samalla pitää ottaa huomioon se, että puun korjuu ja kuljetus sekä tuotteiden valmistus aiheuttavat hiilipäästöjä. On myös muistettava, että avohakkuussa saadaan enemmän puuta kuin harvennuksessa eli tietyn puumäärän saamiseen riittää pienempi hakkuuala, jolloin suurempi pinta-ala voidaan jättää hakkaamatta ja hiiltä nielemään.

Näitä asioita on havainnollistettu alla olevassa kuvassa. Kuva esittää kumulatiivista hiilitasetta hiilidioksidiekvivalentteina ilmaistuna vuoteen 2035 mennessä. Negatiivinen tase tarkoittaa, että metsätalous on nettopäästö. Kuva johtaa samoihin päätelmiin kuin varastojen muutokset, vaikka laskelmassa ovat nyt mukana puun käytön korvausvaikutukset. Hakkaamatta jättäminen pitää kuusikon hiilinieluna, yläharventaminen on hiilineutraalia ja avohakkuu tekee metsiköstä hiilen lähteen.

Metsätalouden kumulatiivinen hiilitase varttuneessa tuoreen kankaan kuusikossa, jos metsikköä ei hakata tai se hakataan vuonna 2022. Positiivinen tase tarkoittaa hiilinielua ja negatiivinen tase sitä, että metsätalous on hiilidioksidin nettopäästäjä. Punainen katkoviiva on sellainen yhdistelmä avohakkuuta ja metsän edelleen kasvatusta (Lepo), joka tuottaa saman hakkuukertymän kuin yläharvennus.

Jos otetaan huomioon, että avohakkuussa saadaan suurempi kertymä, jolloin voidaan jättää enemmän metsää hakkaamatta, avohakkuu on silti huonompi käsittely kuin yläharvennus.

Mikä siis neuvoksi, jos metsätaloudelta halutaan mahdollisimman suuria ilmastohyötyjä vuoteen 2035 mennessä? Ensimmäiseksi neuvoksi on annettava tämä: ”Älä hakkaa”. Jos se ei tunnu mukavalta, siirry neuvoon numero kaksi: ”Älä avohakkaa”.

 

Timo Pukkala

Puun pitää kasvaa hitaasti

Parhaat ikkunankehykset saadaan hidaskasvuisesta kuusesta; mitä ohuemmat vuosilustot, sitä paremmat pokat. Arvokkaimmat männyn sahatavaralaadut saadaan ohutlustoisesta puusta.

Näihin saakka hidaskasvuista arvopuuta on ollut saatavissa Suomen metsistä. Useat tekijät ovat kuitenkin vaarantamassa arvopuun saannin ja sen myötä sellaisen teollisuuden ja puusepäntyön, joka nojaa ohutlustoiseen puuhun. Näitä vaaratekijöitä ovat ”hyvä metsänhoito”, jalostettujen taimien istutus sekä ilmastonmuutoksesta ja saasteista johtuva puiden nopeutunut kasvu.

Lohdutukseksi voidaan ajatella, että nopeutunut puun kasvu on eduksi sellaiselle teollisuudelle, jolle hitaaseen kasvuun yhdistyvät laatutekijät eivät ole tärkeitä. Saksasta kuitenkin kuuluu kummia. Tuoreen tutkimuksen mukaan nimittäin nopea kasvu on haitaksi myös puun määrälliselle tuottamiselle (kumma tutkimus). Eikös olekin käsittämättömän ristiriitainen päätelmä? Tutkimuksen on tehnyt professori Hans Pretzsch, joka on maailman arvostetuimpia metsäntutkijoita. Tutkimuksessa on selvitetty harvennusten ja kasvatustiheyden vaikutusta kuusen tilavuuskasvuun.

Tämä kummallinen tutkimus perustuu maailman parhaaseen koeala-aineistoon. Aineisto koostuu 22 kokeesta, joissa on yhteensä 127 koealaa, joita on mitattu saksalaisella pieteetillä yhteensä 1209 kertaa. Ensimmäiset kokeet perustettiin jo 1880-luvulla ja ne on mitattu parikymmentä kertaa.  Pisimmät mittaussarjat kattavat 140 vuoden ajanjakson.

Tulos numero 1: Mitä tiheämmässä puita kasvatetaan eli mitä vähemmän metsää harvennetaan, sitä suurempi on pitkän ajan puuntuotos. Tulos numero 2: Harventaminen aiheuttaa viljavalla kasvupaikalla enemmän tuotostappioita kuin karulla kasvupaikalla (kuva 1). Tulos numero 3: Lyhytaikaiset seuranta-ajat johtavat harhaisiin päätelmiin. Tulos numero 4: Yläharvennus johtaa suurempaan puuntuotokseen kuin alaharvennus (kuva 2). Ja kyse ei ole teoreettisista päätelmistä tai hypoteeseista vaan maailman parhaimpaan aineistoon perustuvista empiirisistä tuloksista.

Kuva 1. Pitkän aikavälin puuntuotoksen riippuvuus metsikön keskimääräisestä kasvatustiheydestä seurantajakson aikana. Kasvatustiheys tarkoittaa metsikön tiheysindeksin (stand density index) arvoa verrattuna saman kokeen harventamattomaan koeruutuun.

Jos vaikkapa harventaa nuorehkon kuusikon ja mittaa sen kasvua 15 vuotta, päätelmä saattaa olla, että harvennus on lisännyt puuntuotosta (tilavuuden lisäys + hakattujen puiden tilavuus). Pidemmän aikavälin tarkastelussa tämä päätelmä kuitenkin osoittautuu Hans Pretzschin mukaan vääräksi. Jos taas vertailee puuntuotosta ala- ja yläharvennuksessa 15 vuoden aikajänteellä, tulos saattaa joskus osoittaa alaharvennuksen paremmuutta. Pidempiaikaisessa seurannassa tämäkin päätelmä kuitenkin kääntyy päinvastaiseksi.

Selityksenä useimpiin tuloksiin on ns. allometrinen siirtymä, mikä tarkoittaa, että metsämaan pinta-alayksikköä kohti laskettu puuston puuntuotannollinen tehokkuus on sitä pienempi, mitä suurempia puut ovat. Harventaminen ja nopea kasvu nopeuttavat tehokkuuden heikkenemistä. Isot puut käyttävät suuremman osan yhteyttämistuotteistaan elintoimintojen ylläpitoon, jolloin kasvuun jää vähemmän resursseja. Puun koko alkaa rajoittaa kasvua sitä aiemmin, mitä nopeammin puut kasvavat.

Kuva 2. Pitkän aikavälin puuntuotoksen riippuvuus metsikön kasvatustiheydestä ylä- ja alaharvennuksessa.

Herää kysymys, onko jalostuksella sama vaikutus kuin harventamisella? Jälkeläiskokeiden kasvumittausten perusteella siemeniä tuottamaan valitaan puita, jotka kasvavat nuorena nopeasti. Seuraako tästä valinnasta, että kasvua hillitsevät tekijät alkavat vaikuttaa aiemmin. Alkavatko hitaammin aloittaneet ohutlustoiset maatiaispuut ottaa kiinni nopeasti aloittaneita jalosteita?

Tämän selvittämiseksi tarvitaan jälkeläiskokeita, joissa puiden kasvua seurataan monien vuosikymmenten ajan. Tämä taas edellyttää suuria koealoja, sillä pienillä koealoilla voi tehdä päätelmiä vain pienten puiden kasvukyvystä. Suurien koealojen ongelma taas on kustannusten lisäksi luonnon ihana vaihtelu (kasvupaikan viljavuuden vaihtelu), mikä johtaa siihen, että tilastollisesti merkitseviä kasvueroja löytyy harvemmin.

