Høst af hele træer kan øge biomasseproduktionen

At gøre skiftet til vedvarende energikilder kræver biomasse, også.

Dette er en historie om kulstofvalg:Efterhånden som samfund rundt om i verden fortsætter med at bevæge sig mod øgede porteføljer af vedvarende energi, hvilke energikilder vælger vi?

I USA, kulværker lukker, men kuldioxidkoncentrationen i atmosfæren fortsætter med at stige. Drejer sig mod vedvarende energikilder som vind, solenergi og biobrændstoffer er et nødvendigt skridt mod at standse de værste virkninger af klimaændringer. Skovbiomasse forventes at være en af ​​de vigtigste energikilder, men mange mennesker har undret sig over, hvordan man fodrer biobrændstofplanter med de materialer, de har brug for, uden at ødelægge skovressourcerne.

Aspehugst med hele træer fremmer vedvarende biomasseenergi fra toppe og grene, dele af træet, der ofte efterlades i skoven under skovhugst til fordel for træets stamme, ved at bruge den rest, der er tilbage efter en bæredygtig høst, til træstammer. Det har længe været antaget, at fjernelse af blade og grene af træer, i stedet for at lade dem nedbrydes i skoven, vil udtømme jorden og føre til et svagere skovøkosystem. Ny forskning fra Michigan Technological University's School of Forest Resources and Environmental Science udfordrer denne hypotese.

"Mange vidtrækkende energiudviklingsbeslutninger er blevet truffet baseret på antagelser, " sagde Robert E. Froese, lektor og direktør for Ford Center og Skov.

Froese, Michael I. Premer - som tog sin doktorgrad i kvantitativ skovbrug ved Michigan Tech og nu arbejder som forsknings-skovbrugsforsker for Rayonier - og Eric D. Vance, som for nylig trak sig tilbage fra National Council for Air and Stream Improvement, Inc., har for nylig udgivet "Whole-tree harvest and residu recovery in commercial aspen:Impplications to forest growth and soil productivity across a rotation" i tidsskriftet Forest Ecology and Management. Det er den tredje i en serie af relaterede artikler om skovningsrester i forvaltede aspeskove på Michigan's Upper Peninsula.

De tre undersøgelser behandler synergistisk det samme spørgsmål:Hvad er virkningerne af at fjerne skovningsrester - toppene, grene og defekte dele af træstammer (boles) - i Great Lakes aspeskove om skovproduktivitet og miljømæssig bæredygtighed?

I den første undersøgelse, forskerne undersøgte effekten af ​​fjernelse af rester på underjordiske plantesamfund i stedet for at lade resterne nedbrydes og teoretisk give næringsstoffer til den urteagtige og buskede vegetation under trækronen.

I den anden undersøgelse, Premier, Froese og Vance dykkede dybere ned i en effekt, de lagde mærke til, mens undersøgelsen var i gang:"Cut to length" logningssystemer, der bruges bevidst til at reducere jordkomprimering, er muligvis ikke effektive i denne henseende, skabe langvarige mønstre med reduceret vækst i regenererende bevoksninger.

Den tredje artikel undersøger persistensen af ​​rester og forskelle i kulstofbinding og makronæringsstoffer mellem steder, hvor rester blev fjernet, og hvor de blev tilbageholdt. I fællesskab de tre artikler omhandler lokalitetspåvirkninger i Store Søers aspeskove og demonstrerer, at fjernelse af rester har få virkninger på skovens økologi i forvaltede bevoksninger.

"Det virker indlysende:logning, især når toppe og grene fjernes til bioenergiproduktion, skal fjerne næringsstoffer og træ, der skulle blive tilbage for at give næring til den regenererende skov. Så midtvestlige stater vedtog retningslinjer for skovbiomassehøst for at beskytte skovområder, " sagde Froese. "Vi undersøgte forskellen i jordens næringsstoffer, kulstof og væksthastigheden af ​​regenererende aspeskove i det øvre Midtvesten, og vi fandt, at der ikke er nogen forskel i aspebevoksningens produktivitet, når hele træer fjernes. Det viser sig, at grene bare ikke ser ud til at spille meget af en rolle i aspeskovens økologi trods alt."

opererer under en fejlagtig antagelse, Midtvestlige stater vedtog retningslinjer for at beskytte jordbund og økosystemer uden rigtig at forstå behovet for retningslinjer. Denne handling har tilføjet kompleksitet og omkostninger, som afskrækker overtagelsen af ​​bioenergi.

"Staternes handlinger formidler den opfattelse, at al fjernelse af biomasse er 'skade', og derfor må vi begrænse 'skaden' til et niveau, som vi kan tolerere, " sagde Froese. "Det kan være, at genvinding af biomasse slet ikke skader skoven. Hvis det reducerer brugen af ​​fossile brændstoffer, det kan bidrage til at reducere skader på det globale klima."

Froese tilføjer, at på trods af dets moniker, skovhugst af hele træer fjerner faktisk ikke hvert eneste blad og hver kvist fra skoven. Froese sagde i deres undersøgelse, 64 % af resterne forblev trods forsøg på at samle så meget af de loggede undersøgelsestræer som muligt.

Forskerne tog prøver af skovbevoksede aspebevoksninger i Baraga, Delta, Dickinson og Menominee Counties, der ejes og aktivt forvaltes af Weyerhaeuser Company (tidligere Plum Creek Timber Company), og for hvilke der eksisterer en 40-årig kommerciel skovhugst, at give forskerne et datasæt til at verificere mod feltmålinger.

"Uanset om det er fjernet eller ej, aspegrene forsvinder hurtigt ved at rådne væk, " sagde Froese. "For aspeskove, det ser ud til, at selv den mest intensive høst er helt bæredygtig."

Froese hævder, at forkerte antagelser om jordens produktivitet har skabt negative meninger om biomasse energikilder. Sammen med lave naturgaspriser, Midtvestens energipolitikker har en vægt på naturgas.

"Vi dæmoniserede brugen af ​​en vedvarende ressource, og vi har flyttet vores energiproduktion fra kul til et andet fossilt brændstof. Bedre, men stadig et fossilt brændstof, " sagde Froese. "Når klimaet ændrer sig, vi skal vende os til vedvarende energi, og vi går glip af en mulighed for at hente en vedvarende energi, der er rigeligt, naturligt og, som vi har vist, kan forvaltes bæredygtigt."

Froese hævder, at den øvre halvø er befolket af en bæredygtig forsyning af biomasse - aspe, fyrretræer og andre nåletræer – og at det øvre Midtvesten er klar til at vælge vedvarende energikilder i stedet for at fortsætte med at installere naturgasanlæg med 30 års brugslevetid, der gør afkobling fra fossile brændstoffer til et vanskeligt økonomisk forslag.

"Dette har en væsentlig praktisk anvendelse:Hvis vi ikke kan påvise, at råmateriale til biomaterialer kan produceres fra skove, så kan vi ikke konstruere avancerede materialer og forsyningskæder, " sagde Froese. "Det handler om robusthed - skove, i særdeleshed, og landskaber, generelt. Det handler om bæredygtighed af forvaltede landskaber."