Miten valita ilmastoon sopeutuneet puulajit: Päätöstuki metsänomistajille Hessenissä Saksassa

Ilmastonmuutos aiheuttaa metsänhoitajille paljon epävarmuutta. Ennusteiden mukaan ilmastonmuutos on laajalle levinnyt, nopea ja voimistuva. Siksi ilmastoskenaarioita on aina tarkasteltava uudelleen puulajisuositusten ja muutosten huomioon ottamiseksi metsätalouden päätöksenteossa.

Alueelliset ilmastonmuutosennusteet eivät ole niin selkeitä, varsinkaan sademäärien kausittaisen jakautumisen osalta. Lisäksi maaperän ominaisuuksien lisäksi myös maasto-olosuhteet, kuten kaltevuus tai altistuminen, vaikuttavat voimakkaasti vesihuoltoon tietyllä alueella. Tämä tekee ilmastonmuutoksen vaikutusten alueellisesti eriytetystä mallintamisesta välttämätöntä. Hessenin alueella keskitytään vesihuollon mallintamiseen, koska ilmastonmuutos lisää kuivuusstressin riskiä puulajeille monilla alueilla ja rajoittaa siten niiden soveltuvuutta. Tämä johtuu paitsi sademäärien muutoksista myös haihtumisen lisääntymisestä, joka liittyy lämpötilan nousuun. Erityisesti lämpiminä kesäkuukausina tämä johtaa kasvavaan vesivajeeseen monissa paikoissa tulevaisuudessa. Ennusteet ovat erityisen ankaria, jos tarkastellaan IPCC:n (2014) RCP 8.5 -päästöskenaariota.

Yksi haasteista on löytää indikaattori kuivuusstressille. Se olisi laskettava kaikille Hessenin metsäalueille, ja sen olisi sovelluttava puulajien riskin arviointiin, jotta voidaan antaa suosituksia kynnysarvojen perusteella.

Myrskyjen, kuivuuden ja kuoriaisten aiheuttamien tuhojen viime vuosina aiheuttamat vahingot osoittavat, että mukautettu metsänhoito on kiireellistä. Erityisesti laajamittaisilla vahinkoalueilla päätökset uudelleenmetsittämisestä on tehtävä nopeasti. Näissä päätöksissä on otettava huomioon odotetut ilmastonmuutokset ja minimoitava siten tulevien vahinkojen riskit ja johdettava elintärkeiden ja vakaiden metsien pitkäaikaiseen säilyttämiseen.

Hessenin osavaltion yhdennetyllä ilmastonsuojelusuunnitelmalla 2025pannaan täytäntöön Saksan liittohallituksen ilmastonsuojelusuunnitelma valtion tasolla. Se koostuu laajasta toimenpidepaketista ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja siihen sopeutumiseksi.

Hessenin metsälain mukaan metsänomistajat voivat vapaasti päättää, minkä puulajin valitsevat. Niiden on kuitenkin metsitettävä alueet uudelleen kuuden vuoden kuluessa (HWaldG:n 7 §).

Hessenin osavaltio tukee metsänomistajia äärimmäisten sääolojen metsälle aiheuttamien vahinkojen korjaamisessa. NW-FVA:n suositukset on sisällytetty sitovasti valtion asetuksiin, joilla perustetaan metsätukiohjelma ("Richtlinie für forstliche Förderung in Hessen", 30. huhtikuuta 2018, ja "Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Bewältigung der durch Extremwettereignisse verursachten Folgen im Wald in Hessen, Extremwetterrichtlinie-Wald, 1. huhtikuuta 2021)".

IKSP-Hessen-hankkeessa kehitetyillä suosituksilla Hessenin ilmastoon sopeutuvista puulajikoostumuksista on seuraavat tavoitteet:

1.   Toimitetaan paikkakohtaisia tietoja Hessenin kunta- ja yksityismetsien kartoittamattomista metsäalueista sijaintiin sopivien puulajien valinnan perustaksi, koska vain 80 prosenttia metsistä on jo kartoitettu. Tässä yhteydessä hankkeella pyritään kuvaamaan paremmin vesi- ja ravinnetasapainoa erityisesti ”mesotrofisiksi” luokiteltujen alueiden laajalla kirjolla.

2.   Kehittää metsänhoitosuosituksia eteenpäin - katsoen vuoteen 2100. Tähän tarkoitukseen käytetään ReKliEs-De-valtiotason asiantuntijaryhmän ydinryhmän alueellisia ilmastoskenaarioita.

