Att göra övergången till förnybara energikällor kräver biomassa, för.

Det här är en historia om koldioxidval:När samhällen runt om i världen fortsätter att gå mot ökade portföljer av förnybar energi, vilka energikällor väljer vi?

I USA., kolverk stänger, men koldioxidkoncentrationen i atmosfären fortsätter att stiga. Att vända sig mot förnybara energikällor som vind, solenergi och biobränslen är ett nödvändigt steg mot att stoppa de värsta effekterna av klimatförändringarna. Skogsbiomassa förväntas vara en av de viktigaste energikällorna, men många människor har undrat hur man matar biobränsleväxter med det material de behöver utan att förstöra skogsresurserna.

Helträdsavverkning av asp främjar förnybar biomassaenergi från toppar och grenar, delar av trädet som ofta lämnas kvar i skogen vid avverkning till förmån för trädets stam, använda resterna som blir kvar efter en hållbar skörd till stockar. Det har länge antagits att ta bort löv och grenar från träd, istället för att låta dem sönderfalla i skogen, kommer att utarma marken och leda till ett svagare skogsekosystem. Ny forskning från Michigan Technological Universitys School of Forest Resources and Environmental Science utmanar den hypotesen.

"Många långtgående beslut om energiutveckling har fattats baserat på antaganden, sade Robert E. Froese, docent och chef för Ford Center and Forest.

Froese, Michael I. Premer – som tog sin doktorsexamen i kvantitativ skogsodling vid Michigan Tech och nu arbetar som forskningsskötselforskare för Rayonier – och Eric D. Vance, som nyligen gick i pension från National Council for Air and Stream Improvement, Inc., har nyligen publicerat "Whole-tree harvest and residu recovery in commercial aspen:Impplications to forest growth and soil productivity across a rotation" i tidskriften Forest Ecology and Management. Det är den tredje i en serie relaterade artiklar om avverkningsrester i skötta aspskogar på Michigans övre halvön.

De tre studierna behandlar synergistiskt samma fråga:Vilka är effekterna av att ta bort avverkningsrester – topparna, grenar och defekta delar av trädstammar (boles) — i Great Lakes aspskogar om skogens produktivitet och miljömässig hållbarhet?

I den första studien, forskarna undersökte effekten av borttagning av rester på underliggande växtsamhällen snarare än att låta resterna sönderdelas och teoretiskt ge näringsämnen till den örtartade och buskiga vegetationen under trädkronan.

I den andra studien, Premer, Froese och Vance grävde djupare in i en effekt de märkte medan studien pågick:"Cut to length" loggningssystem som används avsiktligt för att minska jordpackningen kanske inte är effektiva i detta avseende, skapa långvariga mönster av minskad tillväxt inom regenererande bestånd.

Den tredje artikeln undersöker hur långa rester kvarstår och skillnader i kolbindning och makronäringsämnen mellan platser där rester togs bort och där de hölls kvar. Kollektivt, de tre tidningarna tar upp effekterna på platsen i aspskogar vid Great Lakes och visar att borttagning av rester har få effekter på skogens ekologi i skötta bestånd.

"Det verkar uppenbart:loggning, speciellt när toppar och grenar tas bort för bioenergiproduktion, måste ta bort näring och ved som ska finnas kvar för att ge näring till den förnyande skogen. Så delstaterna i Mellanvästern antog riktlinjer för skörd av biomassa för att skydda skogsmarker, " sa Froese. "Vi studerade skillnaden i markens näringsämnen, kol och tillväxthastigheten för regenererande aspskogar i övre Mellanvästern och vi fann att det inte finns någon skillnad i aspbeståndsproduktivitet när hela träd tas bort. Det visar sig att grenar inte verkar spela någon större roll i aspskogens ekologi trots allt."

Verkar under ett felaktigt antagande, Mellanvästernstater antog riktlinjer för att skydda jordar och ekosystem utan att riktigt förstå behovet av riktlinjer. Denna åtgärd har ökat komplexiteten och kostnaden, som hindrar införandet av bioenergi.

"Staternas agerande förmedlar uppfattningen att allt avlägsnande av biomassa är "skada" och därför måste vi begränsa "skadan" till någon nivå som vi kan tolerera, ", sa Froese. "Det kan vara så att utvinning av biomassa inte skadar skogen alls. Om det minskar användningen av fossila bränslen, det kan bidra till att minska skadorna på det globala klimatet."

Froese tillägger att trots dess moniker, Helträdsavverkning tar faktiskt inte bort varenda löv och kvist från skogen. Froese sa i sin studie, 64 % av resterna fanns kvar trots att man försökte plocka upp så mycket av de loggade studieträden som möjligt.

Forskarna tog prov på beskogade aspbestånd i Baraga, Delta, Dickinson och Menominee counties som ägs och drivs aktivt av Weyerhaeuser Company (tidigare Plum Creek Timber Company) och för vilka det finns en 40-årig kommersiell avverkning, förse forskarna med en datauppsättning för att verifiera mot fältmätningar.

"Oavsett om det tas bort eller inte, asp grenar försvinner snabbt genom att ruttna bort, Froese sa. För aspskogar, det verkar som att även den mest intensiva skörden är helt hållbar."

Froese hävdar att felaktiga antaganden om markens produktivitet har skapat negativa åsikter om biomassaenergikällor. Tillsammans med låga naturgaspriser, Mellanvästerns energipolitik har en betoning på naturgas.

"Vi demoniserade användningen av en förnybar resurs och vi har flyttat vår energiproduktion från kol till ett annat fossilt bränsle. Bättre, men fortfarande ett fossilt bränsle, ", sa Froese. "När klimatet förändras, vi måste vända oss till förnybara energikällor, och vi missar ett tillfälle att plocka upp en förnybar energi som är riklig, naturligt och, som vi har visat, kan hanteras på ett hållbart sätt."

Froese hävdar att den övre halvön är befolkad av ett hållbart utbud av biomassa - aspar, tallar och andra barrträd – och att övre Mellanvästern är redo att välja förnybara energikällor snarare än att fortsätta att installera naturgasanläggningar med 30-årig livslängd som gör avkoppling från fossila bränslen när som helst till ett knepigt ekonomiskt förslag.

"Detta har en väsentlig praktisk tillämpning:om vi inte kan visa att råmaterial för biomaterial kan produceras från skogar, då kan vi inte konstruera avancerade material och leveranskedjor, " sa Froese. "Det handlar om motståndskraft – skogar, särskilt, och lantliga landskap, i allmänhet. Det handlar om hållbarhet i skötta landskap."