Useimmissa varttuneimmissa jälkeläiskokeissa koeruudut ovat äärimmäisen pieniä (tyypillisesti 16 tai 25 puuta, minimissään 6 puuta per koeruutu) ja kiinni toisistaan. Tällöin koejäsenten kasvuerot selittyvät sitä enemmän puiden välisellä kilpailulla, mitä suuremmaksi puut kasvavat (kuva 3). Kilpailun ja geenien vaikutus voitaisiin erottaa toisistaan laskennallisilla kommervenkeilla, mutta tähän saakka julkaistuissa tutkimuksissa niin ei ole taidettu tehdä.

Kuva 3. Pienillä koeruuduilla koejäsenten kasvuerot selittyvät sitä vähemmän geeneillä, mitä isommiksi puut kasvavat.

Metsiä voidaan harventaa tai olla harventamatta, ja harvennuksessa voidaan poistaa isoja tai pieniä puita. Pitkän aikavälin puuntuotos riippuu sekä metsikön kasvatustiheydestä että harvennustavasta jopa niinkin epäloogisesti, että yksittäisen puun hidas kasvu saattaa olla metsikön puuntuotokselle eduksi.

Arvopuun tuottajalle tämä on hyvä uutinen, varsinkin jos hitaaseen kasvuun voidaan yhdistää taloudellinen kannattavuus. Tuoreessa ruotsalaistutkimuksessa (ruotsalainen tutkimus) on osoitettu, että järeyskehityksen hillitseminen yläharvennuksilla parantaa kannattavuutta 20 % tavanomaiseen alaharvennusmetsätalouteen verrattuna. Ja sitten on vielä se J:llä alkava metsänkasvatusmenetelmä, jossa voidaan yhdistää nuorten puiden hidas kasvu, hyvä puuntuotos ja taloudellinen kannattavuus.

 

Timo Pukkala

 

Jatkuva kasvatus yleistyy – pitääkö olla huolissaan?

Jatkuvapeitteinen metsätalous eli jatkuva kasvatus on metsätaloutta, jossa ei tehdä avohakkuita. Se tuli luvalliseksi vuoden 2014 metsälain muutoksessa. Varsin lyhyessä ajassa jatkuva kasvatus on saavuttanut vankan jalansijan.

Hännisen ym. tutkimusten mukaan runsas neljännes yksityismetsänomistajista on siirtynyt jatkuvaan kasvatukseen vähintään osassa metsiään, ja vain 10–15 % omistajista on ehdottomasti menetelmää vastaan. Tämä siitä huolimatta, että metsäammattilaiset jättävät varsin usein kertomatta metsänomistajalle jatkuvan kasvatuksen mahdollisuudesta.

Metsähallitus on päättänyt suurentaa jatkuvan kasvatuksen osuuden 15 prosentista 25 prosenttiin monikäyttömetsien pinta-alasta vuonna 2021. Metsähallitus on myös perustanut kolme 5000 hehtaarin mallialuetta jatkuvan kasvatuksen kokeiluja varten. Erityisen nopeasti jatkuvan kasvatuksen voi olettaa yleistyvän suometsissä, joihin harva metsäntutkija kehtaa enää suosittaa avohakkuumetsätaloutta.

Jatkuvan kasvatuksen suosio on kannustanut villiinkin uutisointiin (Villi uutinen 1, Villi uutinen 2). Näiden uutisten mukaan kuusikoiden kasvu pienenisi kolmanneksen, jos niissä siirryttäisiin jatkuvaan kasvatukseen. Mietitäänpä asiaa hieman tarkemmin.

Kun metsänomistaja päättää siirtyä jatkuvapeitteiseen metsätalouteen, metsien kasvussa ei tapahdu mitään muutosta, varsinkaan jos ei kerro puille, että niiden pitää ruveta kasvamaan vähän hitaammin. Eroja voi kuitenkin ruveta syntymään vähitellen hakkuiden seurauksena.

Nuori ”ensiharvennusmetsä” harvennetaan yleensä suunnilleen samalla tavalla laatuharvennuksena sekä jatkuvassa kasvatuksessa että tasaikäismetsätaloudessa. Merkittävin ero on, että jatkuvassa kasvatuksessa ei raivata alikasvosta. Varttuneemman harvennusmetsän taloudellisesti optimaalinen käsittely sekä tasaikäismetsätaloudessa että jatkuvassa kasvatuksessa on yläharvennus eli suurimpien puiden poisto. Optimaalinen jäävän puuston tiheys on molemmissa tapauksissa suunnilleen sama. Erona on nytkin, että tasaikäismetsätaloudessa poistetaan usein aluspuusto ennen hakkuuta, mikä ei tietenkään paranna metsän kasvua.

Eniten eroa syntyy siinä vaiheessa, kun tasaikäismetsä uudistetaan avohakkuun ja viljelyn kautta. Jatkuvassa kasvatuksessa tehdään avohakkuun sijasta edelleen yläharvennuksia. Yläharvennettu metsä tuottaa satavarmasti enemmän puuta kuin avoalalle istutettu nuori taimikko, ainakin jonkin aikaa. Myöhemmin, kenties 20–40 vuoden päästä, istutusmetsän tilavuuskasvu saattaa ylittää yläharvennetun metsän kasvun.

Voidaan siis päätellä, että jos metsiä käsitellään yllä kuvatusti, jatkuvaan kasvatukseen siirtyminen lisää puuntuotosta 20–40 vuoden ajan. Mistä huoli puuntuotannon vähenemisestä sitten johtuu? Ainakin yhtenä syynä ovat virheellisesti tulkitut tutkimustulokset, mm. Hynysen ym. tutkimus vuodelta 2019. Tämän tutkimuksen mukaan yläharvennetun kuusikon puut kasvavat heikommin kuin jos samat puut kasvaisivat alaharvennetussa metsikössä. Tulos on looginen, sillä yläharvennuksen jälkeen puut saattavat tarvita toipumisaikaa, jona puiden latvukset voimistuvat ja varjoneulasia korvaamaan kasvatetaan voimakkaampaan valoon sopeutuneita neulasia. Tutkimuksesta ei kuitenkaan voi päätellä, että tasaikäismetsätalous tuottaisi pitkän ajan kuluessa enemmän puuta kuin jatkuva kasvatus.

Kuvassa 1 on Hynysen ym. mallilla laskettu tilavuuskasvu lehtomaisen kankaan tasaikäiskuusikossa metsikön kiertoajan eri vaiheissa, ja saman kasvupaikan tilavuuskasvu jatkuvassa kasvatuksessa (tilavuuskasvu on saatu Hynysen mallilla lasketusta pohjapinta-alan kasvusta ja puuston pituudesta). Simuloinnin mukaan Hynysen ym. malli näyttäisi osoittavan, että jatkuva kasvatus tuottaa enemmän puuta.

Kuva 1. Hynysen ym. mallista johdettu lehtomaisen kankaan kuusikon tilavuuskasvu tasaikäismetsätaloudessa ja jatkuvassa kasvatuksessa. Luvut (6,0 ja 6,4 m3/ha) ovat keskimääräisiä vuotuiskasvuja 70 vuoden aikana.