3.   Määritetään ”metsänkehitystyypit”, jotka koostuvat suositellusta puulajien seoksesta, joka täydentää toisiaan kasvumalleissaan, jotta voidaan minimoida ilmastonmuutoksesta johtuvien vahinkojen riski tai vähentää sitä.

Lopullisena tavoitteena on, että tulokset ovat kaikkien hessiläisten metsänomistajien saatavilla ja että käyttöön otetaan uusi ja käyttäjäystävällinen tietojärjestelmä, jota metsänomistajat voivat käyttää ilman syvällistä teknistä tietämystä.

Hankkeeseen sisältyi kolme pääasiallista toimea: i) alueen erityispiirteiden kartoittaminen nykyisissä ja tulevissa olosuhteissa, ii) suositusten laatiminen (”suositellut metsänkehitystyypit”) ja iii) tietämyksen siirto metsänomistajien suositusten käyttöönoton edistämiseksi (ilmastoon mukautettuja puulajeja koskeva verkkopalvelu), kuten jäljempänä esitetään.

1. Alueen ominaispiirteiden kartoitus

Alueen erityispiirteiden, kuten käytettävissä olevan veden ja ravinnehuollon, ymmärtäminen on olennaisen tärkeää sopivien puulajien valitsemiseksi mille tahansa metsäalueelle. Maa-aluekartat olivat saatavilla hankkeen alussa suurimmalle osalle Hessenin metsäalueista. Dokumentoimattoman metsäpinta-alan 20 prosentin eron kuromiseksi umpeen ja kartoitustulosten parantamiseksi luoteis-FVA:ssa kehitettiin tietokonemalleja trofian tilan, ilmastollisen vesitasapainon (sateen ja mahdollisen haihdunnan välinen ero) ja käytettävissä olevan kenttäkapasiteetin (kasveille talvikuukausina saatavilla oleva vesi täydennyksen jälkeen) määrittämiseksi kaikille metsäalueille. Pinta-alaperusteisen käyttökelpoisen peltokapasiteetin estimaatin laskemiseksi laadittiin yhteensä 4 179 maaprofiilia. Lisäksi trofiatasojen arvioinnissa käytettiin Hessenin osavaltion maanmittauslaitoksen maaperäkarttaa (Heitkamp et al., 2020). Keskeistä oli tulevan vesihuollon arviointi arvioimalla alueen vesitasapainoa kasvukauden aikana. Tämä parametri koostuu käytettävissä olevasta kenttäkapasiteetista ja ilmaston vesitasapainosta. Käytetty ilmastollinen vesitase perustuu RCP 8.5 -päästöskenaarion (IPCC 2014) ilmastoennusteisiin, jotka on laskettu käyttäen maailmanlaajuista mallia ECHAM 6 ja tilastollista alueellista STARS II -mallia keskiarvona viiteajanjaksolle 2041–2070. Paikallisen viitearvon määrittämiseksi käytettiin käänteisen etäisyyden painotuksen ja korkeuden regression yhdistettyä menetelmää, jolla skaalattiin 50 x 50 metrin ruudukkoon.

Uusi NW-FVA-aluekartta sisältää siten kattavat tiedot trofiatasoista ja alueen tulevasta vesitasapainosta koko Hessenin metsän osalta, mikä mahdollistaa ilmastonäkökohtien suuremman painoarvon puulajien valinnassa.

2. Suositeltujen metsänkehitystyyppien kehittäminen

Puulajit luokitellaan niiden vesi- ja ravinnetarpeiden mukaan käyttäen kuivuuden stressi-indeksin raja-arvoja. Ekologisilta vaatimuksiltaan ja kasvukäyttäytymiseltään toisiaan täydentävät puulajit sovitetaan sekapuutyyppeihin eli metsänkehitystyyppeihin.

Riippuen siitä, täyttyvätkö alueen ekologiset vaatimukset, puulajin rooli sekametsissä voidaan luokitella johtavaksi, sekametsäksi, siihen liittyväksi tai siitä poissuljetuksi. Alueen vesitasapainon ja trofiakriteerien lisäksi suosituksiin sisältyy myös joitakin metsänhoito- ja talousympäristöjä (esim. männyn ja koivun poissulkeminen vedestä ja ravinnerikkaista kohteista). Hydromorfisissa kohteissa eli maaperässä, johon pohja- ja pohjavedet vaikuttavat, puulajien jakaminen alueen vesitasetta käyttäen ei ole tarkoituksenmukaista, koska käytettävissä oleva kenttäkapasiteetti ei ole tässä merkityksellistä. Sen sijaan ne luokitellaan aiemman järjestelmän mukaan maaston vesijärjestelmän ja troofisen tason mukaan.

