Quantifying climate Impacts of Future Forest management strategies in Norway

Hvilken rolle kan norsk skog spille en rolle som klimatiltak? Globale utslippsbaner konsistente med å holde global oppvarming til under 1.5°C og 2°C relativt til før-industriell tid inkluderer store mengder land-baserte klimatiltak og arealbruksendringer, med ulik grad og kombinasjon av skogplanting, redusert avskoging og bioenergi. Dette vil føre til betydelige endringer i de terrestriske økosystemene. Ulike forvaltningsmodeller og arealbruksendringer gir ulike endringer i skogens struktur og utbredelse. Dette vil igjen påvirke klima gjennom flere mekanismer i tillegg til utslipp og opptak av CO2, blant annet ved endringer i overflatens albedo, det vil si refleksjonsevne. Dette må tas med for et helhetlig bilde av koblingen mellom skog og klima og nettoeffekten av klimabaserte skogtiltak. Gjennom prosjektet «Quantifying climate Impacts of Future Forest management strategies in Norway (QUIFFiN)» har forskere fra CICERO, NIBIO og NTNU jobbet med å styrke kunnskapen om hvordan endringer i vegetasjonen i Norge som følge av endret skogbruk påvirker klima når man inkluderer et bredt sett av relevante mekanismer. Slik kunnskap er nødvendig for å identifisere hvilken rolle norsk skog kan spille for å nå 2°C-målet. Forskerne har benyttet ulike verktøy og metoder, inkludert empiriske metoder, økosystemmodellering og klimamodellering med høy romlig oppløsning. Resultater fra prosjektet viser at storskala endringer i vegetasjon i Europa, inkludert Fennoskandia, kan påvirke temperatur og nedbør lokalt og regionalt, og at disse effektene kan være svært stedsspesifikke. Analyser peker også på gjenstående utfordringer, blant annet bedre representasjon av snødekke og -sesong i regionale klimamodeller for redusert usikkerhet i klimaresponsen til en vegetasjonsendring. Studier fra prosjektet viser også at større endringer i skogdekke kan øke eller minke mengden av såkalte sekundære organiske partikler i atmosfæren, partikler som er med på å endre jordas energibalanse og dermed påvirke klima. Endringer i albedo er en svært viktig effekt på våre høye breddegrader og kan påvirke den netto klimapåvirkningen av vegetasjonsendringer, dvs. hvorvidt effekten er en oppvarming eller avkjøling. Som demonstrert i en omfattende gjennomgang av litteraturen, er det imidlertid ikke rett frem å vekte effekten av albedoendringer mot effekten av opptak og utslipp av CO2. Beregninger fra prosjektet at det er stor spredning mellom ulike framskrivinger for hogst av norsk skog avhengig av underliggende antakelser om sosioøkonomisk utvikling og klima- og energipolitikk. Videre kan ulike forvaltningsstrategier velges for å møte etterspørsel etter trevirke, for eksempel mer intensiv hogst av eksisterende skog, nyplanting eller bytte av arter. Når betydningen for klima av endringer i vegetasjonen skal beregnes, er det viktig å inkludere detaljert informasjon om skogens karakteristikker. Videre må en klimamodell som kan representere de regionale forholdene benyttes. Bærekraftig land- og skogforvaltning er essensielt, både for klimatiltak, men også i møte med andre behov og utfordringer som de terrestriske økosystemene skal fylle, som bioøkonomi og bevaring av biologisk mangfold. Resultatene fra QUIFFiN har gitt kunnskap av relevans for utforming av bærekraftig skogbruk i Norge.

Advancement of the research frontier: QUIFFiN researchers have conducted excellence-driven research and analysis documented in international peer-reviewed journals of good visibility. Methods and datasets developed within the project have potential for use in further studies. New scientific networks: QUIFFiN participants have through the project established connections with the LUCAS (Land Use and Climate Across Scales) initiative on coordinated regional climate model experiments, which is a part of the Cordinated Downscaling Experiments (CORDEX). This is expected to open new research opportunities and provide an important network in the field of land modeling. Shaping the research agenda: While the project has led to important findings, it has also identified remaining uncertainties, as well as provided methods and frameworks that can be applied in further studies. Members of the project are already involved in a new EU project on related topics (PathFinder - Nibio) and we expect the project to further contribute to shaping the research agenda. Strengthening the scientific knowledge basis: QUIFFiN has produced knowledge of relevance for assessing the net climate effects of changes in vegetation and land cover, hence delivering information of relevance to e.g. decision makers and other stakeholders, and policy processes related to land management or climate mitigation strategies. Results can also be expected to be taken up in future international assessments (e.g. seventh IPCC cycle or more topical assessments of land use/land management). Enhanced awareness in the broader public: Through undertaken and planned dissemination of the project topic and results, QUIFFiN is expected to contribute to enhanced awareness among the broader public of the complex role of forests for climate, environment, and society.

The international community has agreed to limit the global temperature increase to 2°C above the pre-industrial levels. This will require a large-scale shift away from the fossil economy towards one based on renewable materials and energy, such as biomass. Forests can play multiple roles in climate mitigation, such as sequestering carbon or provision of energy. Changes in forest management can alter the distribution, structure, and functioning of terrestrial ecosystems, which in turn affect climate. Whether a certain type of land use or management change will result in a net cooling or warming contribution for the regional and global climate is highly dependent on site specific conditions and vegetation. As a consequence detailed data about vegetation characteristics is essential. Moreover, the quantification of regional and global climate responses requires both high resolution modeling and inclusion of a broad set of the mechanisms which affect climate on different time scales. Currently, little or no information exist about the regional climate response to changes in forest cover and structure following future forest management strategies. This limits our ability to confidently determine which management options lead to climate benefits. By combining environmental systems analysis and detailed ecosystem modeling with high-resolution climate modeling, QUIFFiN will: - Provide detailed data for vegetation changes under various future strategies for management of the Norwegian forest - Improve our holistic understanding and quantify climate impacts from the regional to global scale following vegetation changes in a Norway - Identify possible win-win solutions of forest management practices for simultaneous provision of bio-resources and mitigation of climate change QUIFFiN aims to provide robust scientific knowledge of relevance for designing policies for climate mitigation and sustainable management of Norwegian forest resources.