Εκτίμηση της Απορρόφησης και Αποθήκευσης του Διοξειδίου του Άνθρακα από τα Κυριότερα Ιθαγενή Δασοπονικά Είδη της Ελλάδας

Εκτίμηση της Απορρόφησης και Αποθήκευσης του Διοξειδίου του Άνθρακα από τα Κυριότερα Ιθαγενή Δασοπονικά Είδη της Ελλάδας

Παππάς, Ι.1, Καραχρήστος, Xρ.2, Παπασπυρόπουλος, K.1, Λαζαρίδου, Δ.1, Καραμανώλης, Δ.1

Περίληψη

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εκτίμηση της απορρόφησης και της αποθήκευσης του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) της ατμόσφαιρας από τα κυριότερα ιθαγενή δασοπονικά είδη της Ελλάδας. Για το λόγο αυτό καταγράφηκαν τα πρωτογενή δεδομένα (δασοσκεπής έκταση κατά ποιότητα τόπου, συνολικό και κατά κλάσεις διαμέτρου ξυλαπόθεμα, και η ετήσια προσαύξηση ανά δασοπονικό είδος) από τις διαχειριστικές μελέτες των δασικών οικοσυστημάτων 39 Νομών της χώρας. Στη συνέχεια υπολογίστηκαν το αποθηκευμένο CO2 στην υπέργεια και υπόγεια βιομάζα των δασοπονικών ειδών, καθώς και η ετήσια απορρόφηση τους ανά εκτάριο. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι τα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη αποθηκεύουν κατά μέσο όρο σημαντικά μεγαλύτερη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (163,2 κ.τ. CO2/ha) σε σχέση με τα κωνοφόρα και τα αείφυλλα πλατύφυλλα.
Επιπλέον μεγαλύτερη ετήσια απορρόφηση παρουσίασαν τα φυλλοβόλα και τα αείφυλλα πλατύφυλλα είδη. Σύμφωνα με τα παραπάνω τα ελληνικά δασοπονικά είδη μπορούν να αξιοποιηθούν σε προγράμματα δημιουργίας αντισταθμισμάτων άνθρακα, συντελώντας στην ανάσχεση της κλιματικής αλλαγής.

Η ερευνητική εργασία περιλαμβάνεται στα πρακτικά του 17oυ Πανελλήνιου Δασολογικού Συνεδρίου / Αργοστόλι, 4-7 Οκτωβρίου 2015

Εισαγωγή 

Η υπέρµετρη κατανάλωση ορυκτών καυσίµων, µε σκοπό την κάλυψη των αυξηµένων ενεργειακών αναγκών των σύγχρονων κοινωνιών, αύξησε τις ανθρωπογενείς εκποµπές του διοξειδίου του άνθρακα στην ατµόσφαιρα, ενισχύοντας το φαινόµενο της κλιµατικής αλλαγής. Στο πλαίσιο αυτό, η διεθνής κοινότητα ενεργοποιήθηκε µε την υπογραφή του Πρωτόκολλου του Κιότο, σύµφωνα µε το οποίο τα κράτη θα πρέπει να υιοθετούν και να απογράφουν τις πρακτικές, που θα συµβάλλουν στη µείωση του φαινοµένου, τόσο µέσω της αύξησης της δέσµευσης του διοξειδίου του άνθρακα όσο και µέσω της µείωσης των εκπομπών. Τέτοιοι µηχανισµοί αύξησης της αντιστάθµισης των εκποµπών αποτελούν η αλλαγή χρήσης γης και η δασοπονία (LULUCF), µέσω της δάσωσης γεωργικών γαιών,  αναδάσωσης και της διαχείρισης των δασικών οικοσυστηµάτων (UNFCCC, 2011). Ωστόσο, η φυσική λειτουργία των δασοπονικών ειδών να απορροφούν και να αποθηκεύουν το διοξείδιο του άνθρακα της ατµόσφαιρας στην υπέργεια και υπόγεια βιομάζα τους για µεγάλο χρονικό διάστηµα, ποικίλλει µεταξύ των ειδών και εξαρτάται από τις τοπικές συνθήκες (κλίµα – έδαφος) καθώς και την προσαρμογή τους σε αυτές (Kirby και Potvin 2007). Παρόλη τη σηµαντικότητα της παραπάνω λειτουργίας ελάχιστες έρευνες µέχρι σήμερα έχουν ασχοληθεί µε την ποσοτική εκτίµηση της αποθήκευσης του οργανικού άνθρακα σε επίπεδο δασοπονικού είδους (Baritz κ.α. 2010, Vesterdal κ.α. 2013, Gasparini και Di Cosmo 2015), η οποία µπορεί να επηρεάσει την επιλογή των κατάλληλων ειδών για µεγιστοποίηση της απορρόφησης σε προγράμματα δάσωσης αλλά και τις διαχειριστικές πρακτικές (Schulp κ.α.  2013), µε στόχο τη δηµιουργία αντισταθµισµάτων άνθρακα. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η εκτίµηση της απορρόφησης και της αποθήκευσης του διοξειδίου του άνθρακα (CO2)  της ατμόσφαιρας από τα κυριότερα ιθαγενή δασοπονικά είδη της Ελλάδας, ώστε να αξιολογηθεί η δυνατότητα τους για την παραγωγή αντισταθµισµάτων άνθρακα.