Sekametsien puolesta puhuvat ennen kaikkea niiden parempi vakaus ja yleisesti parempi häiriönsietokyky.  Metsänhoitosuunnittelussa käytetään metsänkehitystyyppejä. Niitä kuvataan halutun metsärakenteen malleilla, jotka esimerkiksi luokittelevat niiden perättäisen aseman ja määrittelevät niiden suojelu- ja virkistyskäytön kehitystavoitteet. Puutavaran tuotantotavoitteet sisältyvät tavoitehalkaisijoihin ja tuotantojaksoihin. Sekä kehitys- että uudistamistavoitteille määritellään puulajien prosentuaaliset osuudet. Kustakin metsänkehitystyypissä suositellusta puulajista voidaan saada aluekohtaista suunnittelutietoa.

Kunnallis- ja yksityismetsien metsänkehitystyyppien luettelo sisältää 34 metsänkehitystyyppiä.  Niitä käyttävät jo lukuisat metsänomistajat. Verkkoportaalissa käytiin elokuussa 2024 yli 296 000 kertaa (klikkausten määrä), ja määrä on kasvussa. Koska on olemassa riski, että muut kuin asiantuntijat tulkitsevat väärin, NW-FVA yleensä neuvoo konsultoimaan erikoistunutta metsäalan henkilöstöä.

3. Verkkopalvelu ilmastoon sopeutuneille puulajeille

Ilmastoon mukautettujen puulajien valintaa koskeva päätöksenteon tukijärjestelmä integroitiin HessenForstintoimivaan paikkatietojärjestelmään ja asetettiin metsänomistajien saataville vapaasti käytettävissä olevana verkkoportaalina (https://www.nw-fva.de/baem/). Lisäksi REST-Web-palvelu, johon koko palvelu perustuu, ja WMS (verkkokarttapalvelu) voidaan helposti integroida muihin ohjelmistotuotteisiin. NW-FVA:n verkkosivuilla on myös pikaopas palvelun käyttöön. Metsänkehitystyyppien luettelo, tarkemmat taustatiedot ja luokitustaulukot ovat ladattavissa.

Verkkosovelluksessa karttaa klikkaamalla avautuu taulukko, jossa on tietoa sijainnista, metsäalueen ominaispiirteistä ja suositelluista metsänkehitystyypeistä kullakin metsäpaikalla koko Hessenissä.

Verkkoportaalin täydentämiseksi kehitettiin sovellus Android- ja iOS (Apple) -käyttöjärjestelmille mobiililaitteille. Sovelluksen etuna on, että se määrittää metsän sijainnin GPS: n avulla. Se mahdollistaa tiedon välittömän hakemisen, jotta olemassa olevan metsänhoitotilanteen arviointi voidaan yhdistää suoraan metsäkohteeseen. Jos Internet-yhteyttä ei ole käytettävissä, valittu sijainti tallennetaan ja voidaan avata myöhemmin siihen liittyvien tietojen hakemiseksi. Paikannus on erityisen hyödyllistä, jos metsäjakoa tai karttapohjaa ei ole tai jos rajoja on vaikea vetää, esimerkiksi pienissä yksityismetsissä.

Metsänkehitystyyppien luettelo toimii myös hallintoelinten myöntämien tukien perustana. Hessenin osavaltio rahoittaa vuoden 2018 ja tämän päivän välisenä aikana äärimmäisestä kuivuudesta kärsineiden avoimien alueiden uudelleenmetsittämistä. Tietyssä paikassa suositeltavan metsänkehitystyypin valinta on metsänomistajille pakollista ja edellytys istutus- ja kunnossapitotuen saamiselle.

Hankekumppaneina olivat metsänomistajat ja -neuvojat: HessenForst, joka vastaa valtion metsistä ja kunta- ja yksityismetsien osista, ja Hessenin metsänomistajien yhdistys, joka vastaa kaikista muista kunta- ja yksityismetsien osista. Molemmat antoivat neuvoja ja tietoja koko hankkeen ajan ja osallistuivat tietämyksen siirtoprosesseihin.