Entäpä, jos metsänomistajalla on varttunut melko erirakenteinen kuusikko (kuva 2), ja hän pohtii, pitäisikö sitä käsitellä tasaikäismetsätalouden alaharvennuksella vai jatkuvan kasvatuksen yläharvennuksella? Metsikön pohjapinta-ala on 30 m2/ha ja keskipituus 18,7 m. Sekä ala- että yläharvennuksessa pohjapinta-alasta poistetaan kolmannes. Keskipituus suurenee alaharvennuksessa 19,9 metriin ja pienenee yläharvennuksessa 16,7 metriin. Tässä tapauksessa Hynysen ym. malli ennustaa, että hakkuun jälkeinen tilavuuskasvu on molemmissa tapauksissa sama, mutta pohjapinta-alan kasvu on yläharvennuksen jälkeen 15 % parempi. Mainittakoon, että hakkuutulo on yläharvennuksessa yli kaksi kertaa suurempi ja kuutiometriä kohti laskettu korjuukustannus 34 % pienempi. Jäävän puuston vuotuinen arvokasvu on alaharvennuksen jälkeen 4,7 % ja yläharvennuksen jälkeen 8 %.

Kuva 2. Erirakenteisen kuusikon hakkuuvaihtoehtojen vertailua. Harvennetun metsikön pohjapinta-alan kasvu on laskettu Hynysen ym. (2019) mallilla. Tilavuuskasvu on laskettu puuston pituuden ja pohjapinta-alan kasvun avulla.

Edellä lasketuista tuloksista huolimatta saattaa olla tarpeen korjata voimakkaasti yläharvennetun metsikön kasvua alaspäin parina ensimmäisenä 5-vuotiskautena. Avohakkuualalle taas voidaan istuttaa jalostettuja taimia, jotka saattavat kasvaa paremmin kuin luonnontaimet (katso kuitenkin aiheeseen liittyvä pohdinta). Miten jatkuva kasvatus pärjää puuntuotoksessa tasaikäismetsätaloudelle, kun yläharvennuksen harvennusstressi ja tasaikäismetsätalouden jalostushyöty otetaan huomioon?

Tämän selvittämiseksi poimin 0,1 prosentin satunnaisotoksen Metsään.fi-tietokannan keskisuomalaisista kivennäismaiden OMT-metsiköistä (543 metsikköä) ja simuloin niille tasaikäismetsätaloutta ja jatkuvaa kasvatusta 100 vuoden verran. Jokaisen jatkuva kasvatuksen hakkuun jälkeen pienensin puiden kasvua ensimmäisenä 5-vuotiskautena 20 % ja toisena kautena 10 % kasvumallin ennusteesta. Avohakkuualoille istutettujen puiden kasvua puolestaan suurensin 10 % mallin ennusteesta kaikkina 5-vuotiskausina.

Simuloinnista käy ilmi edellä päätelty tulos, että jatkuvaan kasvatukseen siirtyminen parantaa metsien kasvua muutaman vuosikymmenen ajan, kun avohakkuun sijasta metsiköissä säilytetään kasvava puusto (kuva 3). Myöhemmin, kun avoaloille istutetut jalostetut puut pääsevät hyvään kasvuun, kasvu on jonkin aikaa suurempi tasaikäismetsätaloudessa kuin jatkuvassa kasvatuksesessa.

Kuva 3. Vuotuinen tilavuuskasvu 543 lehtomaisen kankaan metsikössä, kun niissä käytetään jatkuvaa kasvatusta tai tasaikäismetsätaloutta.

Tässä simulointiesimerkissä metsiköiden keskimääräinen tilavuuskasvu 100 vuoden aikana sattuu olemaan molemmissa kasvatusmenetelmissä sama. Puuston määrä kuitenkin suurenee jatkuvassa kasvatuksessa ja pienenee tasaikäismetsätaloudessa. Kun tämä otetaan huomioon, saadaan tulokseksi, että jatkuvan kasvatuksen puuntuotos on 3,5 % suurempi. Hiilen sidonta on jatkuvassa kasvatuksessa 7 % suurempi. Mustikkasato suurenee 60 % ja herkkutattisato 70 %. Maisema-arvo paranee 43 %.

Mikään viimeaikainen tutkimus tai kunnollinen laskelma ei siis osoita, että puuntuotos pienenisi, jos Suomen metsissä siirrytään jatkuvaan kasvatukseen, paremminkin päin vastoin. Pitääkö jatkuvan kasvatuksen yleistymisestä silti olla huolissaan? No pitää, vattu nimittäin vähenee.

 

Timo Pukkala

Hävittääkö avohakkuu hiiltä metsämaasta?

Metsämaassa on enemmän hiiltä kuin elävässä puustossa. Hiiltä häviää metsämaan hiilivarastosta koko ajan, kun orgaaninen aines lahoaa. Toisaalta hiilivarastoon tulee myös täydennystä, kun puut tuottavat kariketta. Kariketta syntyy suunnilleen saman verran maan pinnalle ja pinnan alle. Pinnan alle tulee juurikariketta, joka syntyy pääosin siitä, että puut uudistavat vuosittain lähes koko hienojuuristonsa.

Metsän avohakkuu tuottaa runsaasti hakkuutähteitä, mikä aiheuttaa lyhytaikaisen positiivisen piikin metsämaan hiilivarastoon. Toisaalta kariketuotanto vähenee pitkäksi ajaksi lähes olemattomiin, mutta orgaanisen aineksen hajoaminen jatkuu. Ei siis ole yllättävää, että muutaman vuoden päästä hakkuusta metsämaan hiilivarasto on pienempi avoalalla kuin hakkaamattomassa metsässä.

Piiraisen ym. (2015) tutkimuksessa kivennäismaan päällisen orgaanisen aineksen hiilivarasto oli viiden vuoden kuluttua hakkuusta 16 % pienempi avoalalla kuin hakkaamattomassa metsässä, ja 10 vuoden päästä avoalalla oli 45 % vähemmän hiiltä, kun hakkuutähteiden hiiltä ei otettu huomioon. Simolan (2018) tutkimuksessa metsämaan hiilivarasto oli muokatuilla avoaloilla 10–15 % pienempi kuin hakkaamattomassa metsässä. Ensimmäisinä vuosina avohakkuun vaikutus ei ollut vielä selvä, mikä ilmeisesti johtui avohakkuualojen hakkuutähteistä.

Suomalaisissa hiilitaselaskelmissa otetaan huomioon hakkuun vaikutus karikesatoon ja hakkuutähteisiin. Yllä olevat tulokset eivät siis tarkoita, että avohakattujen alueiden hiilitaselaskelmissa olisi virhettä. Virhettä voi kuitenkin syntyä muista syistä. Näitä syitä ovat lämpötilan kohoamisen ja muokkauksen vaikutus orgaanisen aineksen hajoamisnopeuteen. Suomessa orgaanisen aineksen hajoaminen lasketaan yleensä Yasso-nimisellä mallilla. Tässä mallissa ei ole mukana muokkausvaikutusta eikä puuston vaikutusta metsämaan lämpötilaan.

Lämpötilan ja muokkauksen vaikutuksesta löytyy tietoa Finérin ym. (2016) ja Sutisen ym. (2019) tutkimuksista. Finérin ym. tutkimuksessa avohakatulle alueelle ja hakkaamattomaan metsään sijoitettiin 2.5 cm paksuisia määrämittaisia keppejä sekä maan pinnalle että maahan. Osa kepeistä kerättiin pois joka vuosi, ja niiden jäljellä oleva kuiva-aine mitattiin. Näin jatkettiin viiden vuoden ajan.