Υλικά και Μέθοδοι  

Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας καταγράφηκαν τα πρωτογενή δεδοµένα από τις διαχειριστικές µελέτες των δασικών οικοσυστηµάτων τριάντα εννιά (39) Νοµών της χώρας.  Ειδικότερα καταγράφηκαν: η δασοσκεπής έκταση κατά ποιότητα τόπου, το ξυλαπόθεµα (συνολικό κατά δασοπονικό είδος και κατά κλάσεις διαµέτρου) και η µέση ετήσια προσαύξηση. Από τα παραπάνω στοιχεία υπολογίστηκαν η αποθήκευση και η ετήσια απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα της ατµόσφαιρας. Για τον υπολογισµό της ποσότητας του άνθρακα στην υπέργεια και υπόγεια βιοµάζα χρησιµοποιήθηκαν οι τύποι που προτείνονται από το IPCC (2003) για τα δάση:  

C = V * D* BEF* (1+R)* CF (1)  

όπου C = τόνοι άνθρακα ανά εκτάριο (t/ha), V = ιστάµενος όγκος ανά εκτάριο (m3/ha), D =  πυκνότητα δασικού είδους (τόνοι ξηρής ουσίας/m3), BEF = ο συντελεστής που µετατρέπει τον όγκο του ξυλαποθέµατος εκφρασμένου σε κυβικά µέτρα σε υπέργεια βιοµάζα εκφρασµένη σε τόνους ξηρής ουσίας (t/m3), R = ο λόγος της υπέργειας προς την υπόγεια βιοµάζα, CF = η περιεκτικότητα του άνθρακα για τις διάφορες λειτουργικές οµάδες των δασοπονικών ειδών (%). Ως τιµές του συντελεστή BEF και R, χρησιμοποιήθηκαν οι τιµές που προτείνονται για τα ελληνικά δασοπονικά είδη από τους Αλµπάνη κ.α. (2014), ενώ για την πυκνότητα και την περιεκτικότητα του άνθρακα, χρησιµοποιήθηκαν οι τιµές που προτείνονται από τους Τσουµής (1986) και Φιλίππου (1986), αντίστοιχα. Στη συνέχεια για την µετατροπή των τόνων του άνθρακα σε κυβικούς τόνους CO2 ανά εκτάριο η εξίσωση (1)  πολλαπλασιάστηκε µε το συντελεστή 3,666, που προκύπτει από το λόγο του Μοριακού Βάρους του διοξειδίου του άνθρακα (44) προς το Ατομικό Βάρος του στοιχείου του Άνθρακα (12). Για την εκτίµηση της στατιστικής διαφοράς της αποθήκευσης και της απορρόφησης του διοξειδίου του άνθρακα µεταξύ των διαφόρων λειτουργικών οµάδων των δασοπονικών ειδών χρησιµοποιήθηκε το κριτήριο της ελάχιστης σηµαντικής διαφοράς (LSD) σε επίπεδο σηµαντικότητας α = 5%.  

