3.1 Grunnstaða kolefnis

Grunnstaða kolefnis

1. Kröfur
2. Hvað er grunnstaða?
3. Hvaða kolefnisforði er tekinn með í reikninginn?
4. Mat á kolefnisforða svæðis við upphaf verkefnis
5. Mat á breytingum á grunnstöðu á verkefnistíma
6. Framtíðarþróun

Kröfur

• Af hálfu verkefnis skal lýsa upprunalegu ástandi framkvæmdasvæðis með upplýsingum um gróðurþekju, jarðvegsgerðir og kolefnisforða gróðurs og jarðvegs
• Verkefnastjórar skulu áætla grunnstöðu eða þær breytingar sem búast mætti við að yrðu á kolefnisforða svæðisins á verkefnistímanum ef ekki yrði af framkvæmdum (þ.e. við óbreytt ástand).
• Ef grunnstaða kolefnis felur í sér umtalsverða bindingu skal gera grein fyrir því í lið 3.4, nettókolefnisbindingu. Að öðrum kosti er gert ráð fyrir að grunnstaða kolefnis sé „engin breyting á tímabilinu“.

Aðeins er gerð grein fyrir grunnstöðu við staðfestingu verkefnis.

Hvað er grunnstaða?

Grunnstaða er spá um þann kolefnisbúskap sem vænta mætti að yrði á viðkomandi svæði á verkefnistímanum, ef ekki væri ráðist þar í kolefnisverkefni (t.d. nýskógrækt). Þetta er það viðmiðunarástand sem meta má áhrif verkefnisins út frá.

Þegar kolefnisverkefni eru skipulögð á landi sem nýtt hefur verið til beitar eða á ræktarlandi verður grunnstaðan gjarnan „engin breyting á kolefnisforða á tímabilinu“. Ólíklegt er að kolefnisforði myndi aukast á slíkum svæðum við óbreytt ástand. Verkefnum er ekki heimilt að telja sér til tekna mögulega minnkun losunar sem kann að hljótast af því að fyrri landnýtingu er hætt. Hins vegar er vert að ganga úr skugga um hvort umtalsverð kolefnisbinding kynni að hafa orðið í grunnstöðunni ef ekki hefði komið til kolefnisverkefnis (sjá neðar).

Hvaða kolefnisforði er tekinn með í reikninginn?

Í kröfusettinu Skógarkolefni er gert ráð fyrir því að grunnstaða sé metin af varfærni. Í því felst að losun gróðurhúsalofttegunda vegna fyrri landnýtingar (t.d. vegna búfjár, áburðarnotkunar eða vélanotkunar) er ekki tekin með í reikninginn við mat á grunnstöðu.

Eftirfarandi atriði skulu höfð í huga við mat á kolefnisforða í grunnstöðunni:

• Tré – lífmassi bæði ofanjarðar og neðan
• Lauffall og dauður viður (sóp, feyra)
• Annar lífmassi gróðurs
• Jarðvegur

Mat á kolefnisforða við upphaf verkefnis

Til sannindamerkis um ástand gróðurs og jarðvegs áður en nýskógrækt hefst má vísa til hvers kyns landupplýsingagagna, korta, ljósmynda, fjarkönnunargagna eða gagna úr vettvangskönnunum þannig að unnt sé að meta kolefnisforða á svæði í upphafi verkefnis (sjá einnig töflu um kolefnisinnihald jarðvegs).

Landgerðir

Í Skógarkolefnisreikni er land einungis flokkað í þrjár landgerðir og verður hver og einn notandi að meta sjálfur hvernig landið sem hann er að skoða skiptist í þessar landgerðir. Landgerðaflokkunin tekur mið af landgerðum í nýskógrækt þar sem munur er á mati á jafnaðarbindingu og losun.