Metsänomistajille ja -neuvojille tehtiin kysely, jossa kehitettiin strategioita kunnallisten ja yksityisten metsien päätöksenteon tukivälineiden tunnettuuden ja käytön edistämiseksi. Hankkeen alkuvaiheista lähtien sidosryhmien osallistuminen on edistänyt metsänomistajien suositusten hyväksymistä ja käyttöönottoa. Tästä syystä sidosryhmien osallistumisesta kerrotaan tarkemmin jaksossa ”Menestys ja rajoittavat tekijät”.

Menestystekijät:

Tulosten toteuttamiseksi mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti tietämyksen siirtoprosessi toteutettiin useilla tasoilla, mikä oli hankkeen keskeinen menestystekijä.

Ensinnäkin HessenForstissa ja Hessenin metsänomistajien liitossa mukana olleiden hankkeen osallistujien kokoonpano merkitsi sitä, että kokeneet toimijat osallistuivat hankkeen alusta alkaen tulosten kehittämiseen ja tulkintaan. Näin varmistettiin annettujen suositusten tunnustaminen ja aktiivinen sisällyttäminen metsäsuunnitteluun alusta alkaen. Näin ollen ensimmäinen validointi suoritettiin meneillään olevan prosessin aikana ennen kuin tulokset esiteltiin ja asetettiin suuren yleisön saataville. Tämä lähestymistapa lisäsi huomattavasti kehitettyjen puulajisuositusten hyväksymistä.

Toinen tietämyksen siirron taso on helposti ymmärrettävä dokumentointi ja tulosten asettaminen julkisesti saataville muodossa, joka tukee avoimesti metsänomistajia ja metsänomistajia heidän päätöksissään. Digitaalinen päätöksenteon tukijärjestelmä (DSS) on siksi suunniteltu sopivaksi työkaluksi. Tämä on julkisesti saatavilla Luoteis-FVA:n verkkoportaalissa, josta metsänomistajat voivat helposti tunnistaa metsikkönsä ja tutustua hankkeessa laadittuihin puulajisuosituksiin tai ladata ne. Android- ja iOS-matkapuhelimille on myös kehitetty mobiiliversio. Nämä sovellukset ovat helpoin tapa paikantaa sivustoja käyttämällä mobiililaitteen GPS-toimintoa.

Tietämyksen siirron kolmantena vaiheena kaikissa metsätoimistoissa järjestettiin aktiivisia koulutuskursseja tiiviissä yhteistyössä HessenForstin kanssa. Luentoja pidettiin myös Hessenin metsänomistajien yhdistyksen järjestämissä tapahtumissa. Maksuttomia koulutuksia tarjotaan myös metsänomistajille heidän omissa metsissään. Kursseja ja verkkoportaalia mainostettiin lehtien ja mainosten kautta erikoislehdissä. Lisäksi videon käyttöoppaiden luominen on alkanut. Ne ovat saatavilla myös NW-FVA:n verkkosivuilla.

Yllättäen useat muut alat, kuten ympäristösuunnittelutoimistot, luonnonsuojeluviranomaiset ja juomaveden louhinnasta ja padoista tai tien rakentamisesta vastaavat tahot, ilmaisivat kiinnostuksensa puulajisuositusten käyttöön ja palvelun integroimiseen GIS-portaaleihinsa. Tämä osoittaa NW-FVA:n tekemän aloitteen onnistumisen.

Samanlainen lähestymistapa, joka perustuu samaan metsänkehitystyyppien käsitteeseen, otettiin käyttöön Nordrhein-Westfalenin osavaltiossa (Saksa) SUPERB-hankkeessa (ks. tapaustutkimus Large forest restoration solutions in NRW), mikä viittaa hankkeen replikointipotentiaaliin.

Rajoittavat tekijät:

Vaikka neuvontaan on suuri tarve ja suositukset sisällytettiin sitovasti valtion tukiin uudelleenmetsityshankkeille, puulajisuosituksia ei ole vielä vahvistettu uudeksi standardiksi.

Palautekutsu ja koulutusohjelma olivat tervetulleita, mutta eivät siinä määrin kuin toivottiin. Perusteellista tietämystä puulajien valinnan monimutkaisesta alasta muuttuvassa ilmastossa pidetään välttämättömänä väärien tulkintojen välttämiseksi. Lisäksi metsän päättäjien kohderyhmä on hyvin heterogeeninen, mikä edellyttää suuria viestintäponnisteluja. Näiden rajoitusten poistamiseksi pidetään yllä koulutusohjelmaa pitkällä aikavälillä. Paikan päällä tapahtuva koulutus on suositeltavaa, mutta myös opetusvideoita tarvitaan. Tämän katsotaan parantavan suositusten omaksumista.