Mäntykeppien kuiva-aineesta hajosi avohakatulla alueella vuodessa 15% mutta hakkaamattomassa metsässä vain 5%. Hajoamisnopeus oli avohakatulla alueella siis kolminkertainen. Hajoamisnopeuden ero oli tilastollisesti erittäin merkitsevä. Todennäköisyys sille, että tulos johtui sattumasta, on häviävän pieni. Myös haapakepit hajosivat nopeammin avoalalla, mutta ero peitteiseen metsään ei ollut yhtä systemaattinen. Metsämaan lämpösumma oli avoalalla peräti 40% suurempi kuin puuston peittämässä maassa, mikä tutkijoiden mukaan selitti hajoamisnopeuden eron.

Sutisen ym. tutkimuksessa mitattiin maan hiilipitoisuutta Pohjois-Suomen aurausalueilla 12 vuotta maankäsittelyn jälkeen. Hiiltä oli eniten käsittelemättömissä kohdissa ja vähiten aurausjäljen vaoissa ja pientareissa (kuva 1). Aurauspalteissa, joihon oli käännetty kaksinkertainen humuskerros, oli 12 vuoden kuluttua aurauksesta vähemmän hiiltä kuin käsittelemättömissä kohdissa. Tulosten perusteella voidaan laskea, että pelkkä muokkaus oli vähentänyt koko avohakkuualan keskimääräistä hiilipitoisuutta noin 20% (vihreän ja punaisen pylvään ero kuvassa 1).

Kuva 1. Hiilipitoisuus Pohjois-Suomen avohakatuilla ja auratuilla alueilla 12 vuotta maankäsittelyn jälkeen Sutisen ym. (2019) tutkimuksen mukaan. Punainen pylväs on laskettu olettamalla tavanomaiset osuudet piennarta, palletta ja muokkaamatonta maata.

Kuvan 2 musta yhtenäinen viiva kuvaa kuolleen puuaineksen hajoamista hakkaamattomassa metsässä ja musta katkoviiva on hajoamisnopeus avoalalla, kun käytetään Finérin ym. laskemia hajoamisnopeuksia. Punainen yhtenäinen viiva taas on Yasso15-mallilla simuloitu hajoaminen. Punainen katkoviiva on sellainen Yasso-simulointi, jossa mallin parametreja (vuoden keskilämpötila, sadanta, lämpötila-amplitudi) on säädetty niin, että Finérin ym. havaitsema avohakkuuvaikutus heijastuisi Yasso-simulointiin.

Kuva 2. Jäljellä olevan hiilen osuus 2.5 cm paksuissa mäntyrimoissa Finérin ym. (2016) julkaisemien hajoamisnopeuksien mukaan (mustat viivat) ja Yasso-mallilla simuloituna (punaiset viivat). Punainen katkoviiva on sellainen simulointi, jossa Yasso-mallin ilmastoparametreja on säädetty niin, että hajoamisnopeus on ensimmäiset viisi vuotta sama kuin Finérin ym. tutkimuksessa avoalalla.

Kuvassa 3 on simuloitu metsämaan hiilen kehitystä, kun lehtomaisen kankaan uudistuskypsä kuusikko avohakataan, muokataan ja viljellään, tai metsikköä käsitellään toistuvin yläharvennuksin. Tulokset on laskettu Monsu-ohjelmalla, joka käyttää Yasso-mallia kuollen orgaanisen aineksen hajoamisen simulointiin. Avohakkuuvaihtoehdossa alue avohakataan uudelleen vuonna 2085. Avohakkuuvaihtoehdossa maan hiilimäärän kehitys on simuloitu kahdella tavalla: ilman avohakkuukorjausta (harmaa viiva) ja kuvan 2 osoittamalla avohakkuukorjauksella (punainen viiva). Yasso-korjausta on pienennetty puuston varttuessa niin, että korjaaminen loppuu, kun puuston pohjapinta-ala on 10 m2/ha.

Kuva 3. Monsulla simuloitu metsämaan hiilen määrä, kun keskisuomalainen viljavan kasvupaikan kuusikko avohakataan (Avo), käsitellään toistuvilla yläharvennuksilla tai metsikkköä ei hakata lainkaan. Avohakkuun jälkeen alue muokataan ja istutetaan kuuselle. Seuraava avohakkuu tehdään vuonna 2085. Punainen viiva on simulointi, jossa Yasso-malliin on tehty avohakkuukorjaus.

Simulointi osoittaa tutkimuksissa havaitun seikan, että avohakkuun jälkeen metsämaan hiilivarasto rupeaa pienenemään. Simuloinnissa hiilivarasto kuitenkin suurenee uudelleen, kun istutusmetsä saavuttaa uudistuskypsyyden. Nousu jatkuu vielä avohakkuun jälkeenkin. Hiilivaraston lisäys johtuu sekä varttuneen metsän suuresta kariketuotannosta että avohakatun alueen hakkuutähteistä.

Yläharvennuksessa (vihreä katkoviiva kuvassa 3) metsämaan hiilivarasto on vakaampi ja keskimäärin selvästi suurempi kuin avohakkuumetsätaloudessa, varsinkin jos hajoamisnopeuteen tehdään avohakkuukorjaus. Jos metsää ei hakata lainkaan, metsämaan hiilivarasto 100 vuoden päästä on kaksinkertainen hakkuuvaihtoehtoihin verrattuna.

Simulointiesimerkistä voidaan päätellä seuraavaa (kuva 4). Hajoamisnopeuteen tehty avohakkuukorjaus pienentää pitkäaikaista keskimääräistä metsämaan hiilivarastoa 24 % siihen verrattuna, että korjausta ei tehdä. Jos tämä sattuisi olemaan oikea keskiarvoluku kaikkiin suomalaisiin metsiin, tulos tarkoittaisi, että suomalaisissa hiililaskelmissa avohakkuumetsätalouden metsämaan hiilivarastoa yliarviodaan 24 %.

Kuva 4. Metsämaan keskimääräinen hiilivarasto 100 vuoden aikana kuvan 3 simuloinneissa.

Toinen päätelmä on, että metsämaan hiilivarasto on peitteisessä metsätaloudessa suurempi kuin avohakkuumetsätaloudessa. Simulointiesimerkissä ero on 27 % peitteisen metsätalouden hyväksi.

Hävittääkö siis avohakkuumetsätalous metsämaan hiilivarastoja? Siltä vaikuttaa, jos vertailukohtana on peitteinen metsätalous tai se, ettei hakata lainkaan. Diplomaattisempi vastaus kysymkseen kuuluu: ”Aihetta on tutkittu niin vähän, ettei asiasta voi sanoa mitään varmaa.” Veikkaukseni on, että valtaosa metsäammattilaisista ja metsäntutkijoista vastaa otsikon esittämään kysymykseen diplomaattisesti.

 

Timo Pukkala

 

 

Viittatut tutkimukset

Finér L, Jurgensen M, Palviainen M, Piirainen S, Page-Dumroese D. 2016. Does clear-cut harvesting accelerate initial wood decomposition? A five-year study with standard wood material. Forest Ecology and Management 372, 10–18

Piirainen S, Finér L, Starr M. 2016. Changes in forest floor and mineral soil carbon and nitrogen stocks in a boreal forest after clear-cutting and mechanical site preparation. European Journal of Soil Science 66, 735–743

Simola H. 2018. Persistent carbon loss from the humus layer of tilled boreal forest soil. European Journal of Soil Science 69, 303–314

Sutinen R, Gustavsson N, Hänninen P, Middleton M, Räisänen ML. 2019. Impact of mechanical site preparation on soil properties at clear-cut Norway spruce sites on mafic rocks of the Lapland Greenstone Belt. Soil & Tillage Research 186, 52–63

Millä hiilen hinnalla hakkuut loppuvat?

Vastaus on: 150 euroa per tonni Etelä-Suomessa ja 100 euroa per tonni Pohjois-Suomessa. Tuoreessa tutkimuksessa (Tuore tutkimus) on laskettu, että jos metsänomistajalle maksettaisiin tämän verran metsän hiilivaraston kasvattamisesta, hänen kannattaisi lopettaa hakkuut kokonaan vähintään sadaksi vuodeksi.

Hiilien hinnasta päästään hiilidioksidin (CO2) hintaan jakamalla luvulla 3.67. Sidontakorvaus 100 euroa per hiilitonni tarkoittaa siis samaa kuin 27.2 euroa per CO2-tonni. Tämä luku on suunnilleen sama kuin hiilidioksidin tämänhetkinen hinta kansainvälisessä päästökaupassa (CO1, CO2).

Jos siis metsänomistajalle maksettaisiin hiilidioksidin sitomisesta CO2:n tämänhetkinen (helmikuu 2020) arvo, pohjoissuomalaisen metsänomistajan kannattaisi lopettaa hakkuut heti ja keskittyä hiilivaraston kasvattamiseen. Eteläsuomalaisen metsänomistajan kannattaisi vähentää hakkuita 80–90% (kuva 1).

Kuva 1. Hiilensidontakorvauksen vaikutus optimaaliseen hakkuutasoon seuraavan 100 vuoden aikana, kun metsänomistaja maksimoi puunmyyntitulojen ja hiilensidontakorvausten nykyarvoa (korkokanta 3%).

Edelliset tulokset on laskettu olettamalla, että hiilen kerryttämisestä metsään maksetaan korvausta. Metsä tarkoittaa elävää puustoa ja kuollutta orgaanista ainesta. Vaihtoehtoinen korvausperuste on metsätalouden hiilitase, jossa otetaan huomioon myös puutuotteiden hiilivarastot ja korvausvaikutukset eli se, että puun käyttö vähentää fossiiliperäisiä päästöjä. Hakkuut suurentavat sekä puutuotteiden hiilivarastoa että korvausvaikutuksia.

Metsätalouden hiilitaseen käyttö korvausperusteena pienentää hakkuumääriä vähemmän kuin metsän hiilivaraston suurentamisesta maksettava korvaus. Tässäkin tapauksessa hiilen hinnan kohoaminen kutenkin pienentää optimaalista hakkuumäärää (kuva 2). Nykyisellä CO2:n hinnalla optimaalinen hakkuumäärä pienenisi 30% Suomen eteläosissa ja 80% maan pohjoisimmissa osissa (leveyspiirin 66 astetta pohjoispuolella).

Kuva 2. Hiilensidontakorvauksen vaikutus optimaaliseen hakkuutasoon seuraavan 100 vuoden aikana, kun metsänomistaja maksimoi puunmyyntitulojen ja hiilensidontakorvausten nykyarvoa (korkokanta 3%). Hiilensidontakorvaus perustuu metsätalouden hiilitaseeseen, jossa otetaan huomioon metsässä olevat hiilivarastot (puusto ja metsämaan kuollut orgaaninen aines), puutuotteiden hiilivarastot, puunkorjuun, kuljetuksen ja tuotteiden valmistuksen hiilipäästöt sekä puun käytön korvausvaikutukset.

Hiilensidontakorvausten avulla olisi mahdollista lisätä Suomen metsien hiilensidontaa, mikä vähentäisi painetta pienentää esimerkiksi liikenteen hiilipäästöjä. Hiilikorvausten vaikuttavuus olisi suurin Pohjois-Suomessa, jossa tukkipuun osuus myydystä puusta on pienin. Hiilivaraston kasvattamisesta ei siis pohjoisessa tarvitsisi maksaa yhtä paljon kuin etelässä, koska myymättä jätetyn puukuutiometrin rahallinen arvo on pohjoisessa pienempi.

Suomen metsätalouden hiilensidonta kaksinkertaistuisi maan pohjoisosissa, jos metsänomistaja saisi hiilivaraston kasvattamisesta 50 euroa per tonni eli 13.6 euroa per CO2-tonni (kuva 3). Maan eteläosissa samaan vaikutukseen tarvittaisiin kaksinkertainen korvaus.

Kuva 3. Metsätalouden kumulatiivinen hiilitase (puuston, metsämaan ja puutuotteiden taseiden summa) keskisen Suomen pohjoisosissa (leveyspiirit 64-66 astetta), kun metsän (puusto ja metsämaa) hiilivarastojen kasvattamisesta maksetaan metsänomistajalle 0–40.9 € per CO2-tonni ja metsänomistaja maksimoi puunmyyntitulojen ja hiilensidontakorvausten nykyarvoa.

Yhden puukuutiometrin kasvattaminen sitoo noin yhden tonnin hiilidioksidia. Puukuutiometrin sisältämän hiilivaraston arvo nykyisillä CO2:n hinnoilla olisi siis noin 27 euroa, mikä on monessa tapauksessa vähemmän kuin kuutiometrin keskihinta puuta myytäessä. Miksi tästä huolimatta puukuutiometri kannattaisi myymisen sijasta pitää metsässä hiilivarastona? Se johtuu siitä, että samalla kun kasvatetaan runkopuun määrää, hiiltä sitoutuu myös kantoihin, juuriin oksiin ja lehtiin, ja sen lisäksi vielä kuolleeseen orgaaniseen ainekseen. Kun kaikesta tästä sidonnasta maksetaan, päästään helposti korvauksiin, jotka ylittävät puun myynnistä saatavat tulot.

Metsänomistajalle hiilensidontakorvaukset ovat uusi ansaintamahdollisuus. Muutama metsänomistaja yrittääkin jo hyödyntää tätä mahdollisuutta myymällä kuluttajille hiilikompensaatioita. Metsien hiilensidonta voidaan jakaa kahteen kategoriaan: lisäiseen ja ei-lisäiseen. Lisäinen hiilensidonta tarkoittaa parannusta metsien tavanomaiseen hiilensidontaan verrattuna. Vain lisäinen hiilensidonta on kuranttia kansainvälisessä päästökaupassa.

Jos siis kuluttaja haluaa kompensoida hiilipäästönsä metsien kasvulla, hänen pitäsi tietää, onko sen metsän hiilensidonta, jonne hän rahansa panee, lisäistä sidontaa. Tätä tarkistusta varten lisäiselle hiilensidonnalle olisi kehitettävä selkeä määritelmä. Sen lisäksi tarvitaan työkaluja, joilla lisäinen hiilensidonta voidaan laskea (Blogi). Asialla on kohtalainen kiire, sillä hiilikompensaatioita myydään ja ostetaan jo täyttä päätä (Yle).

Metsien hiilivarastojen kasvattaminen saattaa lisätä metsätuhojen riskiä ja vähentää sitä kautta ilmastohyötyjä. Tuhoriskejä korostettaessa tuppaa kuitenkin unohtumaan, että myös kuollut orgaaninen aines on hiilivarasto, ja metsään kuollut puu on yleensä parempi hiilivarasto kuin hakattu puu (Tutkimus). Jos metsä palaa, niin maan hiilivarasto, joka on kaksi kolmannesta metsien koko hiilivarastosta, säilyy suunnilleen ennallaan. Palamatta jäävät myös puiden rungot, kannot ja juuret, joissa on suurin osa puuston hiilestä.