• Lítt gróið þurrlendi
  Þurrlendi sem er með gróðurþekju undir 20%-30%. Oftast mjög rýrt land en kann að bera ágætan trjávöxt hjá trjátegundum sem þola að vaxa í slíku landi. Talið er að binding í jarðvegi sé nokkru meiri en við gróðursetningu í grónara og frjósamara þurrlendi. Gert er ráð fyrir sömu jarðvegsbindingu og áætluð er í landgræðslu, 1,881 tonni CO₂ á ha og ár.
• Hálf- til fullgróið þurrlendi
  Land sem er með gróðurþekju yfir 20%-30%. Afar misjafnt land hvað frjósemi varðar. Allt frá því að vera mjög rýrt land yfir í mjög frjósamt land og er vöxtur trjátegundanna eftir því. Gert er ráð fyrir 1,340 tonnum CO₂ á ha og ár í bindingu í jarðvegi sem er byggt á innlendum rannsóknarniðurstöðum.
• Framræst votlendi
  Hér er gert ráð fyrir losun CO₂ og þá bæði beinni losun vegna niðurbrots lífrænna efna í lífrænum jarðvegi og óbeinni losun vegna útskolunar uppleystra lífrænna efna úr jarðvegi. Notaðir eru alþjóðlegir stuðlar fyrir skóg og kjarrlendi á framræstu votlendi og er stuðullinn fyrir beina losun 1,357 tonn CO₂ á ha og ár en fyrir óbeina losun 0,440 tonn CO₂ á ha, samtals 1,797 tonn CO₂ á ha og ár. Framræst votlendi losar líka metan (CH₄) og hláturgas (N₂O) og er sú losun metin 0,39 tonn CO₂-ígilda á ha og ár. Samtals er því losun frá jarðvegi í framræstu votlendi metin 2,187 tonn CO₂-ígilda á ha og ár. Framræst votlendi er oftast frjósamt land og hentar því betur tegundum sem krefjast frjósemi.

Mat á breytingum á grunnstöðu á verkefnistíma

Ef líklegt er að breytingar á grunnstöðu verði umtalsverðar (þ.e. ≥ 5% af kolefnisbindingu verkefnisins á verkefnistímanum) skal af hálfu verkefnisins reikna út hvernig kolefnisforði á staðnum hefði breyst á samningstímanum ef ekki hefði komið til verkefnisins (samanburður á sviðsmyndunum „grunnstöðu“ og „óbreyttu ástandi“). Sú varúð sem fólgin er í mati á grunnstöðunni felst í því að aðeins er tekið tillit til bindingar en ekki losunar. Þetta tryggir að uppgefin nettókolefnisbinding (binding verkefna að frádreginni grunnstöðu) verður aldrei meiri en raunveruleg binding vistkerfisins.

Ef breytingin á kolefnisforða er óveruleg (þ.e. < 5% af kolefnisbindingu verkefnisins á verkefnistímanum) má gera ráð fyrir að grunnstaðan sé „engin breyting á kolefnisforða á verkefnistímanum“. Skýrt skal þó taka fram í verkefnislýsingu hvernig komist hefur verið að þessari niðurstöðu.

• Fyrir lífmassa trjáa
  Í grunnstöðunni er gert ráð fyrir að allur trjágróður sem áður kann að hafa staðið á viðkomandi svæði haldi áfram að binda kolefni, hvort sem til nýskógræktarverkefnis kemur eða ekki. Gera þarf grein fyrir þeirri bindingu. Það má gera með því að ...
  
  • meta þéttleika trjáa sem eru til staðar og meðalaldur þeirra
  • umreikna það í skóglendi á sama meðalaldri með sama bili milli trjáa og gert er ráð fyrir við gróðursetningu
  • nota spálíkön Íslenskrar skógarúttektar (Skógarkolefnisreikni) til að meta líklegar breytingar á kolefnisforða þess skóglendis á verkefnistímanum
• Fyrir lauffall og dauðan við
  Ólíklegt er að þessi hluti kolefnisforðans breytist að nokkru marki við óbreytt ástand. Því þarf ekki að gera ráð fyrir breytingu á honum í grunnstöðunni.
• Fyrir annan lífmassa gróðurs
  Í grunnstöðunni gæti safnast fyrir lífmassi úr öðru en trjám eða verið í jafnvægi á verkefnistímanum (og þar með engin breyting sem telja þarf fram). Þetta fer að miklu leyti eftir því hvers konar gróður er til staðar. Gera má ráð fyrir að ræktaður og villtur gróður sé í jafnvægi og því verði þar engin breyting á kolefnisforða lífmassa úr öðru en trjám á verkefnistímanum. Hins vegar getur annars konar lífmassi enn verið í vexti með tilheyrandi kolefnisbindingu og í verkefnum þarf að taka tillit til slíkra breytinga á kolefnisforða á verkefnistímanum.
• Að því er varðar kolefni í jarðvegi
  Erfitt er að áætla hvaða breytingar hefðu að óbreyttu orðið á kolefnisforða jarðvegs í tiltekinni grunnstöðu. Hins vegar er ólíklegt að kolefnisforði jarðvegs aukist umtalsvert á skóglausu landi í grunnstöðunni (≥5% af kolefnisbindingu verkefnisins á meðan á verkefninu stendur). Í verkefnum má gera ráð fyrir að á verkefnistímanum verði engin breyting á kolefnisforða jarðvegs í grunnstöðunni.