Hankkeen kokonaiskustannukset olivat 5 655 000 euroa, ja ne sisälsivät pääasiassa henkilöstökustannuksia.  Projektissa kehitettyjen työkalujen käyttö on ilmaista kaikille käyttäjille. Metsien ennallistamisen kustannukset vaihtelevat alueen olosuhteiden ja ennallistettavan alueen laajuuden mukaan. Esimerkkinä voidaan mainita tapaustutkimus ”Laajamittaisetmetsien ennallistamisratkaisut useiden ilmastostressitekijöiden sietokyvyn parantamiseksi Nordrhein-Westfalenissa Saksassa”.

Metsänhoitosuunnittelu, jossa käytetään sekametsiä suosittavia metsänkehitystyyppejä, lisää vakautta ja yleisesti ottaen häiriönsietokykyä. Näin varmistetaan paitsi ympäristöön liittyvät ja taloudelliset hyödyt myös muiden metsäekosysteemipalvelujen ylläpito. Vaikka sitä ei ole erityisesti kvantifioitu, se tukee myös ilmaston sääntelyä, veden sääntelyä ja tarjontaa, eroosion torjuntaa, elinympäristöjen tarjoamista ja virkistystä.

Hanke alkoi vuonna 2018 ja jatkuu vuoteen 2025. Verkkoportaali otettiin käyttöön ensimmäisen kerran lokakuussa 2020. Intensiivisen jatkokehityksen jälkeen toukokuussa 2023 tehtiin kattava päivitys.

Erityisten ennallistamis- tai istutustoimenpiteiden valinta ja suunnittelu voi kestää enintään vuoden. Metsien jatkuva hoito on tärkeää, jotta voidaan ylläpitää mukautettua sekametsää, joka pystyy tarjoamaan kaikki ekosysteemipalvelut. Kullekin metsänkehitystyypille on olemassa vastaavat hoitosuositukset, jotka on eritelty tiheikkövaiheen, tiheikkövaiheen, kelpuutusvaiheen ja mitoitusvaiheen sekä kypsyys- ja uudistamisvaiheen mukaan.

Päätöksenteon tukiväline on suunniteltu pysyväksi, ja sitä päivitetään jatkuvasti.

Dr. Ralf Nagel
director of the Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 123
E-Mail: ralf.nagel@nw-fva.de

Dr. Heidi Döbbeler
scientific assistant
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 114
E-Mail: Heidi.Doebbeler@nw-fva.de

Dr. Jan Hansen
head of forest inventory, information technology and biometrics
Northwest German Forest Research Institute
Grätzelstraße 2
D-37079 Göttingen
Tel.: +49 (0) 551 – 69401 – 221
E-Mail: Jan.Hansen@nw-fva.de

fnews@thuenen.de

Döbbeler H., Nagel R.-V., Spellmann H., Hamkens H. (2023): Waldentwicklungsziele (WEZ) für den hessischen Kommunal- und Privatwald. Empfehlungen der NW-FVA in Zusammenarbeit mit dem Hessischen Waldbesitzerverband. Göttingenissä. 39 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, osasto 26.5.2023)

Spellmann H., Döbbeler H., Hamkens H., Hansen J., Sutmöller J., Bialozyt R., Nagel R.-V. (2021): Entscheidungshilfen zur klimaangepassten Baumartenwahl. Deutscher Waldbesitzer (1): 8-10.

Heitkamp F., Ahrends B., Evers J., Steinicke C., Meesenburg H. (2020): Metsämaan ravinnejärjestelmien päättely integroimalla maaperän kemia sumeaan logiikkaan: Alueellinen sovellus Hessenin sidosryhmille, Saksa. Geoderman alueellinen alue 23: e00340. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00340

Bialozyt, R., Böckmann, T. (2023): Abschlussbericht IKSP Projekt L-12 ”Klimarisiko- und Zielbestockungskarten Forst – Verbesserte Beratungsgrundlagen für neue Herausforderungen an hessische Waldbesitzer”, 76 S. (https://www.nw-fva.de/unterstuetzen/software/baem/hessen, osasto 26.5.2023)