Hidden costs of implementing afforestation as a climate mitigation strategy: A comprehensive assessment of direct and indirect impacts

Mange elsker skoger. Men varme følelser og skogens fordeler, må ikke forstyrre fokuset på hvordan skogen påvirker klima. Når vi diskuterer skogplanting som klimatiltak i global skala, må vi se på skogens påvirkning på det globale klimaet. Skogens påvirkning på globalt klima kan vi dele i to: De biogeokjemiske effektene og de biogeofysiske effektene. Kjemiske og fysiske effekter, for å si det enkelt. At planter tar opp karbondioksid når de vokser, er en velkjent biogeokjemisk prosess. CO2 er en svært viktig drivhusgass. Dess mer CO2 vi kan fange fra atmosfæren, dess mer hindrer vi oppvarming av klima. Inntil trærne blir hugget ned, vil mesteparten av CO2 bli lagret i trærne. De mindre vektlagte biogeofysiske effektene er plantenes fysiske effekter. Skogens tre viktigste fysiske effekter på klimaet er: - Jordoverflatens reflekteringsevne (albedoeffekten) - Avdamping av vann fra jordbunnen (tresvette) - Turbulens i luftmassene Om du er interessert i klima, kan det være du har hørt om albedoeffekten. Enkelt sagt, handler det om refleksjon. Når solens energi treffer jordoverflaten, blir noe av strålingen reflektert, og noe blir tatt opp. Lyse overflater reflekterer mer stråling enn mørke overflater. Dette kjenner vi om sommeren, mørke klær blir varmere enn lyse klær. Den andre effekten på klimasystemet handler om avdamping fra trærne til atmosfæren. Trærne har dype røtter og bladene har langt større overflate enn for eksempel gress. Dype røtter pumper vann fra jordsmonnet og opp i tretoppene. Bladene tar opp CO2 og slipper ut frisk luft ? og vanndamp. På fagspråket kaller vi disse to effektene, trærnes evne til å pumpe vann opp fra bakken sammen med bladenes store overflate som slipper ut vanndamp, for ?evapotransporation?. På samme måte som at vi mennesker avkjøles gjennom svette, så avkjøles landoverflaten gjennom avdamping fra trær. Turbulens er den tredje fysiske klimaeffekten fra skogen. Den er også litt mer subtil. Røffe overflater i motsetning til glatte overflater, har de en tendens til å skape mindre sirkulasjoner i atmosfæren. Slike minisirkulasjoner kaller vi for ?eddies? og de har en avkjølende effekt på atmosfæren. Store skoger skaper komplekse strukturer på landoverflaten, og turbulensen som skapes her har en avkjølende effekt sammenlignet med store gressletter. I tropene er skogens effekter på klima lettere å forstå, enn effektene her i nord. I tropiske områder med mye skog, økes CO2-opptaket i høy grad noe som igjen har en høy avkjølingseffekt. Avdampingen øker også mye, sammen med turbulensen. I alt tre nedkjølende effekter. Refleksjonseffekten på den andre siden, har ikke noe særlig å bety i tropene. På høye breddegrader, her i Norden for eksempel, har refleksjonseffekten mye å si. Det medvirker til at den nordlige skogens klimaeffekt er langt vanskeligere å forstå. For det første vokser ikke planter høyt mot nord like hurtig som i tropene. Og ikke minst, om vinteren er det snø. Dette er to kritiske faktorer for å vurdere skogplanting som klimatiltak hos oss. Mer nordlig skog betyr mer CO2-opptak, men ikke i samme grad som i tropene. Både avdamping og turbulens øker, men alle disse nedkjølende effektene øker ikke i samme grad som nedgang i refleksjonsevnen. Refleksjonsevnen for skog går så mye ned at den bidrar til en oppvarming som overstiger skogens nedkjølende effekter. Å observere hvordan skogen påvirker klima på global skala er ikke mulig. Men vi kan derimot undersøke effektene i studier i klimamodeller. I modellene kan vi kombinere både biogeokjemiske effekter, altså opptak av CO2, med de biogeofysiske effektene vi har snakket om så langt. Og for meg som jobber med klimamodeller, er modellene overraskende nok helt enige på dette området! I alle fall i det hovedsakelige bildet. Modellene er hovedsakelig enige om: - Tropisk skog har en nedkjølende effekt på kloden. - Nordlig skog har ikke en nedkjølende effekt på klima. Men den siste konklusjonen om nordlig skog, inkluderer også visse usikkerhetsmomenter. Her er ikke alle modeller helt enige med hverandre. Mens noen modeller viser en høy oppvarmende effekt av nordlig skog, viser andre modeller ingen særlig effekt i det hele tatt. Samlet er den vitenskapelige konsensusen at skog i nordlige områder ikke har en nedkjølende effekt på kloden. Om vi skal plante trær for å dempe klimaendringer, er det langt nyttigere å gjøre dette i tropene enn i nordlige strøk.

Our modeling results suggest that planting trees to mitigate climate has little to no effect on climate. On the other hand, there may be additional unaccounted for consequences on local environment such as changes in biodiversity and soil carbon accumulation. Potential environmental consequences we were not able to address directly but can be expected from afforestation may be increased forest damage by wind gusts, increased forest fires, and increased rain on snow events due to afforestation in Norway. We also observe that the opinion of the general public is quite negative towards afforestation. We have started a scientific blog based on our study and plan to disseminate towards better policy making beyond the project period.

The role of forests in mitigating and managing climate change has been recognized since the early policy discussions under the collective label of "Agriculture, Forestry and Other Land Use (AFOLU)". In Norway, extensive planting of trees in open landscapes has been suggested as an important policy measure (St. Meld. 21 2011-2012). Under the current Norwegian climate mitigation plan, afforestation of new areas is considered the 4th most viable method. The effects and merits of afforestation have been highly debated both in the scientific community and in the public. In parallel to afforestation, large areas of unused and abandoned semi-natural areas in Norway are now undergoing massive natural succession towards deciduous forest. The impact assessments, however, have not yet moved beyond simple back-of-the-envelope calculation of carbon binding capacity by aboveground biomass. HiddenCosts is based on the realization that the current policy for afforestation as a climate mitigation strategy is based on incomplete knowledge and needs more rigorous evaluation in the full range of direct and indirect effects and costs vs. the realistic alternative landscape management scenarios. It is of vital importance that the full costs and benefits of afforestation vs. these realistic alternative management scenarios are rigorously assessed. Such an assessment is also time-sensitive due to the ongoing pilot projects. We will apply a multidisciplinary approach by integrating Earth System and regional climate modeling (WP1), in situ observations of biodiversity, ecosystem structure, and carbon storage (WP2), and public valuation and ecosystem services analysis (WP3) to gain more holistic understanding of the effects (both costs and benefits) of afforestation, continued management, and natural succession in the open lowland landscapes of Norway. Information gained from WPs1-3 will then be synthesized (WP4) to communicate effectively with relevant stakeholders and the public.