Framtíðarþróun

• Birt verður mat á kolefnisforða annars gróðurs en trjáa eftir því sem rannsóknum vindur fram
• Í framtíðinni gætu legið fyrir betri upplýsingar um kolefnisforða eftir jarðvegsgerðum sem aðgengilegar yrðu á vefsíðu Skógarkolefnis

Grunnstaða í mismunandi landgerðum

1. Almennur inngangur

Með hugtakinu grunnstöðu er átt við hver þróun kolefnisforða landsins yrði ef ekki kæmi til skógræktar. Spurningar um upphafsstöðu kolefnisforða eru tæknilegs eðlis og þeim er hægt að svara með mælingum á jarðvegssýnum og gróðri. Þar með verða til upplýsingar um stöðuna á tilteknum tíma sem síðan er hægt að bera saman við stöðuna einhvern tíma seinna.

Mikilvægari fyrir vottun eru þó spár um þróun kolefnisforðans. Sé forðinn líklegur til að stækka án skógræktar gæti þurft að draga þá væntu stækkun frá þeirri bindingu sem verður vegna vaxtar skógarins. Sé forðinn aftur á móti líklegur til að standa í stað eða minnka án tilkomu skógræktar má rekja alla kolefnisbindingu sem mælist á svæðinu til skógræktar.

Niðurbrot lífrænna efnasambanda á sér ávallt stað í jarðvegi og við það losnar CO₂ út í andrúmsloftið með „útöndun“. Plöntur bæta lífrænum kolefnissamböndum í jarðveg, einkum með því að rætur þeirra vaxa og deyja en einnig við niðurbrot feyru (sinu, laufa o.þ.h.) með „innöndun“. Grunnstaða svæðis m.t.t. kolefnisbúskapar áður en gróðursett er til skógar mótast af þessum ferlum og ríkjandi landnotkun, einkum beit búfjár. Einnig mótast hún af þeirri framtíðarlandnotkun sem er líkleg ef ekki verður ráðist í skógrækt á viðkomandi svæði. Miklar mælingar liggja fyrir um kolefnisbúskap skógar, en tiltölulega fáar mælingar á skóglausu landi, og niðurstöður þeirra eru mjög misjafnar. Mælingar á kolefnisflæði vistkerfa eru líka dýrar í framkvæmd. Því er að svo stöddu ekki hægt að gefa upp meðaltalstölur um grunnstöðu kolefnisbúskapar mismunandi landgerða fyrir gróðursetningu til skógar, aðeins líkur á jákvæðu eða neikvæðu ástandi.

2. Gróið land friðað fyrir beit (einkum graslendi, blómlendi (t.d. lúpínubreiður) og mólendi með víði og/eða fjalldrapa)

Í grónu landi friðuðu fyrir beit má ætla að lífmassabreytingar gróðurs séu hægfara, oft engar á landi sem friðað hefur verið lengi, en frekar til aukningar lífmassa á landi sem er nýlega friðað. Vöxtur plantna og niðurbrot kolefnissambanda helst nokkurn veginn í hendur. Ætla má að kolefnisbúskapur slíkra svæða sé hvorki teljandi jákvæður (aukning kolefnisforða í gróðri og jarðvegi, innöndun>útöndun) né neikvæður (minnkun kolefnisforða, útöndun>innöndun). Grunnstaða er því ætluð hlutlaus (núll) m.t.t. losunar CO₂. Ef líklegt er talið að landnotkun breytist ekki í framtíðinni verða gróðurbreytingar áfram hægfara. Þrátt fyrir friðun er ólíklegt að birki nemi land að teljandi marki vegna þéttrar gróðurhulu. Því helst hlutlaus staða lengi. Ræktun skógar á slíku landi eykur kolefnisforðann sem nemur vexti skógarins (bæði ofan- og neðanjarðar). Í skugga trjánna getur kolefnisforði svarðlagsins minnkað samanborið við gróður á skóglausu landi, en vöxtur trjánna vegur á móti því og miklu meira en það.

