Süsinikuringe metsas ja metsa vanus

Metsa kasva(ta)mine ja metsa kasutamine mõjutavad kõige otsesemalt seda, milline on süsihappegaasi hulk Maa atmosfääris ja millise osa Maale langevast päikeseenergiast oskame ära kasutada. Metsade osa süsihappegaasi sidujana on üldtunnustatud, metsa vanuse mõju sellele ja protsessi energeetiline aspekt on aga tähelepanu alt teenimatult välja jäänud.

Puu kasvamist (fotosüntees) võib kirjeldada kui protsessi, milles kasutatakse meie tegevuse jääkprodukti (süsihappegaas) ning päikeseenergiat, vajades lisaks vaid mõõdukalt viljakat maapinda, vett ja veidi aega. Mida järeldada asjaolust, et tegemist pole ühesuunalise protsessi, vaid ringlusega, ja mis on sel pistmist energiaga?

Üldiselt võttes on fotosüntees kogu meie energiatarbimise aluseks, erandiks vaid tuumaenergia. Enamasti tugineb meie energiamajandus siiski fossiilsetel kütustel ehk miljonite aastate vältel fotosünteesis salvestatud energia kasutamisel. Selle salvestamise käigus suurenes atmosfääris hapniku sisaldus ja vähenes süsihappegaasi osa. Vanade varude intensiivse tarbimise tulemusel on süsihappegaasi hulk atmosfääris uuesti kasvamas, seda asjaolu peetakse kliima soojenemise peamiseks põhjuseks. Käesoleva kirjutise eesmärgiks on lugejale meenutada süsinikuringe mõningaid põhitõdesid, mis vaidlustes metsade majandamise eesmärkide üle kipuvad ununema.

Miks just ringe?

Paraku on tegemist nimelt ringlusega, fotosünteesi käigus seotakse süsihappegaas ja eraldub hapnik, puidu lagunemisel või põlemisel vabaneb aga sama kogus süsihappegaasi ja tarbitakse sama kogus hapnikku (vt joonist).

Sama lihtsustatud skeemi võib kasutada ka fossiilsete kütuste tekke kirjeldamiseks, vaid fotosünteesi teostavate organismide ring on laiem, põhimõte aga sama. Ainus võimalus hoida süsinikku seotuna on n-ö katkestada ringlus, fossiilsete kütuste puhul olid katkestajaks maakoores toimuvad muutused, mistõttu lagunemisprotsess toimuda ei saanud. Metsa puhul peaks katkestajaks olema inimese mõistuspärane tegevus, mis väljendub puidu kasutamises selle mädaneda laskmise asemel. Ka metsast saadava puidu kasutamine kütusena on mõistuspärane tegevus – see on nagu värske ehk taastuva energia kasutamine konservi ehk fossiilse kütuse asemel. Pealegi kipub konservitagavara nappima.

Kuna mets kasvab inimeaga võrreldes aeglaselt, ei mõelda tavaliselt sellele, et kasvamine ja kõdunemine on sama protsessi kaks tahku, ja on vaid metsa vanuse määrata, kumb neist on ülekaalus. Sõltuvalt puuliikidest, kliimavöötmest ja sellest, kas inimene sekkub protsessi või mitte, võib n-ö täisring kesta mõnest aastakümnest mitmete aastasadadeni, polaaralade läheduses veelgi kauem. Kui inimene ringlusse ei sekku, on raske öelda, millises ringi faasis mets on – surevate puude asendumine järelkasvuga toimub järk-järgult, metsas on samaaegselt nii noori, küpseid kui ka mädanevaid puid. Eestis on inimtegevusest puutumata metsa säilinud väga vähe. Meile on aktuaalne, mis juhtub siis, kui inimene peale metsa raiumist ei sekku.

Süsinikuringe metsas

Süsinikuringe lagedaks raiutud ja omapäi jäetud metsas.

Eesti kliimas on maa tühjaksjäämine välistatud. Millised liigid seal aga kasvama hakkavad, on määratud mullastiku ja niiskusega. Sageli on mullastik küllalt viljakas ning maa kattub lopsaka lepavõsaga, mille varjus hakkab arenema kuuse järelkasv. Süsinikku seotakse üsna intensiivselt, mille tunnuseks on hoogsalt lisanduv biomass, ka lindudele-loomadele varju pakkuvaid elupaiku tuleb juurde. On ju Siberi jahimeeste hulgas veel liikvel arvamus, et nende esiisad panid poja sünni järel lähikonnas metsa põlema mitte sünni tähistamiseks peetava peo käigus, vaid alles pärast pea selgeksmagamist eesmärgiga tagada pojale paarikümne aasta pärast soodsad jahimaad. Kõik oleks parimas korras, kui me oskaksime tekkinud lepikuga midagi kasulikku teha, raieküpseid lepikuid on niigi ülearu. Tasapisi hakkab lepik ümber kukkuma ja mädanema, kuusk aga, kellele lepiku varjus kasvamine meelepärane on, saavutab ülekaalu. Lõpuks asendub kuusik kuusikuga, kuid aega kulub ühe sajandi asemel kaks. Selline asjade käik on kahjulik nii majandusele (toorme saamiseks kulub liiga palju aega) kui ka loodusele. Kahju loodusele väljendub selles, et süsinikuringe kestab liiga kaua, vahepealne süsiniku sidumine lepikus on liialt ajutine, lepapuidu metsas mädanemine nullib kogu efekti, kasvufaasis toodetud hapnik tarbitakse ja süsihappegaas vabaneb.

