Doktoritöö: lageraiutud mets korvab süsinikuvõla hiljemalt tosina aastaga
Lageraie järel hakkab palumännik süsinikku siduma seitsme ja arukaasik kuue aasta möödudes. Vahepealsetel aastatel õhku paisatud nn süsinikuvõla teevad need vastavalt tasa 12 ja kümne aastaga, osutab Eesti Maaülikooli (EMÜ) doktoritöö.
"Kõik metsa majandamise otsused võiksid põhineda teadustöödes saadud tulemustele. Seda enam, et sageli kõlab erinevaid arvamusi, justkui lageraie järgselt oleksid meil raielangid tohutud süsiniku emiteerijad," ütleb EMÜ metsakasvatuse nooremteadur Marek Uri. Samuti näeb Uri ühiskonnas soovi, et lageraiele eelistataks järjest rohkem valikraiet. Viimase kohta napib aga Eesti oludes põhjalikumaid uuringuid.
Oma hiljuti kaitstud doktoritöös võrdles Uri erinevaid raieliike süsinikuringe seisukohast, et täita senistes teadmiste valitsevat tühimikku uurimistulemustega. Ta hindas palumännikute ja arukaasikute põhjal, kui kiiresti hakkab uus noor mets lageraie järel süsinikku siduma ning milline on noorte puude juurdekasv. Samuti võrdles ta süsiniku sidumist lage- ja turberaie järgses metsas. "Kuigi turberaiealad ei muutunud oluliselt süsiniku emiteerijateks võrreldes lageraiealadega, siis suurt eelist turberaiete kasutamine süsiniku sidumise seisukohast ei näidanud," märgib Uri.
Kaasik taastub männikust rutem
Oma doktoritöös kasutas Marek Uri läbivalt sama ehk süsinikubilansi meetodit, erinesid ainult katsealad. Lageraie järgsete männikute uuenemise uuringus võttis ta vaatluse alla neli katseala: äsja raiutud lageraiealadest kuni ligi 20-aastase metsani. Lageraie järel kasvanud kaasikute uuringus võrdles ta aga kolme ala, kus puud olid kahe- kuni kaheksa-aastased. "Peamine eesmärk oli uurida, mis juhtub vahetult peale lageraiet ja kaua võtab aega, et mets hakkaks taas süsinikku siduma," osutab Uri.
Ilmnes, et palumännik suudab tõhusalt süsinikku siduda juba seitsmendal lageraie järgsel aastal. "Kuna eelneva kuue aasta jooksul ala pidevalt emiteeris süsiniku, tahtsime teada, kaua kulub noorel metsal aega, et tekkinud nn süsinikuvõlg n-ö tagasi siduda," meenutab Uri. Tulemused näitasid, et männikud toovad kaotatud süsiniku koguse atmosfäärist tagasi selleks ajaks, kui nad on saanud kaheteistkümne aasta vanuseks.
Arukaasikud kasvavad Uri sõnul märksa viljakamatel muldadel ja sestap oluliselt kiiremini, mistõttu eeldas ta, et võrreldes männikutega taastub kaasikutes süsiniku sidumine kiiremini. "Tulemustest nähtuski, et arukaasikutes juhtub see pisut kiiremini, kuue aastaga. Tekkinud süsinikuvõlg seoti tagasi kümne aasta vanuses noorendikus," kõrvutab ta. Peale kuuendat aastat noores arukaasikus süsiniku sidumine kiirenes.
Turberaietest uuris Uri üht kolmest alaliigist ehk aegjärgset raiet. "Kui lageraie puhul eemaldatakse vana mets ühekorraga, siis turberaiel etappide kaupa. Suures pildis eemaldatakse mõlema puhul lõpuks enamik vana metsa puudest," tutvustab ta raieviiside eripärasid. Võrdluskatses kasutas ta kahte ala, millest kumbki jagati omakorda kaheks: ühel osal tehti lage- ja teisel turberaie.
Võrdlus näitas, et raie järel kaotas turberaiega majandatud ala lageraiega võrreldes vähem süsinikku: üks osaliselt harvendatud katseala jäi mõõdukaks süsiniku emiteerijaks ja teine Uri sõnul nõrgaks sidujaks. "See näitab, et küpse metsa harvendamise järgselt nende alade süsiniku sidumise võime on tagasihoidlik. Noored männikud seovad seitsmendal lageraie järgsel aastal juba kolm tonni süsinikku. Ühel turberaie alal oli aastane süsiniku sidumise voog 0,62 tonni," kirjeldab ta.
Valikraie juures hindas värske doktor neljal katsealal puude juurdekasvu peale raiet. "Valikraie on praeguse seaduse mõttes eraldi raieviis, mille eesmärgiks on hoida vana mets püsivana, aga samal ajal varuda ka puitu enam-vähem juurdekasvu piires," avab ta. Ideaalis võiks valikraie tulemusel tekkida mitmerindeline mets, mis suudab iseseisvalt uueneda. Selgus, et valikraiega võib metsast küll puitu pikema aja jooksul varuda, ent võrreldes lageraiega majandatud metsadega jääb aastane tüvepuidu juurdekasv oluliselt madalamaks.
Uri sõnul saab iga metsaomanik tulemuste valguses ise kaalutleda, mis on konkreetse metsatüki puhul tema eesmärk. "Kas tahame suuremat juurdekasvu ja selle taustal tõhusat süsiniku sidumist? Või on eesmärk säilitada rohkem vana metsa?" arutleb ta.