Metsäteollisuuden puunsaannille hiilikompensaatiot ovat uhka, jonka tosin voisi näppärästi välttää maksamalla puusta parempaa hintaa. Toinen asiaan liittyvä uhka on hiilivuoto, mikä tarkoittaa sitä, että kun metsien hakkuuta ja sellun keittoa vähennetään Suomessa, niin jossain muualla niitä vastaavasti lisätään. Tämän lisäyksen haitalliset ilmastovaikutukset voivat teoriassa olla jopa suuremmat kuin Suomessa saavutetut ilmastohyödyt. Näin kävisi, jos hakkuut siirtyisivät muualle täysimääräisinä, ja sellua keitettäisiin muissa maissa huonommalla energialla ja teknologialla kuin Suomessa.

On myös ”annettu ymmärtää”, että Suomen metsäteollisuus siirtyy muihin maihin, jos metsien hakkuu Suomessa hankaloituu. Voidaan toisaalta pohdiskella, että jos jossakin muualla on runsaasti käyttämättömiä hakkuumahdollisuuksia ja puu on siellä yhtä halpaa kuin Suomessa, niin miksi metsäteollisuus ei ole jo siirtynyt näihin maihin vaan haluaa laajentaa toimintaansa nimenomaan Suomessa?

Ilmaston kannalta olisi parasta, jos metsätalouden hiilikompensaatioita ruvettaisiin maksamaan yhtä aikaa monessa maassa. Se tukkisi vuotoja ja johtaisi hakkuiden vähenemiseen puun saannin vaikeutumisen ja paperituotteiden kallistumisen kautta.

Suuret hakkuumäärät ja pienenä pysyttelevät metsien hiilivarastot eivät johdu sellufirmojen pahantahtoisuudesta tai osakkeenomistajien ahneudesta. Syynä suuriin hakkuumääriin ja muuhunkin ympäristön rasittumiseen on ihmisten ylikulutus. Suomalaiset pärjäävät ympäristön rasittamisessa varsin hyvin. Esimerkiksi ruotsalaisiin verrattuna suomalaisen hiilijalanjälki on lähes kaksinkertainen (CO2perCapita).

Onneksi itse kukin suomalainen ylikuluttaja voi varsin helposti pienentää hiilijalanjälkeään, esimerkiksi vähentämällä paperin ja pahvilaatikkojen käyttöä. Pahvilaatikkojen tarve vähenee, kun tavaran käy hakemassaa kaupasta nettiostamisen sijaan. Vielä enemmän ylikulutus vähenee, kun tavaran jättää ostamatta.

 

Timo Pukkala

 

 

 

 

Mikä on oikea tapa laskea metsätalouden hiilikompensaatiot?

Viime aikoina on ruvettu puhumaan metsätalouden hiilikompensaatioista (Yle). Kyse on siitä, että metsänomistajalle maksettaisiin korvauksia hiilen sitomisesta metsätalouden avulla.

Puut poistavat kasvaessaan hiiltä ilmakehästä. Ensi vaiheessa hiili sitoutuu elävään biomassaan. Osa tästä hiilestä kulkeutuu metsämaan eli kuolleen orgaanisen aineksen hiilivarastoon, kun puista tippuu kariketta ja puita kuolee. Kaikki karike ei varsinaisesti tipu, sillä kariketta syntyy suunnilleen yhtä paljon maan alle kuin maan pinnalle. Puut uudistavat lähes koko hienojuuristonsa joka vuosi.

Hakattujen puiden hiilestä osa päätyy puutuotteiden hiilivarastoon. Kantojen, juurien ja metsään jätettyjen oksien ja latvojen hiili päätyy metsämaan hiilivarastoon. Kun metsää hakataan, yhtään hiiltä ei häviä heti. Hiiltä ainoastaan siirtyy elävästä puustosta kuolleen orgaanisen aineksen ja puutuotteiden hiilivarastoihin. Suuri osa hakattujen puiden hiilestä kuitenkin palautuu ilmakehään nopeasti. Esimerkiksi energiaksi käytettävän puubiomassan ja massatuotteiden hiili palautuu ilmakehään melkein heti. Pitkäkestoisempia hiilivarastoja ovat hakattujen puiden kannot ja juuristot sekä sahatavara.

Hiilen poistamista ilmakehästä voidaan jouduttaa hiilikompensaatioilla. Valtio tai yksityishenkilö voi maksaa metsänomistajalle korvauksia siitä, että metsänomistaja sallii puidensa kasvaa. Kaikki hiilensidonta on tervetullutta, mutta vain osa siitä on myyntikelpoista kansainvälisessä päästökaupassa. Myyntikelpoista on se osa, joka on lisäystä tavanomaiseen metsien hiilensidontaan verrattuna.

Lisäisen hiilensidonnan laskemiseksi on määriteltävä tavanomainen metsätalous (”business as usual”), tai paremminkin tavanomaisen metsätalouden hiilen sidonta. Tähän on useita vaihtoehtoja. Ensimmäinen tapa on määritellä tavanomainen metsätalous metsänhoitosuositusten perusteella. Jos metsä sitoo enemmän hiiltä kuin metsänhoitosuosituksia noudatettaessa tapahtuisi, niin tästä lisäyksestä voitaisiin maksaa metsänomistajalle. Lähestymistavan ongelma on se, ettei ole mittauksiin perustuvaa tietoa siitä, kuinka tavanomaista on noudattaa metsänhoitosuosituksia. Toinen ongelma on, että suositukset ovat niin väljät, ettei niiden perusteella voi määrittää selkeää hiilen sidonnan vertailutasoa.

Toinen lähestymistapa on ottaa vertailutasoksi taloudellisesti optimaalinen metsätalous. Ongelmana tässäkin on se, että taloudellisesti optimaalinen metsätalous ei ole tavanomaista. Toinen ongelma on korkokanta. Taloudellisen tuloksen eli nettonykyarvon maksimointi suurella korolla johtaa harvapuustoisiin metsiin, lyhyeen kiertoaikaan ja alhaiseen hiilensidontaan. Pienellä korolla metsät olisivat runsaspuustoisempia ja niiden hiilensidonta olisi parempi. Kompensaatioiden perusteena käytettävä vertailutaso riippuisi siis korkokannasta, joka oikeaoppisessa taloudenpidossa määräytyy metsätalouden ulkopuolella, riippuu markkinoista ja vaihtelee ajallisesti.

Kolmas ja paras tapa on ottaa vertailukohdaksi nykymetsien hiilivarastot. Varastojen kasvunopeus mittaa suoraan nopeutta, jolla metsätalous poistaa hiiltä ilmakehästä. Tämänhetkiset hiilivarastot ovat satavarmasti seurausta tähänastisesta metsätaloudesta. Nykyvarastojen ylitys on lisäisyyttä. Nykyiset hiilivarastot määrittävät vertailutason yksiselitteisesti ilman muihin lähestymistapoihin liittyvää suurta epämääräisyyttä.

Alla oleva kuva havainnollistaa varastoihin perustuvien kompensaatioiden periaatetta. Hiilivarastojen kasvattaminen oikeuttaisi korvauksiin ja hiilivarastojen pienennys puolestaan johtaisi korvausten palautuksiin tai sakkoihin.

Hiilivarastojen vertailutasoon perustuvien kompensaatioiden periaate. Metsänomistaja saa korvausta vertailutason ylittävistä varastoista mutta joutuu korvaamaan vertailutason alituksen. Sininen viiva on metsän hiilivarasto ja oranssi vaakaviiva on tämänhetkinen keskimääräinen hiilivarasto suomalaisissa metsissä.