3. Gróið land nýtt til beitar (rýrt graslendi, lyngmóar, þursaskeggsmóar og mosamóar)

Í beitilandi má ætla að kolefnisjöfnuður sé að jafnaði nokkru neikvæðari en á friðuðu landi vegna þess lífmassa sem beitin tekur af svæðinu. Eftir beitarálagi má því ætla að grunnstaðan sé lítið eitt neikvæð (útöndun>innöndun) og kolefnisforði fari rýrnandi, þó ekki þurfi það að vera mikið á ári hverju. Grunnstaðan er því hlutlaus til neikvæð m.t.t. losunar CO₂ og verður það áfram ef engar breytingar verða á landnotkun. Ræktun skógar á slíku landi eykur kolefnisforðann sem nemur vexti skógarins (bæði ofan- og neðanjarðar) og vegna nauðsynlegrar friðunar fyrir beit snýst rýrnun kolefnisforðans einnig við, þar sem lífmassatap af svæðinu vegna beitar er úr sögunni. Ágóði er því líklegur til að vera meiri en sem nemur vexti skógarins.

4. Rofið land (melar, sandar og áreyrar)

Rofið land er misjafnt en hefur það sammerkt að hafa ósamfellda gróðurhulu. Í moldarmiklum melum getur verið nokkuð um lífræn efnasambönd í jarðveginum en á söndum og eyrum er það mjög lítið. Gróðurhulan nægir ekki til að bæta teljandi magni kolefnis í jarðveginn og því rýrnar jarðvegsforðinn oftast (útöndun>innöndun). Þó er forðinn stundum svo lítill fyrir að rýrnunin er einnig lítil sem engin. Oft er virkt jarðvegsrof á slíkum svæðum og við það rýrnar kolefnisforðinn enn frekar. Óbreytt landnotkun leiðir sjaldnast til batnandi ástands en oft til versnandi ástands. Ræktun skógar á slíku landi eykur kolefnisforðann sem nemur vexti skógarins (bæði ofan- og neðanjarðar). Gróðurhula þéttist með tímanum og við það snýst rýrnun kolefnisforðans í jarðvegi við. Þá bætist kolefnisforði undirgróðurs og feyru við kerfið. Ágóði er því mjög líklegur til að vera meiri en sem nemur vexti skógarins, í mörgum tilvikum umtalsvert meiri.

Kolefnisinnihald íslenskra jarðvegsgerða (tafla)

Tafla 1. Kolefnisinnihald íslenskra jarðvegsgerða miðað við hlutfall kolefnis í heildarrúmmáli fastra jarðvegsefna í efstu 15-35 cm jarðvegsins.

Sjá nánari upplýsingar í grein Ólafs Arnalds og Hlyns Óskarssonar (2009) [1]

Kolefnisinnihald íslensks jarðvegs er mjög breytilegt. Mest kolefni (C) geymir jarðvegur mýranna, en þar hafa lítt rotnaðar gróðurleifar náð að safnast upp í þúsundir ára. Í mýrum sem eru fjærst gosbeltinu, þar sem áfoks gosefna gætir hvað minnst, er hlutfall kolefnis í jarðveginum hæst. Þar flokkast jarðvegurinn sem mójörð sem geymir meira en 20% C¹. Nær áfokssvæðum gosbeltisins er hlutfall kolefnis í votlendisjarðvegi lægra. Algengt er það sé á bilinu 12%-20% og jarðvegur flokkast sem svartjörð¹. Þar sem áfok er einna mest getur votlendisjarðvegur verið leirríkur og gróðurleifar í honum ógreinilegar, og kolefnisinnihald minna en 12% C. Sá jarðvegur flokkast sem votjörð¹.

Kolefnisríkasti þurrlendisjarðvegurinn getur einnig verið með allt að 12% kolefnisinnihald¹. Þetta er jarðvegur mólendis og skóglendis, og nefnist brúnjörð. Jarðvegur rofins og illa gróins lands er með minna kolefnisinnihald en 1,5%¹.

Heildarmagn kolefnis í jarðvegi ræðst af hlutfalli kolefnis í honum og jarðvegsdýptinni. Jarðvegsdýptin er mjög breytileg frá einum stað til annars og ræðst af aldri og myndunarsögu jarðvegsins. Þetta eykur enn á breytileika heildar-kolefnisinnihaldsins. Kolefnishlutfall yfirborðsjarðvegs segir ekki endilega mikið um hvað dýpri jarðvegslög hafa að geyma af kolefni. Að jafnaði minnkar kolefnisinnihaldið með aukinni jarðvegsdýpt, en sums staðar getur verið töluvert kolefni í leifum eldri jarðvegs sem hefur grafist undir yngri jarðvegi.

[1] Ólafur Arnalds og Hlynur Óskarsson 2009. Íslenskt jarðvegskort. Náttúrufræðingurinn 78 (3-4) 141-153