Αποτελέσµατα 

Από τα δεδομένα του Πίνακα 1 φαίνεται η σημαντική επίδραση των λειτουργικών οµάδων των ιθαγενών δασοπονικών ειδών τόσο στην αποθήκευση όσο και στην ετήσια απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Πιο συγκεκριμένα η αποθήκευση (CO2/ha),  στην υπέργεια και υπόγεια βιομάζα, ήταν σημαντικά (P<0,05) µεγαλύτερη στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη σε σχέση µε τα κωνοφόρα και τα αείφυλλα πλατύφυλλα είδη κατά 26,7 και 36,1%, αντίστοιχα. Όσον αφορά την ετήσια απορρόφηση, στα κωνοφόρα είδη ήταν σημαντικά µικρότερη κατά 55,7 και 47,2% αντίστοιχα σε σχέση µε τα φυλλοβόλα και αείφυλλα πλατύφυλλα είδη. Οι παραπάνω διαφορές θα µπορούσαν να αποδοθούν στη διαφορετική φυσιολογία, τον τρόπο ανάπτυξης (ταχυαυξή, βραδυαυξή), την αλλοµετρία, την πυκνότητα και τη διαφορετική χηµική σύσταση της βιοµάζας, που χαρακτηρίζει τις λειτουργικές οµάδες των δασοπονικών ειδών (Jandl κ.α. 2007, Carnicer κ.α. 2013). Σύμφωνα µε τους Φιλίππου (1986) το ποσοστό του άνθρακα στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη είναι µεγαλύτερο σε σχέση µε τα κωνοφόρα, ενώ το µικρότερο ποσοστό λιγνίνης στα κυτταρικά τοιχώµατά τους διευκολύνει την αποσύνθεση των φυτικών υπολεμμάτων από τους µικροοργανισµούς και τον εµπλουτισµό του εδάφους µε οργανική ουσία – – οργανικό άνθρακα (Trum κ.α. 2011, Vesterdal κ.α. 2012).

Πίνακας 1. Μέσοι όροι και τυπικό σφάλμα αποθήκευσης (κυβικοί τόννοι CO2/ha) και ετήσιας απορρόφησης (κυβικοί τόννοι τόννοι CO2/ha) διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα κατά λειτουργική οµάδα δασοπονικών ειδών.

Ο διαφορετικός ρυθμός αύξησης μεταξύ των λειτουργικών ομάδων αντανακλάται και στην κατανομή του αποθηκευμενού CO2/ha κατά κλάσεις διαμέτρου (Εικόνες 1Α,Β,Γ). Πιο συγκεκριμένα στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη το 59% του συνολικού CO2/ha είναι αποθηκευμένο στις δύο πρώτες κλάσεις διαμέτρου (1= 0,1-0.2μ και II = 0,22 – 0,34 μ.) ενώ αντίθετα στα κωνοφόρα είδη το 46%. Η διαφορά αυτή γίνεται πιο έντονη στην πρώτη (I) κλάση διαμέτρου όπου είναι αποθηκευμένο το 29% του συνολικού CO2/ha στα πλατύφυλλα ενώ στα κιονοφόρα μόλις 14%. Σύμφωνα με τους Epron κ.α. (2012) τα πλατύφυλλα είδη (αγγειόσπερμα) χαρακτηρίζονται από πιο γρήγορο ρυθμό αύξησης και κατ’ επέκταση παραγωγικότητα, σε σχέση με τα κωνοφόρα (γυμνόσπερμα) κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου. Τέλος όσον αφορά τα αείφυλλα πλατύφυλλα είδη στη συγκεκριμένη κλάση διαμέτρου αποθηκεύεται το μεγαλύτερο μέρος (57%) του συνολικού CO2/ha.

Εικόνα 1Α. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη κατά κλάσεις διαμέτρου.

Εικόνα 1Β. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα κωνοφόρα είδη κατά κλάσεις διαμέτρου.

Εικόνα 1Γ. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα αείφυλλα πλατύφυλλα είδη κατά κλάσεις διαμέτρου

Όσον αφορά την επίδραση της ποιότητας τόπου στην αποθήκευση του CO2/ha στις διάφορες λειτουργικές ομάδες (Εικόνες 2Α,Β,Γ), βρέθηκε ότι το μεγαλύτερο ποσοστό του διοξειδίου του άνθρακα 74% στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα, 64% στα κωνοφόρα και 56% στα αείφυλλα πλατύφυλλα κατανέμεται στην πρώτη (I), δεύτερη (II) και τρίτη (III) ποιότητα τόπου. Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να αποδοθεί στις ευνοϊκότερες εδαφικές συνθήκες ανάπτυξης των δασικών ειδών που επικρατούν σε αυτές τις ποιότητες τόπου, αλλά και στην αλληλεπίδραση μεταξύ δασοπονικών ειδών και εδάφους. Σύμφωνα με τους Jang κ.α. (2007) η προσθήκη φυτικών υπολειμμάτων, τα οποία χαρακτηρίζονται από ταχύτερους ρυθμούς αποσύνθεσης, αυξάνει τον οργανικό άνθρακα στο έδαφος, ενώ οι De Vos κ.α. (2015) αναφέρουν ότι το δασικό είδος και ο τύπος του εδάφους αποτελούν τους κύριους παράγοντες που καθορίζουν την ποσότητα του εδαφικού οργανικού άνθρακα. Όσον αφορά τις υπόλοιπες ποιότητες τόπου (IV και V), στις οποίες απαντούν τα πιο φτωχά εδάφη, βρέθηκε υψηλό ποσοστό αποθήκευσης (44%) στα αείφυλλα πλατύφυλλα, (36%) στα κωνοφόρα σε σχέση με τα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη (26%). Το γεγονός αυτό μπορεί να αποδοθεί στις διαφορετικές εδαφικές απαιτήσεις αλλά και στην αναλογία ριζικού: υπέργειου συστήματος των ειδών της κάθε λειτουργικής ομάδας (Li κ.α. 2003).

