Klimatkostnader av kalhuggning av boreal skog - ett flerskaleexperiment (CORE)

Parisavtalet från 2015 satte upp ett ambitiöst mål att begränsa den globala uppvärmningen till väl under 2°C, och föreslog att utsläppen av växthusgaser skulle begränsas radikalt. Avtalet identifierade ocskå värdet av sänkor och reservoarer av växthusgaser samt behovet av att förstärka dessa. Artikel 5 i avtalet poängterar särskilt vikten av våra skogar.Den boreala regionen bildar ett nära nog kontinuerligt skogsbälte runt polarområdet från 50° till 70° N i Europa, Asien, och Nord Amerika. Denna skogsregion täcker cirka 12 miljoner kvadratkilometer och uppgör världens näst största skogsområde efter den tropiska skogen. Den boreala skogen är en nettosänka för koldioxid (CO2); exempelvis tar den bort och lagrar i genomsnitt 500 mio ton kol från atmosfären varje år. Detta motsvarar ungefär 20% av jordens globala terrestra kolsänka. Skogsskötsel har stor betydelse för den terrestra kolsänkan. Till exempel så är det betydelsefullt att veta vid vilken ålder ett skogsbestånd ska kalhuggas och vilka trädslag som ska användas för återbeskogning. De träd som planteras idag kan växa i 60-120 år och kommer därför att exponeras för - och möjligen inverka på - det framtida klimatet.Sverige domineras av boreal skog, och rotationsskogsbruk med slutavverkning följt av plantering är den dominerande skötselformen. Vårt studieområde, Norunda, ligger i centrala Sverige och är en av få globala boreala forskningsstationer som har flödesmätningar av CO2 och vattenånga (H2O) som spänner över mer än 20 år. Skogen i Norunda kommer att kalhuggas 2021/22. Projektet ger därmed en sista möjlighet att dels använda interdisciplinära tekniker för att samla in information som saknas om skogen både över och under markytan, dels att mäta den kompletta växthusgasbalansen (inklusive CO2, metan, kväveoxider och vattenånga) på ett sätt så att förändringarna orsakade av kalhuggningen kan observeras.Våra data kommer att medge kalibrering av s.k. ekosystemmodeller. Dessa modeller simulerar källor och sänkor av växthusgaser från mark och vegetation, och ger viktig information för att driva klimatmodeller. Vi kommer att kalibrera en sådan ekosystemmodell och köra den för en uppsättning olika återskogningsstrategier (t.ex. olika trädslag) för tre olika klimatförändringsscenarier. Vi kommer också att använda satellitdata för att detektera och modellera områden med liknande boreala skogsförändringar, med målet att förbättra skattningarna av källor och sänkor av växthusgaser, på nationell och internationell nivå. Våra resultat kommer att medge strategiska investeringar i skogssektorn med hänsyn taget till uppfyllande av Parisavtalet eller de ännu ambitiösare svenska klimatmålen. Det kommer också att bidra med nödvändig information för Sveriges nationella inventeringsrapportering av växthusgaser till FNs klimatkonvention.

The 2015 Paris Agreement set an ambitious goal to limit global warming well below 2˚C and suggested to reduce greenhouse gas (GHG) emissions drastically. It also recognised the importance of sinks and reservoirs of GHGs as well as the importance to strengthen these sinks. Article 5 of the agreement specifically emphasises the importance of our forests.

The boreal region forms a nearly continuous circumpolar belt of forest extending between 50˚ and 70˚ N in Europe, Asia, and North America. This forest covers some 12 million square kilometres and constitutes the world‘s second largest forested region after the tropical forest. The boreal forest is a net sink for greenhouse gases (GHGs). It removes and stores on average 500 mio tonnes carbon from the atmosphere every year. This is about 20% of the global terrestrial carbon sink. Forest management regimes have a major impact on this terrestrial carbon sink. For example, at what stand age a forest is clear-cut, and what tree species is selected for regrowth, is a key decision, as the trees planted today may grow for 60-120 years and thereby experience and possibly affect future climate.

In Sweden, boreal forest covers a large area, and rotation forestry with final felling followed by planting is the predominant management regime here. Our study site Norunda is located in central Sweden and is one of few boreal forest research sites globally with records of carbon dioxide (CO2) exchange between land and the atmosphere spanning over more than 20 years. The forest at Norunda will be clear-cut in 2021/22. This project therefore provides the ultimate last opportunity to both apply interdisciplinary technology to collect so far missing belowground and aboveground information of the forest, and to measure the full greenhouse gas balance (including CO2, methane, nitrous oxide, water vapour), such that we can observe the changes introduced with the clear-cut.

Our data will allow calibrating so-called ecosystem models. These models simulate GHG sinks and sources from land and vegetation and provide essential information to run climate models. We will calibrated such an ecosystem model and run it for a range of reforestation strategies (e.g., different tree species) and for three climate change scenarios. We will also use satellite data to detect and model areas of similar boreal forest transitions, with the goal to derive better estimates of the sink and source terms for areas with intensive forest management at national and regional scale. Our results will allow strategic investment in the forestry sector with regards of fulfilling the Paris Agreement or the even more ambitious Swedish climate mitigation targets. It will further provide essential information for the National Inventory Reporting to the UN climate convention.