Kompensaatiota maksettaisiin vasta siinä vaiheessa, kun hiilivarastot ylittävät tietyn kasvupaikan ja leveysasteen tämänhetkisen keskimääräisen varaston. Vaihtoehtoisesti alkuvaraston vajaus vertailutasoon verrattuna voitaisiin kuitata rahalla (metsänomistaja maksaisi vajauksesta). Jos taas metsänomistaja tarjoaa hiilikauppaan metsän, jonka hiilivarasto ylittää vertailutason, hänen tulisi saada korvaus tästä ylityksestä.

Hiilivarastoja olisi lupa pienentää metsää hakkaamalla, mutta pienennys johtaisi maksujen palautuksiin, jos muiden metsiköiden kasvu ei kompensoi hakkuun aiheuttamaa hiilivarastojen pienennystä. Metsänomistajan olisi säilytettävä hiilivarasto myös kompensaatiokaupasta poistuttuaan, ettei kävisi niin, että metsänomistaja voisi heti järjestelmästä poistuttuaan avohakata metsänsä. Hiilivaraston pienentäminen sopimusajan jälkeen johtaisi kompensaatioiden palautuksiin.

Kompensaatiota maksettaessa olisi otettava elävän puuston lisäksi huomioon myös metsämaan ja puutuotteiden hiilivarastot. Jos kompensaatio perustuisi ainoastaan elävän puuston hiilivarastoon, metsän rauhoittaja saisi liikaa kompensaatioita, koska rauhoittaminen johtaa puutuotteiden hiilivarastojen pienentymiseen. Myös metsämaan hiilivarasto pienenee ainakin aluksi, kun syöte vähenee hakattujen puiden kantojen, juurien ja oksien loppuessa.

Laskennalliset työkalut kompensaatioiden määrittämiseksi ovat jo olemassa. Seuraavassa on näillä työkaluilla laskettuja tuloksia todelliselle hämäläiselle metsätilalle.

Ensimmäisessä laskelmassa (kuva alla) on hiilivarastojen kehitys, kun metsä rauhoitetaan. Puuston hiilivarasto suurene nopeasti ja metsämaan hiilivarasto lähtee pienen viiveen jälkeen hitaaseen kasvuun. Tuotteiden hiilivarasto pienenee, kun vanhoja tuotteita hylätään eikä uusia valmisteta tämän metsän puista.

Puuston ja metsämaan hiilivarastot ovat heti kättelyssä vertailutasoa suuremmat, minkä vuoksi metsänomistaja saa korvausta (kuva alla). Jos metsänomistaja ei saisi korvausta alkupuuston runsaasta hiilivarastosta, hänen kannattaisi pienentää se vertailutasolle, mikä olisi haitaksi ilmastolle.

Alkumaksujen jälkeen metsänomistaja saisi tasaiseen tahtiin korvausta lähinnä puuston hiilivaraston kasvattamisesta (laskelmassa on oletettu, että maksut tapahtuvat 10 vuoden välein). Korvausta vähentäisi kuitenkin se, että rauhoituksen seurauksena tuotteiden hiilivarasto pienenisi. Aluksi pienenisi myös metsämaan hiilivarasto, koska hakkuutähteitä ei olisi. Myöhemmin metsämaan hiilivarasto lähtisi kasvuun, kun kariketuotanto ja puiden kuoleminen lisääntyisivät.

Jos saman metsän omistaja antaa metsänsä kompensaatiokauppaan mutta maksimoi puuntuotannon nettonykyarvoa, hän saa saman alkukorvauksen kuin rauhoitettaessa. Puuston hiilivarasto kuitenkin pienenee ensimmäisinä vuosikymmeninä hakkuiden seurauksena (kuva alla). Toisaalta hakkuut suurentavat tuotteiden hiilivarastoa ja aluksi myös metsämaan hiilivarastoa.

Alla oleva kuva osoittaa, että metsänomistaja joutuisi maksamaan ensimmäisen 10-vuotiskauden hakkuusta liian suuren hiilikorvauksen, jos korvaus perustuisi pelkästään puuston hiilivarastoon. Siinä jäisi huomiotta se, että hakkuu suurentaa sekä tuotteiden että metsämaan hiilivarastoa.

Nykyvarastojen asettaminen vertailutasoksi estäisi puiden istuttajien tulon kompensaatiomarkkinoille, tai ainakaan istuttajat eivät saisi korvauksia pitkiin aikoihin. Taimikon perustaminen avohakkuualalle edellyttää sitä, että aiemman puuston hiilivarasto hävitetään. Nuori istutustaimikko ei sido yhtään hiiltä vaan on itse asiassa hiilen lähde, koska hakkuutähteistä vapautuu enemmän hiiltä kuin mitä taimet tai pienet puut pystyvät sitomaan. Metsäksi vartuttuaan puut tietenkin sitovat hiiltä, mutta tämä tapahtuu vasta muutaman vuosikymmenen päästä. Hiilikompensaatioiden maksajat yleensä haluavat ja olettavat, että heidän kompensaatioidensa avulla hiili sidotaan saman tien eikä vasta vuosikymmenten päästä.

Metsäammattilaiset kertovat mielellään, että olennaista hiilensidonnassa on metsien hyvä kasvu. Samalla annetaan ymmärtää, että metsiä voidaan hakata runsaasti, koska hakkuut mahdollistavat hiilen sitomisen puutuotteisiin. Tämän kirjoituksen perusteella pitäisi kuitenkin olla selvää, että olennaista on varastojen kasvattaminen. Hyvästä kasvusta ei ole haittaa, mutta kasvun parantaminen ilman puuston määrän lisäämistä on tehotonta ilmastopolitiikkaa.

Hakattujen puiden rungoista noin puolet on sahatukkia ja sahatukkien hiilestä alle puolet päätyy sahatavaraan. Rungon osuus on noin kaksi kolmannesta hakkuukypsien puiden koko biomassasta. Näistä osuuksista voidaan laskea, että hakattujen puiden hiilestä korkeintaan 15% päätyy sellaisiin tuotteisiin, joissa se säilyy pidempään kun 2–3 vuotta. Jos siis halutaan kasvattaa puutuotteiden hiilivarastoa 15 tonnilla, sitä varten on ensin sidottavaa puustoon 100 tonnia hiiltä.

Asia voidaan ilmaista myös sanomalla, että puuston hiilivaraston kasvattaminen on seitsemän kertaa vikkelämpi tapa poistaa hiiltä ilmakehästä kuin puutuotteiden hiilivaraston kasvattaminen.

 

Timo Pukkala

Tehdäänkö metsätalouden laskelmia liian suurella korolla?

Viime aikoina on käyty keskustelua siitä, millä korkokannalla nettotulojen nykyarvo tulisi laskea metsätaloutta suunniteltaessa (Yle1, Yle2). Mm. Metsähallitusta ja Suomen hiilinielujen referenssitason laskijoita on kritisoitu liian korkean korkokannan käyttämisestä. Yleensä korkokantana tulisi käyttää sitä reaalikorkoa, jonka metsässä kiinni oleva raha tuottaisi vaihtoehtoisissa, yhtä vähäriskisissä sijoituskohteissa. On myös keskusteltu siitä, pitäisikö julkisella sektorilla käyttää matalampaa korkoa kuin muualla, koska julkisella sektorilla riskit ovat pienemmät.

