Klimaendring og produksjonsevne i skog

(1)

Klimaendring og produksjonsevne i skog

Kjell Andreassen, Skog og Landskap Lars Eklundh, Lund Universitet Monica Garcia, Lund Universitet Svein Solberg, Skog og Landskap

Ole Einar Tveito, Met.no - Meteorologisk institutt

(2)

Formål i arbeidspakke 4:

Forutsi tilvekstendringer i gran på Østlandet ved klimaendringer

A. Predikere klimaresponser i gran ut fra årringtilvekst B. Predikere tilvekstendringer i klimascenarier

C. Kan satellittdata supplere årringtilvekst for å

predikere klimaresponser

(3)

• Borrprøver tatt ut med tilvekstbor

• Årringbredder målt i mikroskop

(4)

↑↑

Diametertilvekst 1990 – 2010 (mm årringbredder)

11 bestand

Symptomatiske syke trær (rød)

Normale friske nabotrær (blå)

(5)

Årringer og Årringindekser

• Årringer i mm standardiseres til årringindekser med et Gauss filter

=> Alders-, tynnings- og bonitetseffekt reduseres

• De standardiserte årringindekser sammenlignes med klima (månedsmiddel av Temperatur, Nedbør og Palmer) 1957-1998.

• Palmer tørkestyrke gir akkumulert tørke i intervallet +4 (vått) til -4 (tørt)

• Deler Norge inn i 4 regioner:

1. Nord-N inkl. Trøndelag 2. Vestlandet

3. Østlandet > 350 m o.h.

4. Østlandet < 350 m o.h.

(6)

Modellering av årringindeks

> Modell: Årringindeks = f (Månedsverdier klima T, N, Palmer)

↓

> Stepwise multippel regresjon => mange klimavariabler med

>

> ↓

Fokus på sommermnd. mai, juni, juli og august i 1957-1998

> Beste modell for Østlandet < 350 m:

↓

Årringindeks = f(JuliTemp, JuniNedbør, AugustPalmer)

=> 0,377 + 0,037T_jul + 0,0012N_jun + 0,025Palmer_aug

(7)

Predikerte og observerte verdier.

Østlandet < 350m

P re di ke rt

Observert årringindeks

R es id ua l

År

(8)

Region Modell for årringindeks R² N Østlandet

<350 moh

0,377 + 0,037T_jul + 0,0012N_jun

+ 0,025Palmer_aug 0,32 228 Østlandet

>350 moh

0,377 + 0,014T_jun +0,035T_jul

+0,0005N_aug +0,02Palmer_jul 0,32 167

Vestlandet

0,366 + 0,021T_mai + 0,012T_jun +0,026T_jul

-0,011Palmer_aug 0,49 73

Nord-Norge

0,119 + 0,025T_mai + 0,044T_jun +0,026T_jul

-0,0008N_mai + 0,0013N_jun-0,0008N_aug 0,67 154

Modeller og scenarier for tilvekst i gran

Fortegn og størrelse på koeffisient !

(9)

Mange feilkilder:

> Modellstøy/utflating => Reell tilvekst-økning blir større

> Bare friske trær inngår

> Bare sommerklima inngår

> Tørkeskader og avgang ikke med

> Beregningsfeil (klima, årringindekser, koordinater etc.)

(10)

Hvordan beregnes tilvekstendring?

* 100%

↓

* 100%

>

(11)

Østlandet: Tilvekstøkningen blir størst i høyereliggende strøk pga der er det mest mangel på varme

m.o.h.

% tilvekst av normalår

100% 130%

350m

(12)

Tilvekstendring 2071-2100

100% 130% 100% 130%

Nord-Norge og Trøndelag Vestlandet

m.o.h

.

(13)

Modellert tilvekstøkning i 2071-2100

> NB Mange feilkilder. Bl.a. pga. modellstøy i regresjon vil antagelig reell tilvekst bli høyere.

Nord-Norge inkl. Trøndelag + 18 %

Vestlandet + 13 %

Østlandet > 350 m o.h. + 18 % Østlandet < 350 m o.h. + 12 %

(14)

Diametertilveksten øker med sommernedbør på Sør-Østlandet < 400 m

Juli Aug Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mai Jun Juli Aug

-0.1 0 0.1 0.2

Korrelasjon mellom nedbør og årringindekser

Sør-Østlandet <400m

Dette år

Korrelasjon

Fjoråret

(15)

Øker temperaturen tilveksten?

