Karbonkretsløpet og fotosyntesen Fagseminar vitensentrene 24/10 2013 Jon Olav Brunvatne Senior rådgiver Landbruks- og matdepartementet Lysreaksjon Karbonmetabolisme Fotosyntesen er fryktelig komplisert! Hvordan gjøre dette enkelt? Vart du skræmt no?! Reflektert Absorbert Transmittert PAR UV IR 1,0 0,9 Relativ verdi 0,8 Reflektert 0,7 0,6 0,5 Absorbert Transmittert 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 325 425 525 625 Bølgelengde (nm) 725 825 Luftas bestanddeler En CO2 konsentrasjon på 400 ppm tilsvarer 0,400 ‰ Trevirkets kjemiske bestanddeler Vann 10-65% Brennbart Ikke brennbart H20 C (49-52%) H (6%) +O = H2O O (40-42%) Ca, K, Mg, Si etc. (0,5-3%) NS 0,3 0,1 1 liter bjørk Ferskt tre består av ca 50% vann i forhold til totalvekten Tørrvekt =500 gram (basisdensitet tørrvekt/rå volum) Karbon utgjør ca 50% av tørrvekten i alle våre treslag C 1 liter bjørk 250 gram karbon (C) Basisdensitet Bjørk: 500 g tørrstoff/rått volum (liter) 12+16+16=44 C Når vi kjenner Karbonvekta må vi multiplisere med 44/12= 3,66 250 g C+ 333 g O + 333 g O = 916 g ~ 1 kg CO2/ltr ≈900 g O O ≈650 g O 1 liter bjørk C Aske 250 g C O O C O FOTOSYNTESE (plantenes CO2 fangst) H2O Aske O H2O C O O O ≈650 g O C 250 g ≈900 g C O 1,8 tonn CO2 0,7 tonn CO2/m3 1,5 tonn CO2 0,8 tonn CO2/m3 2,2 tonn CO2 0,9 tonn CO2/m3 Hogst regnes som umiddelbar oksidering Hvordan regnes skog ved klimarapportering? Tilvekst regnes som opptak Hvordan øke lageret av karbon i dødt trevirke? 1. Økt trebruk 2. Forlenget levetid Inn til lager = Ut av lager Karbon lagret i treprodukter Karbonsyklus CO2 C Karbonbalanse Source avskoging atmosfærisk CO2 Sink CO2 flux (GtC y-1) Sement prod/fossile utslipp Hvordan redusere denne? Time (y) land hav Global Carbon Project 2009; Le Quéré et al. 2009, Nature Geoscience a etableringsfase b produksjonsfase c modningsfase d likevekstsfase*(+) Karbon akkumulering i skog (eksklusiv jord, strø & død ved) c d b a Bestandsalder Kilde: IEA Vi kan velge mellom: 1. Stort Karbonlager, lavt årlig opptak av CO2 2. Høyt årlig opptak av CO2, redusert lager og tilgang på råstoff fra skog 1. 2. Bestandsalder FN’s klimapanels 4. hovedrapport: • “I det lange løp så vil bærekraftig skogbruk som tar sikte på å vedlikeholde eller øke skogens karbonlager samtidig som det årlig produseres virke til tømmer, fiber og bioenergi gi størst klimaeffekt.” Alt. 1 Alt. 2 •Stort lager •Lav tilvekst •Høy gammelskogandel •Redusert lager •Høy tilvekst •Normalskogfordeling ARTICLE 2: OBJECTIVE “The ultimate objective of this Convention and any related legal instruments that the Conference of the Parties may adopt is to achieve, in accordance with the relevant provisions of the Convention, stabilization of greenhouse gas concentrations in the atmosphere at a level that would prevent dangerous anthropogenic interference with the climate system. Such a level should be achieved within a time-frame sufficient to allow ecosystems to adapt naturally to climate change, to ensure that food production is not threatened and to enable economic development to proceed in a sustainable manner”. IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2 The 2 degrees target is related to stabilisation levels of CO2 in the atmosphere with a time scale of 100-150 years. Kilde: IPCC: Climate Change 2007: Working Group I: The Physical Science Basis Figure TS.31. Calculation of climate change commitment due to past emissions for five different EMICs and an idealised scenario where emissions follow a pathway leading to stabilisation of atmospheric CO2 at 750 ppm, but before reaching this target, emissions are reduced to zero instantly at year 2100. (Left) CO2 emissions and atmospheric CO2 concentrations; (centre) surface warming and sea level rise due to thermal expansion; (right) change in total terrestrial and oceanic carbon inventory since the pre-industrial era. Forskjellen på skog og ettårige arter? Skog: Posen varer >100 år Ettårig art: Posen varer 1 år CO2 CO2 CO2 Forskjellen på trær og ettårige planter? •Trærne lever lenger og nedbrytes langsommere Klimavirkning avgjøres av mange faktorer, ikke bare klimagasser: IPCC, synteserapport 2007 ”Strålings pådrivet” 1,6 W lommelyktpære 1 meter 1 meter Albedo-effekten Karbonlager Albedostråling blir ikke absorbert av klimagasser Motvirker temporær klimagasseffekt ved hogst C C C C C C C C C Tid Er fossilt CO2 og biogent CO2 det samme i klimasammenheng? Andel i atmosfæren 1.00 0.80 0.60 Fossilt CO2 0.40 Biogent CO2 0.20 0.00 0 20 40 60 80 100 120 140 Tid(år) -0.20 Anthropogenic CO2 Annual crops (r=1 year) Poplar (r=20 years) Birch (r=60 years) Spruce (r=100 years) Klimagasser har ulikt globalt oppvarmingspotensial (GWP) Klimagass Evne til å absorbere varmestråling Wm-2ppb-1 Oppvarmende effekt måles i Watt pr arealenhet Levetid GWP (100 år) Metan (CH4) 3,7 x 10-4 12 25 Lystgass (N2O) 3,03 x 10-3 114 298 CO2 fossilt 1,4 x 10-5 20-25% igjen i atmosfæren etter 100 år 1 CO2 biogent 1,4 x 10-5 Avhenger omløpstiden <1 Oppsummering • Holde karbonkretsløpet intakt • Unngå avskoging • Opprettholde eller øke karbonlager i skog • Fortrenge fossile utslipp • Ha en relevant tidshorisont • Klimaeffekt er mer en klimagasseffekt • Ikke sidestille fossile utslipp og utslipp fra avskoging utslipp med temporære fluktuasjoner i karbonsyklusen • FNs klimapanels 5. hovedrapport er under utgivelse, skograpporten kommer i april 2014.