Raieliigi valik sõltub eesmärgist
Katsealade hindamiseks kasutas Marek Uri peaasjalikult süsinikubilansimeetodit. "Üritasime võimalikult täpselt hinnata erinevaid süsinikuvooge, nii maapealsed kui ka maa-alused," kirjeldab ta. Eraldi hinnati süsiniku sidumist puudes, rohu- ja puhmasrindes, aga ka sammaldes. Maa-alusest osast hinnati jäme- ja peenjuurtes leiduva süsiniku kogust ning selle muutumist puistute vanuse suurenemisel. Olulise tegurina hinnati heterotroofse mullahingamise aastast voogu, mis on värske doktori sõnul metsaökosüsteemi kõige olulisem süsiniku väljundvoog.
"Kui taimed, sh puud kasvavad, seovad nad süsinikku, mis bilansi seisukohalt on nii-öelda plusspoolel. Miinuspoolele jääb süsiniku emissioon atmosfääri. Selle tõttu on metsaökosüsteemides kõige olulisemal kohal heterotroofne mullahingamine, mis tekib mullas ja mulla pinnal orgaanilise aine lagunemise käigus," selgitab Uri. Süsinikubilanss on tema sõnul põhimõtteliselt kahe voo võrdlemine: "Lahutades ühest teise ja saame teada, kas ökosüsteem on süsiniku siduja või emiteerija."
Pikemas perspektiivis on lageraie järel tärganud noored metsad suuremad süsinikusidujad kui turberaie järgsed alad. Uri sõnul on asi selles, et metsades, kus on tehtud turberaie, on tegemist küpsete puistutega. "See on täiesti loodusseadusega kooskõlas, et vanad metsad ongi aeglasema kasvuga," osundab ta.
Kui lageraiest on juba kümmekond aastat möödas, panustab mets Uri sõnul süsiniku sidumisse eeskätt noorte puude juurdekasvuga. Sestap oli ka juurdekasvu hinnata tema sõnul väga oluline. "Näiteks lageraie järgselt noored puud sageli puuduvad või on neid vähe ja nad on väiksed, mistõttu on ka nende juurdekasv ja süsiniku sidumine nullilähedane, kuid juba kümneaastases puistus sidusid ainuüksi puud 2,63 tonni süsinikku hektarile," võrdleb ta.
Heterotroofse mullahingamise seisukohast arvatakse Uri sõnul aga sageli, et lageraie järel hakkab mullast väga palju süsinikku atmosfääri lenduma. "Tegelikult oli turberaie aladel heterotroofse mullahingamise voog oluliselt kõrgem võrreldes lageraiealadega," märgib värske doktor.
Edasistes uuringutes vääriks Uri sõnul põhjalikumat uurimist valikraie. Kui lage- ja turberaiet on Eestis ja Skandinaaviamaades rohkem uuritud, siis valikraiete uurimise osas on tööpõld lai. "Praeguseks nähakse valikraies ühiskonnas teatavat alternatiivi lageraiele, aga see on seni olnud pigem arvamustepõhine," osutab Uri.
Oma töös hindas ta valikraie järgses puistus peamiselt puude juurdekasvu, ent uurimist vajaks ka süsinikuringe metsades, mida on majandatud valikraietega. Samuti tuleks Uri sõnul süsinikuringe seisukohast enam uurida turberaie teist alaliiki – häilraiet.
Metsa käsitlevates teadusuuringutes jääb värske doktori sõnul sageli puudu ajast. "Paari-kolme või viie aasta jooksul pole sageli võimalik saada ammendavaid vastuseid metsa arenguprotsesse puudutavatele küsimustele. Seepärast on metsateaduses väga väärtuslikud pikaajalised katsed ning püsikatsealad. Just pikaajalised püsimõõtmised võimaldavad saada oluliselt täpsemat infot," sõnab ta.
Siiski on senistest teadustöödest Uri sõnul näha, et nii valikraie kui ka turberaie puhul on üks peamine murekoht metsa uuenemine: noorte puude kasvama hakkamine on väga keeruline. "Vaadates neid alasid viis aastat hiljem, näeme, et mingit elujõulist korraliku uuendust sealt ei tule," sedastab ta.
Praegu on lageraie Eestis peamine uuendusraie meetod. "Vaadates saadud tulemusi, võib kinnitada, et senine välja kujunenud metsade majandamise praktika on relevantne," ütleb ta noorte metsade heale süsiniku sidumise võimele viidates. Samuti on siin küsimus Eesti ühiskonnale, kas jätkuvalt tahetakse väärindada puitu kui üht suurimat loodusvara. "Kui võtame arvesse puistute puiduproduktsiooni, siis valikraie kindlasti ei taga meile pikas perspektiivis kõrge produktiivsusega metsi," osutab ta.
Teadus ei saa Uri sõnul siiski anda hinnanguid ja öelda, et üks praktika on teisest halvem või parem. Küll aga on teadustulemused tema sõnul otsustajatele aluseks, mille põhjal valikuid teha ja strateegiaid kujundada.
Marek Uri kaitses väitekirja "The effect of different harvesting methods on carbon cycling and productivity of forest ecosystems" ("Erinevate raieviiside mõju metsaökosüsteemi süsinikuringele ja produktsioonile") filosoofiadoktori kraadi taotlemiseks metsanduse erialal 11. detsembril Eesti Maaülikoolis. Doktoritöö juhendajad on professor Veiko Uri ja teadur Mats Varik Eesti Maaülikoolist ning oponent kaasprofessor Marjo Palviainen Helsingi Ülikoolist.