Luonnonvarojen käytön suunnittelussa on kiinnitetty huomiota myös siihen, että suurella korolla nykyarvo määräytyy pitkälle lähiajan tulojen ja menojen perusteella. Tällöin metsien käyttöön ei vaikuta paljonkaan se, minkä verran metsä tuottaa erilaisia hyötyjä tuleville sukupolville. Tämä on koettu ongelmaksi, jonka ratkaisemiseksi on ehdotettu mm. vähenevän diskonttokoron käyttöä tai sitä, että korko määräytyisikin sen mukaan, kuinka paljon päätöksenteossa halutaan painottaa eri ajankohtina metsästä saatavia ekosysteemipalveluja. Tällöin korko kuvastaisi aikapreferenssejä eikä vaihtoehtoisen sijoituksen tuottoa. Vähenevän diskonttokoron käyttö tarkoittaa, että nettotulot diskontataan sitä pienemmällä korkokannalla, mitä kauempana tulevaisuudessa ne saadaan (Tutkimus 1).

Suuren korkokannan käyttö edellyttää, että raha tuottaa hyvin vaihtoehtoisissa sijoituskohteissa. Metsää saisi tässä tilanteessa hakata reippaasti, ja saadut rahat tulisi sijoittaa noihin hyvin tuottaviin sijoituskohteisiin. Taloudellisessa mielessä metsä on kypsä hakattavaksi viimeistään silloin, kun sen arvokasvuprosentti painuu pysyvästi vaihtoehtoisen sijoituksen tuottoprosentin alapuolelle. Hakkuu voi olla joko harvennus tai päätehakkuu.

Harvennushakkuussa tuottavuutta voidaan parantaa mm. niin, että metsästä poistetaan suuria puita, joiden kasvu on jo hidastunut ja joissa ei enää tapahdu siirtymää arvokkaampiin puutavaralajeihin. Kasvamaan jätetään hyväkasvuisia pienempiä puita, joissa tukin osuus rungon tilavuudesta vielä suurenee. Kannattavuutta parantavan hakkuun periaate on, että metsään sidotun pääoman määrää pyritään pienentämään huomattavasti mutta kuitenkin niin, että arvokasvu säilyy hyvänä. Paras keino tähän on suurimpien puiden hakkuu eli yläharvennus.

Korkokannan vaikutus metsätalouteen ja metsien tuottamiin ekosysteemipalveluihin on huomattava. Alla olevissa kuvissa on laskelmia 3000 hehtaarin metsäalueelle, joka sijaitsee Pohjois-Karjalassa. Tein metsälle tasaikäismetsätalouden hakkuusuunnitelmia 50 vuoden ajalle maksimoimalla nettotulojen nykyarvoa 1–5 % korkokannalla. Aluksi tein laskelmat ilman mitään rajoitteita (vihreät pylväät). Korkokannan suurentaminen pienentää monien ekosysteemipalvelujen määrää, mukaan lukien puuntuotanto, hiilen sidonta ja metsästä saatavat nettotulot.

Keskimääräinen hehtaarikohtainen puuntuotos 3000 hehtaarin metsässä. Puuntuotos on laskettu hakkuukertymästä ja puuston tilavuuden muutoksesta.
Keskimääräinen hehtaarikohtainen nettotulo 3000 hehtaarin metsässä.
Hehtaarikohtainen vuotuinen hiilitase 3000 hehtaarin metsässä. Positiivinen tase tarkoittaa, että metsätalous on hiilinielu. Hiilitaseessa ovat mukana elävän biomassan, kuolleen orgaanisen aineksen ja puusta valmistettujen tuotteiden taseet.

Hakkuulaskelmia ei kuitenkaan yleensä tehdä maksimoimalla nettotulojen nykyarvoa ilman mitään rajoituksia. Esimerkiksi Metsähallituksessa ja hiilinielun referenssitason laskennassa on rajoite, joka estää hakkuut, jotka tapahtuisivat aiemmin tai voimakkaampina kuin Kehittämiskeskus Tapion laatimat ohjeet suosittavat. Yllä olevista kuvista (punaiset pylväät) nähdään, että tämä rajoite (Tapion suositusten alarajojen käyttö rajoitteena) suurentaa puuntuotantoa, hiilitasetta ja nettotuloja, kun korkokanta on 4 %.

Suuraluelaskelmissa (mm. Metsähallitus ja hiilinielun referenssitaso) on Tapion ohjeiden lisäksi yleensä rajoitteena, että puuston tilavuus ei saa pienentyä alkutilanteeseen verrattuna, eivätkä hakkuumäärät saa kääntyä laskuun. Näiden lisärajoitteiden vaikutus hakkuulaskelman tulokseen on tämän kirjoituksen esimerkkialueella selvempi kuin Tapion ohjeiden vaikutus (yllä olevien kuvien siniset pylväät).

Esimerkkialueelle tehty laskelma osoittaa, että kun suunnitteluun lisätään Tapion ohjeet ja muutama muu tavanomainen rajoite, tulos vastaa suunnilleen sitä, joka saataisiin maksimoimalla nettotulojen nykyarvoa 2 % korolla. Herää kysymys, miksi laskelmissa yleensä käytetään 3.5–4 % korkoa, kun kuitenkin tuotetaan ratkaisu, joka vastaa metsätalouden harjoittamista 2 % korkovaatimuksella? Voidaan myös kysyä, vastaako 4 % korko todellakin suomalaisten preferenssejä, kun 2 %:lla saataisiin enemmän melkein kaikkea? Aivan kaikki ei kuitenkaan lisäänny korkokantaa alentamalla. Esimerkkialueella 4 % korko rajoitteilla johtaa suurempaan hakkuukertymään ja pienempään puuston määrään kuin 2 % ilman rajoitteita. Kahden prosentin korolla ilman rajoitteita olisi optimaalista kasvattaa puuston tilavuutta ja hakata hieman vähemmän:

Suuren korkokannan käyttö tasaikäismetsätaloudessa on siinäkin mielessä ristiriitaista, että osa päätehakkuutulosta sijoitetaan uuden metsän istuttamiseen, joka on alhaisen tuoton investointi. Tutkimusten mukaan (Tutkimus 2) viljelymetsän perustaminen on karuissa oloissa (Pohjois-Suomi, karut kasvupaikat) kannattavaa ainoastaan 1–2 % korolla. Kaikkein suotuisimmissa oloissa päästään 4% tuottoon. Neljän prosentin koron soveltaminen tasaikäismetsätaloudessa tarkoittaa suurimmassa osassa Suomea sitä, että 4% tuottava metsä hakataan, ja vähintään viidennes saadusta hakkuutulosta (taimikon perustamiskustannus) sijoitetaan kohteeseen, joka tuottaa selvästi vähemmän kuin 4%.

Metsäsuunnittelussa käytettävä korkokanta ei siis saisi riippua siitä, paljonko metsä tuottaa. Koron sanelee se, miten hyviä sijoituskohteita on yleisesti tarjolla ja millä (reaali)korolla rahaa saa lainaan. Koska metsä tuottaa pohjoisessa (ja karulla kasvupaikalla) huonommin, metsätalouteen ei voi siellä investoida yhtä paljon kuin etelämpänä (tai hyvillä kasvupaikoilla). Pohjois-Suomessa ja karuilla kasvupaikoilla esimerkiksi viljelymetsätalous tulee korvata metsänhoitoratkaisuilla, joissa metsä uudistuu ilman suuria rahallisia panostuksia. Mitä suurempaa korkokantaa käytetään, sitä etelämmäksi kannattavan viljelymetsätalouden pohjoisraja siirtyy.

 Timo Pukkala