Εικόνα 2Α. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα φυλλοβόλα πλατύφυλλα είδη κατά ποιότητα τόπου.

Εικόνα 2B. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα κωνοφόρα είδη κατά ποιότητα τόπου.

Εικόνα 2Γ. Κατανομή αποθηκευμένου διοξειδίου του άνθρακα στα αείφυλλα πλατύφυλλα είδη κατά ποιότητα τόπου.

Σύμφωνα με τα δεδομένα του Πίνακα 2 σημαντική ήταν η επίδραση του δασοπονικού είδους τόσο στην αποθήκευση όσο και στην ετήσια απορρόφηση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Πιο συγκεκριμένα η ερυθρελάτη από τα κωνοφόρα και η οξιά από τα φυλλοβόλα πλατύφυλλα παρουσίασαν τη μέγιστη ετήσια απορρόφηση και αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα ανά εκτάριο, ενώ ελάχιστες τιμές παρουσίασαν η τραχεία πεύκη και η σημύδα, αντίστοιχα. Επιπλέον, βρέθηκε ότι τα είδη της πεύκης δασική, λευκόδερμη, μαύρη, χαλέπιος, τραχεία και η ελάτη από τα κωνοφόρα, καθώς και τα είδη σφενδάμι, οστρύα, καστανιά, δρύς και σημύδα από τα φυλλοβόλα πλατύφυλλα αποθηκεύουν σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα στην υπέργεια και υπόγεια βιομάζα τους, συμβάλλοντας στην παραγωγή αντισταθμισμάτων άνθρακα. Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρουν οι de Vries κ.α. (2003) και οι Casparini και Di Cosmo (2015) σε δασικά ευρωπαϊκά και Μεσογειακά είδη.

Πίνακας 2. Μέσοι όροι και τυπικό σφάλμα αποθήκευσης (κυβικοί τόνοι CO2/ha) και ετήσιας απορρόφησης (κυβικοί τόννοι CO2/ha) διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα στα κυριότερα ιθαγενή δασοπονικά είδη.

Συμπεράσματα

Σημαντική είναι η επίδραση των λειτουργικών ομάδων καθώς και του είδους των ιθαγενών δασοπονικών ειδών τόσο στην ετήσια απορρόφηση όσο και στην αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Σύμφωνα με τα παραπάνω αποτελέσματα τα ελληνικά ιθαγενή δασοπονικά είδη μπορούν χρησιμοποιηθούν σε προγράμματα δημιουργίας αντισταθμισμάτων άνθρακα και να συμβάλλουν στην ανάσχεση του φαινομένου της κλιματικής αλλαγής, ωστόσο η επιλογή των ειδών θα πρέπει να γίνει βάσει των τοπικών οικολογικών συνθηκών.

Ευχαριστίες

Η παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου «Σχεδιασμός και Εφαρμογή μιας Εθελοντικής Αγοράς Αντισταθμισμάτων Άνθρακα στην Ελλάδα» που υλοποιείται υπό τη Δράση ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2011 της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ) και συγχρηματοδοτείται από ευρωπαϊκούς και εθνικούς πόρους.

Θερμές ευχαριστίες στη Γενική Διεύθυνση Ανάπτυξης, Προστασίας Δασών και ΑγροΠεριβάλλοντος για την ευγενική προσφορά του αρχείου της.

Abstract

The aim of the present study was the assessment of carbon dioxide (CO2) absorption and sequestration from the main native forest species of Greece. For the above reason the primary data (forested land per site quality, total stemwood and its distribution within diameter classes and the yearly growth per forest species) were recorded from the forest management plans of 39 prefectures. Afterwards, the sequestered carbon dioxide in the above and belowground biomass of forest species and its yearly absorption per hectare were calculated. From the results it was found that deciduous broadleaf species sequestered significant higher quantity of carbon dioxide (163.2 m3t C02/ha) compared to conifers and evergreen broadleaf. Moreover deciduous and evergreen broadleaf species exhibited the higher yearly absorption. Based on the above results the Greek forest species could be valorized in projects for carbon offsets generation, lead to climate change mitigation.