Väheviljakal pinnasel on isetaastumisel suur tõenäosus, et tekkivas puistus on ülekaalus mänd ja kask. Siiski on ka sel juhul protsesside kulgemiseks vaja rohkem aega, kuid näiteks Lõuna-Eestis võib tulemuseks olla parim võimalik männik.

Isetekkelises metsas võib juhtuda, et puude väljalangemise tõttu on puidu juurdekasv ja mädanemine tasakaalus, st süsihappegaasi sidujana on selline mets kasutu.

Süsinikuringe metsas ja metsa vanus.

Fotosünteesi intensiivsust iseloomustab biomassi juurdekasv ehk metsa puhul keskmise hektaritagavara juurdekasv (vt joonist).

Kuni vanuseni 60 aastat on sellise kuusiku hektaritagavara suurenemine kõige kiirem, järelikult on sel perioodil kõige suurem ka süsihappegaasi sidumise võime ja suhteliselt suur osa metsale langevast päikeseenergiast salvestub meile kasutatavana biomassis. Edasi kasvukiirus aeglustub ning vanades metsades ei pruugi hektaritagavara üldse suureneda. Kuidas jääb siis sellega, et ka paarisaja aasta vanuse puu kännul on aastarõngastelt jälgitav kasvu jätkumine? Asi on lihtne, metsas kasvavate puude arv hakkab vähenema. Seega võib ka metsamajandusele igati sobiva liigilise koosseisuga puistus saabuda aeg, kus süsihappegaasi sidujana on mets kasutu ning tema võime salvestada päikeseenergiat on väike. Asjaolu, kas tegemist on isetekkelise või rajatud puistuga, ei oma tähtsust.

Süsinikuringe metsas ja energia

Jättes sobivas eas puistu raiumata, jätame me kasutamata ka suure osa metsale langevast päikeseenergiast. Kui sellega kaasneb ka teiste materjalide kasutamine puidu asemel seal, kus puit oleks sobiv (nt ehituses), võrdub taoline tegevus fossiilsete kütuste kasutamisega päikeseenergia asemel. Tarbib ju terase, raudbetooni, plastmassi jt taoliste materjalide tootmine palju enam energiat kui puidutööstus. Jättes metsa istutamata või külvamata oludes, kus looduslik uuenemine tähendab võsastumist, talitame me rumalalt lisaks muudele asjaoludele ka energeetilises mõttes – pikk aeg kasutatava puidu tekkeni tähendab päikeseenergia kasutamise vähest efektiivsust.

Jänesekapsa kuusiku hektaritagavara (tm/ha) muutumine sõltuvana puistu vanusest aastates.

Süsihappegaasi hulk atmosfääris, metsa ja puidu kasutamine.

Süsihappegaasi kogust atmosfääris mõjutab see, kas metsade biomass kasvab või kahaneb. Eesti ja naabrite puhul on õigem rääkida biomassi kasvamise kiirusest. Kui ülekaalus on noored metsad, on kasvukiirus suur, toimub intensiivne süsihappegaasi sidumine ja päikeseenergia salvestamine. Vanade metsade ülekaalu korral on biomassi juurdekasv väike, väike on ka metsade kasutegur vaadeldavate protsesside seisukohast.

Süsihappegaasi kogust atmosfääris mõjutab seegi, milleks raiutavat puitu kasutatakse. Norra Puidutehnoloogia Instituut ja Norra Ehitusuuringute Instituut leidsid, et kui kasutada 1 tm puitu alternatiivsete materjalide asemel, väheneb süsihappegaasi emissioon atmosfääri järgnevalt:

  • energiana söe asemel 700 kg;
  • energiana õli asemel 600 kg;
  • kergbetooni asemel ehitistes 800 kg;
  • terase asemel ehitiste kandekonstruktsioonides 500 kg;
  • akendes alumiiniumi asemel 1200 kg.

Keskkonnaministeeriumi andmetel heideti 1999. aastal Eestis kasvuhoonegaase õhku ühe inimese kohta 8 tonni. Kui Eestis õnnestuks kasutusse suunata 10 miljonit tm puitu aastas, teeks see madalaima normi 500 kg/tm järgi 5 miljonit tonni süsihappegaasi emissiooni vähenemist aastas ehk 3,6 tonni inimese kohta aastas. Arvu 3,6 tonni ei saa võtta kuigi täpsena, sest näiteks paberipuu kohta vastavat arvu ei ole leitud, paberil pole ka alternatiivset asendajat. Eesmärgiks oli vaid näidata, et tegemist on tõepoolest oluliste suurusjärkudega. Arvutuste kohaselt võiks puidu laialdasem kasutamine Euroopas tasakaalustada 15–20% süsihappegaasi emissioonist.

Puidu kasutamise mõju süsinikuringele sõltub sellestki, kui kauaks puidu lagunemist edasi lükatakse. Eesti vanima säilinud puitehitise (vt foto) ehitusaasta 1644 viitab küllalt pikkadele ajavahemikele. Pealegi on puit kasutusaja lõppedes sageli kasutatav kütusena, näiteks Shveitsis arvestab kinnisvaramaks puitmajade juures asjaolu, et nende lammutamisel ei teki mittekasutatavaid jäätmeid.

Ruhnu Püha Magdaleena kirik (esiplaanil), ehitatud aastal 1644. Foto autor Kaido Haagen.

Metsade intensiivne majandamine, mille käigus metsade biomass ei vähene ning ülekaalus on kasvueas metsad, teenib ka loodushoiu huve, sest sellised metsad seovad maksimaalselt süsihappegaasi ja salvestavad päikeseenergiat suurima võimaliku hulga.

logo