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

Korrelasjon mellom temperatur og årringindeks

Sør-Østlandet <400m

Korrelasjon

(16)

Øker temperaturen tilveksten?

-0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3

Korrelasjon mellom temperatur og årringindeks

Sør-Østlandet <400m Sør-Østlandet >400m

Korrelasjon

(17)

Kan satellittdata

supplere årringtilvekst

for å beskrive klimaresponser?

(18)

> Fotosyntesekapasitet i trær beregnes fra MODIS

satellittbilder der

vegetasjonsideksen NDVImax uttrykker mengden av

«grønske»

> Høy fotosynteseaktivitet gir høy NDVI verdi (max 1,0)

Satellittdata

(19)

Vegetasjonsindeks (NDVI) fra satellitt-bilder korrelerer med årringindeks (TRI)

-

Gj.sn. fra 14 felt (skogoppsynets flater)

1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011

0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20

0.80 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88

TRI NDVI max

År

Årringindeks NDVI max

R² = 0.65

(20)

Sammenheng mellom Satellitt vegetasjonsindeks (NDVI) og fjorårets juni Palmer tørkestyrke (PDSI)

- data fra alle gran arealer på Østlandet > 70% gran.

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88

PDSI June NDVI max

År

PDSI Juni NDVI max

R² = 0.63

Ikke lineær, lagged model: (y = a*x^b+c)

(21)

Høyest korrelasjon mellom NDVI max og juni Palmer

Korrelasjon mellom NDVI og månedsverdier av Palmer.

Fjorårets Juni Palmer er sterkest (rød). Blå er årets Palmer

(22)

Årringindeks (TRI) følger også omtrent fjorårets juli Palmer PDSI

- gj.sn fra14 friske skogoppsynsflater

1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011

0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20

-1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

TRI

PDSI July Q75

Year

Årringindeks PDSI juli Q75

• R

²

(fjorårets juliPalmer) = 0.31

• 2005 and 2006 er begge tørre år

(23)

Symptomatiske (syke) trær kommer seg ikke etter 2006 - gj.sn. fra 7 felt med syke trær

NDVI og Palmer svakt korrelert.

Lav 2005 Palmer vises i neste års NDVI !

TRI for syke og normale trær er parallell til 2007.

Så forskjellig forløp.

Friske trær kommer seg etter 2006 minimum, mens syke trær

fortsetter nedturen.

1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 -2.0

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

PDSI June Q25 NDVI max

Year

PDSI June Q25 NDVI max

1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 0.40

0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20

TRI sympt. sites TRI healthy sites

Year

Tree ring index

(24)

Oppsummering 1

• Trær reagerer forskjellig på ulike klima i ulike regioner av Norge

• Responsen er normalt bestemt av den klimatiske minimumsfaktoren:

1. På Vestlandet, i Nord-Norge og i høyereliggende strøk på Østlandet er det positiv respons på økt sommertemperatur. 2. I

lavereliggende strøk av Østlandet er det positiv respons på økt juninedbør, og positiv respons på økt temp. dersom nok nedbør

• Tilvekstendring i Scenarieperioden 2071-2100:

• 12-13 % økning tilvekst lavlandet på Østlandet < 350m og på Vestlandet

• 18 % økning tilvekst på Østlandet > 350m og i Nord-Norge

(25)

Oppsummering 2

• Satellittbilder gir samme indikasjoner som årringindekser på tilvekstvariasjoner

• Det er en effekt av fjorårets juni og juli Palmers tørkeindeks som påvirker tilveksten

• Negativ effekt av tørke blir særlig virkningsfull når tørken er tilstrekkelig stor og på de tørreste voksesteder

(26)

(27)

Tilvekstendring i Sverige og Finland. Gran

(28)

Junitemperatur. Østlandet < 350m Normal (blå) og scenariet (rød)

2071-2100 →

1961-1990 →

Junitemp.

ºC

År

(29)