1Εργαστήριο Δασικής Οικονοµικής, Τµήµα Δασολογίας & Φυσικού Περιβάλλοντος, 54124,  iapappas@for.auth.gr.  
2Εταιρία Υλωρική

Βιβλιογραφία

Αλμπάνης, K., Ξανθόπουλος, Γ., Σκουτέρη, Α., Θεοδωρίδης, Ν., Χριστοδούλου, Α., 2014. Οδηγός εφαρμογής του υποδείγματος εκτίμησης της αξίας της δασικής γης στην Ελλάδα.

Baritz, R., Seufert, G., Montanarella, L., Van Ranst, E., 2010. Carbon concentrations and stocks in forest soils of Europe. For. Ecol. Manage. 260: 262-277.

Camicer, J., Barbeta, A., Sperlich, D., Coll, M.,Penuelas, J., 2013. Contrasting trait syndromes in angiosperms and conifers are associated with different responses of tree growth to temperature on a large scale. Front Plant Sci. 24: 409.

De Vos, B., Cools, N., Ilvesniemi, H.,Vesterdal, L., Vanguelova, E., Camicelli, S., 2015. Benchmark values for forest soil carbon stocks in Europe: Results from a large scale forest soil survey. Geoderma 251-252: 33-46.

de Vries, W., Reinds, G.J., Posch, M, Sanz, M., Krause, G., Calatyud, V., Dupouey, J., Sterba, H., Gundersen, P., Voogd, J., Vel, E., 2003. Intensive Monitoring of Forest Ecosystems in Europe. Tech. Rep., EC.UN/ECE, Brussels.

Epron, D., Bahn, M., Derrien, D., Lattanzi, F.A., Pumpanen, J., Gessler, A., Hogberg, P., Maillard, P., Dannoura, M., Gerant, D., Buchmann, N., 2012. Pulse-labelling trees to study carbon allocation dynamics: a review of methods, current knowledge and future prospects. Tree Physiol. 32: 776-798.

Gasparini, P., Di Cosmo, L., 2015. Forest carbon in Italian forests: Stocks, inherent variability and predictability using NF1 data. Forest Ecol. Manage. 337: 186-195.

IPCC, 2003. Good practice guidance for land use, land-use change and forestry. National Greenhouse Gas Inventories Programme, Kanagawa, Japan.

Jandl, R., Lindner, M., Vesterdal, L., Bauwens, B., Baritz, R., Hagedorn, F., Johnson, D.W., Minkkinen, K., Byrne, KA., 2007. How strongly can forest management influence soil carbon sequestration? Geoderma 137: 253-268.

Kirby, K.R., Potvin, C., 2007. Variation in carbon storage among tree species: Implications for the management of a small-scale carbon sink project. For. Ecol. Manage. 208: 208-221.

Li, Z., Kurz, W.A., Apps, MJ., Beukema, SJ., 2003. Belowground biomass dynamics in the Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector: recent improvements and implications for the estimation of NPP and NEP. Can. J. For. Res. 33: 126-136.

Schulp, CJ.E, Nabuurs, GJ., Verburg, P.H., de Waal, R.W., 2013. Effect of tree species on carbon stocks in forest floor and mineral soil and implications forsoil carbon inventories. For. Ecol. Manage. 256: 482-490.

Trum, F., Titeux, H., Ranger, J., Delvaux, B., 2011. Influence of tree species on carbon and nitrogen transformation patterns in forest floor profiles. Ann. For. Sci. 68: 837-847.

Τσουμής, Γ., 1986. Επιστήμη και Τεχνολογία Ξύλου-Τόμος Β- Βιομηχανική Αξιοποίηση. ΕκδόσειςΓαρταγάνης, Θεσσαλονίκη. Σελ. 38.

UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change), 2011. Available from <www.unfccc.int/2860.php>; (πρόσβαση Μαϊος, 24.05.2015).

Vesterdal, L., Elberling, B., Christiansen, J.R., Callesen, I., Schmidt, I.K., 2012. Soil respiration and rates of soil carbon turnover differ among six common European tree species. For. Ecol. Manage. 264: 185-196.

Vesterdal, L., Clarke, N., Sigurdsson, B.D., Gundersen, P., 2013. Do tree species influence soil carbon stocks in temperate and boreal forests? For. Ecol. Manage. 309: 4-18.

Φιλίππου, I., 1986. Χημεία και Χημική Τεχνολογία Ξύλου. Εκδόσεις Γιαχούδη-Γιαπούλη, Θεσσαλονίκη. Σελ. 154.


 

 

 

 



ΚατηγορίεςΔασική έρευνα

Tags: , , , , , , ,

Απάντηση

Αρέσει σε %d bloggers: